Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-422104)
12 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, chacun passant quatre mois et demi à apprendre une tâche alimentaire sous accès à l’eau restreint. Vient ensuite l’occlusion de l’artère cérébrale moyenne, qui détruit une zone du cerveau et leur fait perdre leurs capacités motrices et cognitives, avec un isolement de quelques jours le temps qu’ils récupèrent. Le porteur ajoute par amendement des stimulations thermiques douloureuses et des jets d’air pour repérer les circuits de la douleur chronique après un AVC, tous les animaux étant tués ensuite pour analyse du tissu cérébral. L’effectif passe de huit à douze parce qu’il anticipe 18 % de mortalité liée à la procédure et prévoit donc des animaux de remplacement.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’accident vasculaire cérébral (AVC) est un déficit neurologique soudain causé par un caillot ou une hémorragie cérébrale. Le traitement le plus récent de l’AVC ischémique est la thrombectomie, visant à retirer l’occlusion par une intervention endovasculaire pour restaurer l’apport sanguin cérébral. L’étendue de la pénombre ischémique, la zone cérébrale affectée par l’infarctus, est un facteur déterminant de l’issue de l’AVC. Sauver la pénombre est crucial pour limiter les séquelles graves. Notre projet a pour objectif de valider la sécurité de la procédure HDT15°, qui consiste à incliner de 15° le corps et la tête du sujet pendant l’occlusion, pour augmenter l’apport sanguin vers la pénombre par les vaisseaux collatéraux. Cette approche, déjà validée chez le rongeur, doit être testée chez le primate avant un essai clinique. HDT15° pourrait réduire les risques de décès ou de handicaps graves. La mesure du métabolisme de l’oxygène cérébral (CMRO2) reflète l’état de la pénombre ischémique et peut servir de biomarqueur pour évaluer l’atteinte cérébrale et prédire la récupération post-AVC. Ce projet vise à valider l’utilisation de CMRO2 mesuré par IRM dans la phase aiguë de l’AVC, et à évaluer sa valeur prédictive pour la récupération. Des analyses corrélatives seront menées entre les déficits moteurs observés chez l’animal (par exemple, une tâche de prise alimentaire nécessitant dextérité) et les marqueurs d’activité cérébrale dans les zones corticales et sous-corticales afin de corréler l’intensité des déficits et la vitesse de récupération. CE MODÈLE ANIMAL UNIQUE A DÉJÀ ÉTÉ VALIDÉ POUR ÉTUDIER L’IMPACT DE L’AVC SUR LA RÉCUPÉRATION FONCTIONNELLE, QUI S’ACCOMPAGNE SOUVENT DE DOULEUR CHRONIQUE (20 % DES CAS CHEZ L’HOMME). C’EST POURQUOI NOUS DEMANDONS UN AMENDEMENT À NOTRE PROTOCOLE POUR AJOUTER UNE PROCÉDURE SUPPLÉMENTAIRE POUR ÉVALUER CE RISQUE. EN OUTRE, LA DÉCOUVERTE DE LIENS ENTRE L’ACTIVITÉ CÉRÉBRALE OBSERVÉE À LA SURFACE DU CORTEX VIA EEG ET LES MODIFICATIONS DE L’ACTIVITÉ SOUS-CORTICALE LIÉES À LA NOCICEPTION (MESURÉES PAR IRM FONCTIONNELLE ET IMAGERIE TEP) OFFRE DES INFORMATIONS PRÉCIEUSES SUR L’EFFET DES AGENTS PHARMACOLOGIQUES, COMME LE FENTANYL, QUI PEUVENT INDUIRE DES EFFETS ANALGÉSIQUES MAIS AUSSI INDÉSIRABLES. CETTE APPROCHE EXPÉRIMENTALE PERMETTRA D’ÉTUDIER DES MOLÉCULES DE REMPLACEMENT POTENTIELLES POUR TRAITER LA DOULEUR CHRONIQUE POST-AVC. CE PROJET SE DÉROULE DANS DEUX EU DIFFÉRENTS, L’UE1 POUR LE COMPORTEMENT ET L’UE2 POUR L’IMAGERIE.