Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 03/08/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-411711)
75 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie par voie vaginale de trois à quatre heures pour l’implantation d’un filet, matrice biologique ovine ou prothèse synthétique, puis est gardé en vie de deux à six mois avant sa mise à mort et le prélèvement des organes du bassin. Le porteur indique que la chirurgie peut provoquer un non-réveil, des saignements abondants, des infections et des douleurs. Il justifie le recours à la brebis par la proximité anatomique de sa région pelvienne avec celle des femmes et par l’absence d’alternative in vitro reproduisant le système immunitaire.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet a pour objectif d’apporter des preuves expérimentales qu’un greffon de Matrice extracellulaire Assemblée par des Cellules (MAC) a le potentiel de devenir une solution chirurgicale alternative pertinente au traitement du Prolapsus des Organes Pelviens (POP). Une comparaison avec les traitements chirurgicaux standards actuels (prothèse synthétique ou chirurgie autologue) est donc essentielle. Nous proposons un nouveau paradigme qui repose sur l’utilisation d’un matériau complètement biologique qui n’est ni chimiquement ni autrement dénaturé tel que son ultrastructure, similaire à un tissu natif, soit préservée pour favoriser sa biointégration. Nous souhaitons montrer qu’un filet de MAC ovine peut être implanté avec succès dans un modèle de gros animal pertinent et allogénique. Pour cela, nous souhaitons évaluer le remodelage du filet de MAC, incluant sa stabilité mécanique et la réponse immunitaire (innée et adaptative) de l’hôte, dans la région urogénitale de brebis en comparaison avec une prothèse synthétique (Ex : Restorelle® de Coloplast Corp.). Les brebis seront opérées d’une cure de rectocèle (prolapsus du rectum) par voie vaginale. Une réparation de la paroi vaginale postérieure sera réalisée. Les greffons seront implantés entre le vagin, le péritoine pariétal et le rectum et fixés avec des sutures non résorbables. Notre hypothèse est que le greffon de MAC entraine moins de complications qu’une prothèse synthétique (réponse immunitaire moins importante, pas d’exposition et moins de contraction de la prothèse, etc.) démontrant ainsi la supériorité de ce matériau. Après euthanasie des animaux, les implants seront récupérés et des analyses mécaniques et histologiques à différents temps de suivi (2 et 6 mois) seront effectuées. Les temps de suivi de 2 et 6 mois ont été choisis car ce sont des temps classiquement décrits dans la littérature pour suivre l’évolution de prothèses implantées dans la région urogénitale de brebis permettant la comparaison des résultats obtenus. Cette première expérimentation permettra de montrer le potentiel clinique du greffon de MAC, c’est-à-dire valider si le filet de MAC présente des propriétés mécaniques suffisantes pour traiter le POP dans un modèle de gros animal. En effet, les données récoltées permettront la comparaison directe des greffons de MAC avec un traitement standard du POP en termes de stabilité mécanique, de réponse immunitaire, d’intégration tissulaire et de taux de complications.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le Prolapsus des Organes Pelviens (POP), aussi appelé descente d’organe, est un problème médical important pour les femmes. On estime qu’1 femme sur 10 subira une intervention chirurgicale pour traiter un POP au cours de sa vie. Bien que des chirurgies autologues existent, c’est-à-dire qui utilisent les tissus de la patiente pour soutenir l’organe « descendant », elles ont été moins favorisées en raison de la disponibilité et de la commodité des prothèses synthétiques. De plus, ces prothèses synthétiques robustes et rigides permettent d’apporter un soutien mécanique plus durable que les chirurgies autologues (jusqu’à 3x moins de récidive). En revanche, depuis 2019, les prothèses synthétiques implantables par voie vaginale ont été retirées du marché dans de nombreux pays, comme la France, les Etats-Unis…, en raison d’un taux de complications élevé (douleurs, expositions, infections). Il existe donc un besoin médical et sociétal important pour des innovations. Cette étude permettra de sélectionner le procédé de création et de conditionnement des filets de Matrice extracellulaire Assemblée par des Cellules (MAC) les plus adaptés pour produire un greffon de MAC aux caractéristiques cliniques pertinentes pour traiter le POP. Les gains attendus par la nouvelle technologie à long terme sont les suivants : (1) Pour les patientes : cette approche biologique apportera une grande amélioration de leur qualité de vie en limitant les risques de complications et de récidives. (2) Pour la société : la réduction des complications/récidives bénéficiera économiquement au système de santé en évitant les coûts des réopérations.