Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 03/05/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-441972)
13 macaques à longue queue vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Repris d’un projet précédent, ils subissent la pose chirurgicale d’un cathéter fémoral, l’injection d’un transporteur d’oxygène issu d’un ver marin, une anesthésie maintenue huit heures et sept prélèvements sanguins, avant mise à mort pour prélèvement d’organes. Le porteur vise à évaluer la pharmacocinétique et l’innocuité de la molécule avant un essai chez l’humain. Il affirme que le macaque est l’espèce « de choix » et que cette évaluation « ne peut pas être remplacée » par des modèles in vitro.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’infection à SARS-CoV2 (Covid19) se manifeste dans sa forme compliquée par un Syndrome de Détresse Respiratoire Aigüe (SDRA). En l’absence de traitement étiologique validé, l’essentiel de la prise en charge des patients en SDRA est purement symptomatique et commune à l’ensemble des étiologies. Elle repose sur la ventilation protectrice, sur l’utilisation de myorelaxants en cas de désadaptation au respirateur, et sur le positionnement en décubitus ventral des patients les plus hypoxémiques afin de recruter du parenchyme pulmonaire atélectasié et d’améliorer les rapports ventilation/perfusion. En cas d’échec de la prise en charge classique, le recours à une ECMO (ExtraCorporeal Membrane Oxygenation) est envisagé. Malgré cette prise en charge optimale, la mortalité reste élevée. L’hémoglobine de ver marin est un transporteur d’oxygène universel qui a la capacité de transporter une grande quantité d’oxygène et pourrait améliorer le contenu artériel en O2 dans une situation où l’échangeur pulmonaire est défaillant. Cette molécule est une hémoglobine extracellulaire dont la séquence est très proche de la forme humaine (HbA). Initialement développé comme un dispositif médical favorisant l’oxygénation des greffons en transplantation d’organes, le transporteur d’oxygène semble intéressant pour améliorer les hypoxémies réfractaires rencontrée dans le SDRA. Les expériences pré cliniques in vitro puis in vivo dans le modèle murin ont montré que ce composé a une capacité oxygénante 40 fois supérieure à l’hémoglobine des vertébrés. Les études in vitro ont démontré la biocompatilité de ce composé chez l’humain et les mammifères et les études de tolérance dans les modèles murin et canin n’ont pas montré d’effet indésirable notable. L’objectif principal de notre étude est d’évaluer la pharmacocinétique (PK) et la pharmacodynamique (PD) du transporteur d’oxygène et en particulier ses effets biologiques sur l’immunité, l’inflammation et la fonction plaquettaire, ainsi que sa biodistribution au niveau des organes. Les objectifs secondaires de notre étude sont d’évaluer l’innocuité de l’injection de la molécule d’intérêt chez le primate non humain, ainsi que d’évaluer son effet sur les fonctions d’organe dans les 6 premières heures suivant l’administration du produit en vue de premières expérimentations dans la clinique humaine.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’obtention de données évaluant la pharmacocinétique et l’élimination de la molécule permettront de préciser les modalités d’injection en vue d’une première injection chez l’homme. Si notre étude montre l’innocuité de la molécule d’intérêt par voie systémique, une étude de toxicologie règlementaire sera développée puis une recherche interventionnelle de phase 1 impliquant la personne humaine sera soumise afin d’évaluer la sécurité du candidat médicament chez l’homme. Ces études seront suivies ensuite d’une étude comparative (phase 2) afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de ce traitement. L’objectif attendu du traitement est une diminution de la morbi-mortalité des patients atteints de SDRA.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Sous anesthésie générale : – Anesthésie à T-1H- Installation d’un cathéter central au niveau de la veine fémorale par voie chirurgicale (30-45 min) -Injection médicamenteuse d’un transporteur d’oxygène par voie veineuse centrale sur une durée d’une heure – Maintien de l’anesthésie durant 6h post-injection – 7 prélèvements de sang sur cathéter périphérique (5 min) sous anesthésie générale durant les 7h de suivis d’injection- Mesure des paramètres vitaux sous anesthésie durant les 7h de suivi (toutes les 5 minutes de T0 à H1 puis toutes les 20 minutes de H1 à H6) – Procédure sans réveil