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet est conçu pour répondre à des questions en lien avec des problématiques cliniques, mais aussi pour enrichir nos connaissances fondamentales concernant le fonctionnement cérébral et l’importance de la reperfusion dans la compensation et la récupération post-AVC. Ainsi, notre projet va permettre de recueillir des informations inédites concernant la procédure de l’HDT15°, un traitement non pharmacologique de première intention pour améliorer la récupération de nombreux patients atteints d’AVC. Une meilleure compréhension des mécanismes de compensation grâce à une imagerie par CMRO2 (consommation de l’oxygène) ouvrira certainement une meilleure prise en charge thérapeutique de ces patients, avec une approche de plus en plus individualisée. En combinant différents types d’imagerie, nous allons avoir l’opportunité de caractériser les marqueurs d’inflammation et de comprendre comment ces zones lésées peuvent compenser à travers l’utilisation d’autres circuits cérébraux. Cette compensation ayant lieu dans d’autres pathologies comme le coma, nos résultats seront donc également d’intérêt plus général. Afin d’être largement disponible pour une utilisation clinique dans les maladies cérébro-vasculaires, LES BIOMARQUEURS D’IMAGERIE CÉRÉBRALE QUI PERMETTENT DE PRÉDIRE LA RÉCUPERATION FONCTIONNELLE POST-AVC SERONT INTÉGRÉS DANS LES LOGICIELS PRODUITS PAR OLEA SPHÈRE ET AINSI OPTIMISERAIT L’AIDE AU DIAGNOSTIC EN SOINS INTENSIFS. L’AJOUT DE LA DEUXIÈME PROCÉDURE AVEC L’UTILISATION DE L’EEG POUR DÉTERMINER A LA SURFACE DU CRANE DES MODIFICATIONS DES CIRCUITS DE LA NOCICEPTION QUI PEUVENT ENTRAINER DES DOULEURS CHRONIQUES EST UN BÉNÉFICE MAJEUR APPORTÉ PAR L’AMENDEMENT QUE NOUS AVONS FAIT A CE PROJET. EN EFFET, LA DÉCOUVERTE DE LIENS CORRÉLATIFS ENTRE LES SIGNAUX EEG ET DES ANOMALIES D’ACTIVITÉS DES CIRCUITS DE LA NOCICEPTION PERMETTRA DE MIEUX ÉVALUER ET TRAITER CE SYMPTOME DES DOULEURS CHRONIQUES SURVENANT A DISTANCE DE L’AVC ET QUI CAUSE DES PROBLÈMES IMPORTANTS DE PRISES EN CHARGES DES PATIENTS AUSSI BIEN EN CLINIQUE HUMAINE QUE VÉTÉRINAIRE. NOUS POURRONS AINSI DÉTERMINER L’IMPACT D’AGENTS PHARMACOLOGIQUES POUVANT INDUIRE DES EFFETS ANALGÉSIQUES, COMME LE FENTANYL OU D’AUTRES MOLÉCULES EN DÉVELOPPEMENT.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Une légère anesthésie sera réalisée pour poser le collier des animaux (sur le site EU1 : 1 heure). L’apprentissage et la réalisation de la tache alimentaire se fera sous un contrôle hydrique (SITE EU1: 4 mois et 15 jours). En fonction des performances de l’animal et de son apport hydrique venant des aliments obtenus dans la tâche, la quantité d’eau dans la bouteille sera ajustée pour donner un apport hydrique constant. Un apport nutritionnel complémentaire, composée de croquettes primates et légumes, sera dispensé dans la cage après chaque séance et sera pris en compte dans l’apport hydrique quotidien. Les jours de repos (week-end), les animaux auront un accès libre jusqu’au dimanche, ou l’apport hydrique de référence pour chaque animal sera repris. De plus, les animaux seront exposés à des stimuli nociceptifs (stimulation thermique) et somesthésiques (air puff). Les imageries multimodales TEP-IRMf-EEG seront réalisées (SITE EU2: 1/2 journée). Des imageries seront réalisées pour évaluer les lésions cérébrales et évaluer la valeur prédictive du CMRO2 ou de l’intensité du phénomène d’inflammation mesuré par IRM de diffusion ou imagerie TEP (SITE EU2: 1/2 journée par imagerie). Des prélèvements de sang seront effectués sur tous les animaux, lors des étapes d’imagerie sous anesthésie. Ces prélèvements de sang seront plus nombreux lors de l’étape d’occlusion-reperfusion (SITE EU2). Finalement un dernier prélèvement sanguin sera effectué avant l’euthanasie scientifique de l’animal (SITE EU1). A la fin du protocole, les animaux seront euthanasiés par injection intraveineuse létale d’un agent euthanasiant vétérinaire suite à une sédation a la kétamine (SITE EU1).