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Une intervention chirurgicale sous anesthésie générale sera réalisée sur les animaux. Les brebis seront opérées d’une cure de rectocèle (prolapsus du rectum) par voie vaginale. Une réparation de la paroi vaginale postérieure sera réalisée. Nous prévoyons un temps d’intervention d’environ 3 à 4h sur chaque animal. Les brebis seront donc opérées 1 par 1 sur chaque demi-journée pendant 12 jours (non consécutifs). Chaque brebis recevra une condition expérimentale : un filet de matrice extracellulaire assemblée par des cellules ou une prothèse synthétique. Après réveil, les animaux seront gardés en vie sur des périodes différentes : 2 à 6 mois. Dans le cas où l’une des brebis ne se réveillerait pas suite à l’intervention, nous prévoyons un animal supplémentaire pour remplacer l’animal décédé (pour chaque lot). Aucun prélèvement n’est prévu.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le transport et la chirurgie peuvent générer de l’angoisse. Les brebis seront transportées dans un véhicule adapté par deux afin de limiter l’isolement social. La durée du trajet est limitée (45 minutes maximum). Des risques de complications au cours de la chirurgie ou en post-opératoire peuvent être attendus comme : non-réveil de l’animal du fait de l’anesthésie, saignements (abondants), infections, constipations, douleur, souffrance et angoisse. La durée de ces nuisances ou effets indésirable sera réduite au maximum pour n’être que passagère en portant une attention particulière aux brebis tout au long du projet.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort (sauf les animaux supplémentaires prévus en cas de décès d’un animal à la suite de l’anesthésie et qui n’auraient donc pas été implantés) à l’issue de la procédure, les organes du bassin seront prélevés à des fins d’analyses histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Bien qu’un modèle humain puisse être largement étudié in vitro, son étude in vivo à long terme chez l’animal reste limitée. À ce jour, aucun système de modélisation ne peut suppléer à l’utilisation d’un modèle animal étant donné la complexité du système immunitaire. Des modèles animaux immunosupprimés, notamment souris ou rats, ne peuvent pas mimer l’anatomie ni la physiologie humaine car ils sont trop petits. Ces modèles permettent d’évaluer la prothèse implantée dans la région abdominale uniquement. Ainsi, le recours au modèle de gros animal permettra d’évaluer, à long terme, la réponse immunitaire innée de l’hôte combinée à la réponse immunitaire adaptative (indisponible chez les animaux immunosupprimés) dans un contexte de greffe allogénique et une région anatomique pertinente simulant les conditions cliniques.
2. Réduction
Au total, 75 brebis sont nécessaires (3 lots de 25 brebis). Chaque animal recevra un filet de Matrice extracellulaire Assemblée par des Cellules (MAC) ou une prothèse synthétique. Nos objectifs sont de démontrer l’implantabilité et l’intégration supérieure des greffons de MAC dans la paroi vaginale en comparaison avec une prothèse synthétique sur la base d’une observation directe (exposition et contraction de la prothèse) et d’une évaluation histologique du remodelage et de la réponse immunitaire (innée et adaptative). Nous souhaitons également montrer que les greffons de MAC possèdent des propriétés mécaniques suffisantes pour traiter le prolapsus des organes pelviens dans un modèle de gros animal (pas de récidive). Ces expérimentations sont conçues pour avoir recours à un nombre minimal d’animaux permettant l’obtention de résultats exploitables sur le plan statistique. D’après la littérature, nous avons sélectionné 6 brebis par groupe et par temps de suivi pour montrer une différence significative entre le filet de MAC et la prothèse synthétique standard, principalement au niveau des complications liées à l’implant (exposition et contraction de la prothèse) et de la réponse immunitaire. En effet, nous estimons la probabilité d’exposition prothétique avec une prothèse synthétique standard à environ 33%, 100% de cas de contraction de l’ordre de 30 à 50% pour les prothèses synthétiques avec, autour, des marqueurs de la réaction à corps étranger (cellules géantes à corps étranger). Nous attendons des résultats similaires. En revanche, nous n’attendons pas d’exposition avec le filet de MAC, ni de marqueurs de la réaction à corps étranger et moins de contraction du filet, ce qui démontrerait une grande supériorité de ce matériau. Selon la variabilité observée avec les premiers animaux, nous pourrons répéter l’expérience pour ajouter des animaux à l’étude. Ces expérimentations seront potentiellement effectuées jusqu’à 3 fois afin de confirmer certains résultats, de tester des conditions de production des greffons de MAC supplémentaires, ou ajouter une condition expérimentale (Ex : chirurgie autologue). Concernant l’analyse statistique, nous comparerons les résultats pour les échantillons non appariés avec le test t de Student.