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Bien que toutes les procédures soient réalisées sous anesthésie générale (dès T-1H), la chirurgie (courte) ainsi que l’anesthésie longue de 8h avec injection de la molécule d’intérêt sur 1h et prélèvements sanguins fréquents (de faible volume) peuvent causer du stress, de l’inconfort et une certaine douleur. Aussi un traitement analgésique sera donné en amont du protocole et un suivi attentif de l’animal sera effectué tout au long de l’anesthésie. Cependant, l’injection de la molécule d’intérêt chez les rongeurs et chez le chien n’a pas montré d’effets secondaires particuliers.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des animaux seront mis à mort à la fin de l’expérimentation, sous procédure complète d’anesthésie profonde pour prélèvement d’organes post-mortem permettant l’analyse de la distribution tissulaire de la molécule d’intérêt.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’évaluation de la pharmacocinétique et de l’innocuité d’une nouvelle molécule dans des conditions in vivo en vue d’une expérimentation chez l’homme ne peut pas être uniquement remplacée par des études in vitro. La littérature évaluant la molécule d’intérêt dans des conditions in vitro chez le rongeur est en faveur de sa tolérance systémique, rénale, hépatique, cardiaque, pulmonaire et immunologique. Le dépôt d’un projet de recherche évaluant une nouvelle molécule thérapeutique chez l’homme impose au préalable de justifier de son innocuité chez l’animal. Cette évaluation au niveau systématique ne peut pas être remplacée par des modèles in vitro.
2. Réduction
Les primates non humains intégrés dans ce protocole seront uniquement des animaux réutilisés d’un projet précédent et ce dans un cadre de procédure de classe sans réveil. Bien qu’aucune étude statistique ne soit possible et par homologie avec les évaluations de PK/PD-Innocuité en médecine humaine où le nombre de 3 sujets par palier est majoritairement admis comme suffisant, le nombre maximum de n= 4 animaux par palier de dose différente est apparu comme suffisant pour évaluer à la fois la pharmacocinétique et la bio-distribution de la molécule selon différentes posologies (objectif principal) ainsi que l’innocuité lors de l’injection systémique de la molécule (objectif secondaire). De manière à réduire, le nombre d’animaux, le groupe contrôle ne comptera qu’un animal. Il est à noter que si des évènements indésirables surviennent après l’injection des 50mg, le reste de la dose ne sera pas injecté et les autres groupes (paliers supérieurs) ne seront pas réalisés. De plus, après chaque palier, le recueil et l’analyse d’éventuels événements indésirables permettront de décider ou non de la poursuite de l’étude afin d’évaluer la pharmacocinétique et l’innocuité d’une dose supérieure du transporteur d’oxygène. En cas d’évènement indésirable imputé à l’injection de la molécule, l’étude sera arrêtée au pallier étudié.
3. Raffinement
Les animaux en réutilisation ne seront introduits dans ce protocole, qu’après validation pas le vétérinaire référant. Pendant les procédures les animaux seront installés sur table chauffante. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale et la douleur sera dans la mesure du possible gérée par injection d’analgésiques. Les paramètres vitaux seront surveillés très fréquemment pendant la procédure. Il est à noter que si les évènements indésirables apparaissent après l’injection des 50mg de la molécule d’intérêt, le reste de la dose ne sera pas injecté et en cas d’évènement indésirable imputable à l’injection de la molécule, l’étude sera arrêtée au palier étudié. Les animaux sont hébergés avant protocole expérimental en volière, de façon à préserver leur de mode vie en communauté. Un enrichissement alimentaire (fruits et/ou légumes) est apporté quotidiennement, un enrichissement par jeux (différentes activités) est apporté en rotation dans les cages selon un programme hebdomadaire. Enfin, un aménagement (perchoirs, cordes…) des cages permet un enrichissement de mouvements.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’évaluation de la pharmacocinétique/ bio-distribution et de l’innocuité du candidat médicament par voie systémique dans un modèle primate non humain est nécessaire afin de garantir une sécurité d’utilisation maximale avant utilisation en clinique humaine. Les primates non humains, particulièrement les macaques, représentent l’espèce animale de choix dans les modèles pré-cliniques de par leur taille, leur morphologie, leur proximité phylogénétique et leur similitude physiologique et avec le système immunitaire de l’homme. Il s’agit d’animaux jeunes adultes (4 à 8Kg) dont le système immunitaire est mature.