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La partie habituation/entraînement du projet peut induire un léger stress à l’animal au tout début de cette étape mais ne constitue pas une source potentielle de nuisances importantes. La partie du projet impliquant une intervention d’occlusion/reperfusion (étape 4) constitue une source potentielle de nuisances importantes. En effet l’occlusion de l’artère cérébrale moyenne, va provoquer des lésions cérébrales dans une zone localisée du cerveau. Ces lésions impliquent une perte des capacités motrices et cognitives de l’animal en post-opératoire, qui implique un isolement et un confinement de l’animal durant quelques jours, jusqu’à la récupération quasi-totale de sa motricité. CETTE CHIRURGIE SERA EFFECTUÉE LE MATIN AFIN DE POUVOIR SUIVRE L’ÉTAT DE REVEIL DE L’ANIMAL. SON ETAT SERA SURVEILLE TOUS LES JOURS AINSI QUE LES WEEK-ENDS ET EVALUE VIA DES GRILLES DE SCORE PAR L’EXPÉRIMENTATEUR. Une étude précédente utilisant ce même modèle d’AVC chez le macaque (Debatisse et al. 2021) a montré que la phase aigüe de l’AVC est la plus critique en termes d’effets indésirables sur les animaux (18% de risque de mortalité estimé). Une surveillance accrue des animaux sera donc réalisée lors de cette phase. Cette approche peut aussi induire des micro-accidents vasculaires par augmentation de la pression sanguine et de la rupture des vaisseaux cérébraux. C’est pour mesurer les risques de produire des effets indésirables, découlant de ces potentiels accidents vasculaires induit par l’approche thérapeutique testée qu’il est essentiel de valider cette approche thérapeutique de reperfusion. C’EST AUSSI POUR CELA QUE NOUS AVONS FAIT UN AMENDEMENT À CE PROTOCOLE POUR ÉVALUER PAR IMAGERIE TEP-IRM-EEG, L’EXISTENCE D’UNE POTENTIELLE DOULEUR CHRONIQUE DÉCOULANT DE L’AVC Les parties de l’étude intégrant la phase d’entraînement et les examens d’imagerie sont considérés légères et modérés tandis que l’intervention d’occlusion/reperfusion qui présente des risques de déficits lésionnels étant classée en procédure plutôt sévère, nous estimons que la sévérité totale du projet demeure sévère pour tous les animaux. AUSSI, LES ANIMAUX PEUVENT DÉVELOPPER DES DOULEURS SUITE A L’INTERVENTION CHIRURGICALE VISANT A INDUIRE UN AVC. EN REVANCHE, LES STIMULI NOCICEPTIFS (STIMULATION THERMIQUE) INDUITS AUX ANIMAUX NE PEUVENT PAS INDUIRE DE FORTE DOULEUR NI DE BRULURE CAR LES TEMPERATURES NE DÉPASSERONT PAS 49°C.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
LES 6 PREMIERS ANIMAUX SERONT EUTHANASIES A J+45 POST-OCCLUSION TANDIS QUE LES 4 A 6 AUTRES ANIMAUX SERONT EUTHANASIES APRES AVOIR SUIVIS LES IMAGERIES TEP-IRM-EEG. L’EUTHANASIE DE TOUS LES ANIMAUX EN FIN DE PROTOCOLE EST ESSENTIELLE POUR VALIDER, AU NIVEAU CELLULAIRE, LES MÉCANISMES DES OUTILS D’IMAGERIE DÉVELOPPÉS DANS CE PROJET. Seulement des approches histologiques au niveau cellulaire, sur du tissu cérébral post-mortem, peuvent nous permettre de valider ces outils IRM de la CMRO2 ainsi que des processus inflammatoires et dégénératifs observés et mesurés.