3. Raffinement
Tout au long de l’expérimentation, une attention particulière visant à réduire douleurs, souffrance et angoisse chez les brebis sera apportée. La douleur, la souffrance et l’angoisse seront réduites par une prémédication et seront gérées par une anesthésie générale durant toute la procédure chirurgicale. Les paramètres vitaux seront suivis pendant l’intégralité de la chirurgie. Un protocole d’analgésie post opératoire prédéfini est réalisé pour chaque animal. En dehors de cette période, les animaux seront gérés par l’unité d’hébergement et de stabulation de l’établissement utilisateur (EU). Les animaux seront suivis dans des locaux agréés, avec du personnel dédié et expérimenté, et les périodes d’isolement limités au strict minimum nécessaire afin de réduire l’angoisse. Un suivi quotidien sera réalisé. La chirurgie est réalisée sous anesthésie générale avec analgésie pré, per et post- opératoire par admission d’antalgiques. Cependant, l’animal sera rapidement euthanasié (Pentobarbital sodique en IV pour l’euthanasie indiqué dans le paragraphe 3.3.3., soit 80 mg/kg) si : – le rythme cardiaque est >150 bpm ou 41°C ou < 32°C - une hémorragie importante est constatée. Les points limites identifiés se situent principalement au niveau de la phase longitudinale, lors de l’hébergement. • Perte d’appétit, anorexie • Altération du comportement, grincements de dents excessifs • Apathie, abattement • Position anormale ou prostration • Locomotion ou déplacements anormaux • Difficulté respiratoire • Auscultation et/ou examen cardiaque anormaux • Décubitus prolongé ou isolement • Hypovigilance ou hypervigilance anormale Si les premiers animaux présentent une défaillance des fonctions vitales dans les heures ou premiers jours qui suivent l’intervention, le protocole sera interrompu. Si l’état de santé d’un animal est concerné par l’un des points cités ci-dessus ainsi que par toute autre observation jugée anormale, un examen vétérinaire approfondi est réalisé et le responsable du projet est contacté par l’EU assurant l’hébergement pour définir la conduite à tenir (prescription d’un traitement médical adapté, examens complémentaires, etc.). Si l’état de santé est préoccupant, le vétérinaire de l’EU assurant l’hébergement et le responsable du projet décideront de l’euthanasie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle ovin montre de grandes similitudes anatomiques avec l’humain au niveau de sa région pelvienne. De plus, il s’agit d’un modèle de prolapsus des organes pelviens bien établi dans la littérature. Par ailleurs, les cellules ovines sont les seules cellules qui ont permis d’obtenir des feuillets de Matrice extracellulaire Assemblée par des Cellules (MAC) similaires à ceux produits par les cellules humaines, en comparaison avec d’autres modèles animaux comme le chien et le cochon. L’espèce a donc été sélectionnée pour permettre l’étude de la réaction immunitaire et le remodelage des greffons de MAC par les cellules de l’hôte, implantés en tant qu’allogreffes. Nous souhaitons réaliser une cure du prolapsus. Pour que les brebis aient une descente d’organe, nous sélectionnerons des brebis âgées (≥ 5 ans) et grandes multipares (≥ 3 mises bas).