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est nécessaire pour valider l’efficacité et l’innocuité d’un nouveau traitement de l’AVC ischémique. En effet, les alternatives non animales (in silico, in vitro ou ex vivo) ne permettent pas d’étudier la sécurité de l’angulation de la tête et du corps à 15° lors de l’occlusion, les interactions entre les déficits moteurs observés et les marqueurs cérébraux associés à l’intensité des déficits ou de la vitesse de récupération. Avant de tester cette procédure chez l’Homme, il est donc nécessaire de l’évaluer avec un modèle animal pertinent. Il est donc judicieux d’utiliser un modèle animal qui mime les mécanismes neurobiologiques et comportementaux observables chez l’Homme dans le cadre de l’AVC ischémique. L’utilisation du modèle primate non-humain apparait donc essentiel pour la réalisation de cette étude préclinique, combinant des approches d’imagerie TEP/IRM avec des analyses comportementales. Ce modèle d’étude préclinique est le plus proche de l’humain. Ainsi, les informations obtenues sur le PNH seront plus facilement transposables et applicable à l’humain qui subit une perte de fonction similaire découlant d’un AVC. Enfin, le macaque cynomolgus est l’espèce primate la plus souvent utilisée en recherche biomédicale.
2. Réduction
Le nombre d’animaux minimum permettant d’atteindre une significativité et reproductibilité des observations mesurées grâce à un calcul de puissance est de 8 animaux. Au total, nous prévoyons 12 animaux dans le protocole. Ce nombre a été choisi sur la base du nombre minimum standard d’animaux pour réaliser des corrélations (n=8) chez le primate non-humain, et sur la possibilité d’avoir à remplacer des animaux en cours de protocole (n=2 à 4). En effet, en nous basant sur la précédente étude ayant utilisée ce modèle PNH d’AVC par occlusion de l’artère cérébrale moyenne, nous estimons à 18% le taux possible de mortalité suite à la procédure d’AVC. Si le nombre d’animaux atteignant un point limite s’avérait inférieur à notre prévision, dû probablement à l’effet bénéfique de l’angulation de la tête et du corps de 15° sur la reperfusion cérébrale, nous limiterons le nombre total d’animaux au nombre nous donnant une puissance statistique suffisante. Si nous réussissons à mener nos 8 premiers animaux à pouvoir faire toutes les étapes du protocole et que nous obtenons une puissance statistique suffisante, nous nous gardons la possibilité de réduire le nombre prévu de 12 à 8 animaux.
3. Raffinement
Notre méthodologie expérimentale a été planifiée afin de minimiser l’impact de notre étude sur la santé et le bien-être des animaux. Par exemple, l’imagerie constitue une approche non-invasive qui va nous permettre d’étudier l’ischémie-reperfusion cérébrale dans le cerveau entier des animaux sans engendrer d’effets délétères, chaque sujet étant son propre contrôle. De plus, le fait que nos deux principales mesures d’imageries, l’IRM de la CMRO2 et la TEP, seront réalisées simultanément grâce à la caméra hybride, nous pourrons limiter le nombre d’examens par animaux dans cette étude. Dès leur arrivée et tout au long de l’étude, en dehors des sessions comportementales qui seront réduites le plus possible, les animaux seront hébergés en groupes sociaux (4 ou 2), lorsque possible. Pour maximiser les effets bénéfiques de l’environnement, même durant les périodes post-AVC, les animaux seront toujours maintenus en hébergement par paire, pour limiter les effets délétères de l’isolement. Les animaux disposeront d’une quantité d’eau de boisson contrôlée et d’une quantité quotidienne d’aliment adaptée à leur poids.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’organisation du système nerveux central est très différente selon les espèces, aussi bien au niveau macroscopique (taille des différentes structures) qu’au niveau moléculaire. Ce projet sera donc réalisé chez le macaque cynomolgus, du fait de sa proximité phylogénétique avec l’Homme et en particulier en raison des similitudes du cerveau et des comportements entre ces deux espèces. Les animaux utilisés seront adolescents car ce sont des animaux qui n’ont jamais été utilisés dans d’autres études.