Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 31/05/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-567407)
72 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Un choc septique leur est provoqué, puis ils restent sous anesthésie vingt-quatre heures, avec des cathéters posés en une heure de chirurgie, des prélèvements toutes les deux heures et jusqu’à 200 ml de sang retirés. Le but est de tester une compression élastique de la peau censée limiter la fuite de liquide hors des vaisseaux, un dispositif déjà employé en clinique humaine. Les cochons pèsent environ 60 kg, ce qui permet, écrit le porteur, d’utiliser les mêmes produits et les mêmes volumes de perfusion que chez un patient de réanimation, et il juge « nécessaire » ce passage par l’animal alors que la compression a déjà montré des résultats encourageants chez des patients humains.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les formes sévères des infections communes (pulmonaires, rénales…) sont la première cause d’admission en réanimation (hors chirurgie). Les cas les plus graves évoluent vers un syndrome appelé « choc septique » qui se manifeste principalement par une défaillance circulatoire avec baisse de la pression artérielle, ainsi qu’une baisse de la perfusion sanguine des différents organes, entrainant la mort dans environ 40% des cas. Au cours du choc septique, il se produit une fuite de liquide à travers la paroi des petits vaisseaux sanguins, conduisant à une baisse du volume sanguin. Cette fuite capillaire explique en partie la baisse de pression artérielle et de perfusion des organes, et explique l’apparition rapide d’œdèmes importants. Ces œdèmes s’accumulent dans tous les organes, mais le volume le plus important est retrouvé au niveau sous-cutané. A ce jour, aucun traitement n’est efficace pour lutter contre les différents phénomènes conduisant au choc septique et il n’existe aucun traitement pour réduire la fuite capillaire et les œdèmes qui l’accompagnent. Ce projet vise à proposer une approche thérapeutique innovante qui repose sur l’application préventive d’une faible pression au niveau cutané pour empêcher l’apparition d’œdèmes et la fuite de liquide en dehors des vaisseaux : la compression interstitielle sous-cutanée (SIPT). Si ce traitement a pu montrer des résultats encourageants dans une petite étude sur des patients humains en choc septique, nous avons besoin de confirmer l’efficacité de la compression dans un modèle préclinique (preuve de concept). Notre objectif final est de démontrer que la SIPT permet une amélioration globale des défaillances d’organes et in fine, une diminution de la mortalité. Ainsi, si la preuve de concept était apportée au terme de notre étude, cela pourrait ouvrir la voie à un changement de paradigme dans le traitement du choc septique. Ce projet permettra aussi de mieux comprendre les phénomènes reliant la pression au niveau du tissu interstitiel et les transferts de liquides entre compartiments. Les paramètres mesurés chez les animaux pendant les expériences permettront d’augmenter les connaissances sur la maladie. D’autant que le choc septique est le plus souvent étudiée sur des modèles animaux beaucoup plus éloignés de la réalité car la prise en charge n’est pas réalisée avec les fluides de remplissage comme c’est le cas dans le modèle que nous souhaitons mettre en place.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le principal bénéfice attendu du projet est la démonstration de faisabilité de la compression interstitielle sous cutanée (SIPT) avec une réduction des défaillances d’organes et de ce fait, une diminution de la mortalité. Si les effets attendus de la SIPT sont confirmés, cela pourrait conduire à un changement de paradigme pour le traitement du choc septique. Par ailleurs, ce projet nous permettra également d’acquérir de nouvelles connaissances non négligeables dans le rôle de l’interstitium dans la fuite capillaire au cours du sepsis.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux vigiles seront tout d’abord tranquilisés puis l’animal est intubé est placé sous anesthésie générale tout le long de l’expérimentation. Les différents gestes chirurgicaux (pose de cathéters) et tous les prélèvements seront réalisés sur un animal sous anesthésie (sédatif + analgésique). La partie chirurgicale correspondant à la pose des cathéters devraient durer 1 heure environ. Des prélèvements seront réalisés toutes les 2h maximum, à l’aide des cathéters mis en place. Le volume sanguin prélevé tout au long de l’expérimentation ne dépassera pas les 200 ml, ce qui correspond à moins de 5% du volume sanguin total d’un porc de 60 kg. La durée totale de l’anesthésie à partir de l’induction du choc est de 24h et les animaux sont surveillés en permanence pendant toute cette période.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Durant cette étude, la seule nuisance attendue est la procédure de tranquilisation qui nécessite une injection en intramusculaire. Par la suite, l’animal sera constamment placé sous anesthésie générale à l’aide d’une molécule hypnotique et d’un morphinique.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin des différentes procédures sans réveil, les animaux sont tous mis à mort à la fin de l’expérimentation. En effet, nous avons besoin de prélever des organes afin de réalisés des dosages.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Afin de répondre aux objectifs du projet, il est nécessaire d’avoir un modèle permettant d’évaluer les effets de notre traitement sur la formation des œdèmes, les défaillances d’organes systémique, la microcirculation et les paramètres hémodynamiques ainsi que la mise en jeu du système immunitaire au cours du choc septique. Il n’est pas possible d’avoir ce type de réponse sur des modèles in vitro. La validation de méthodes d’investigation clinique ou leur application d’une espèce à une autre ne peuvent être réalisées par définition qu’in vivo à l’aide de modèles animaux. Le choix du modèle porcin est le plus pertinent car il permet de se rapprocher au maximum de la prise en charge clinique en utilisant le même matériel et les mêmes protocoles de prise en charge que chez le patient humain en service de réanimation. Ce modèle nécessite également une anesthésie de plus de 24 heures, qui est faisable chez le porc avec les mêmes protocoles que chez l’homme. De plus, l’intervention thérapeutique qui sera testée consiste à réaliser une compression sur la peau par des bandages élastiques, déjà utilisés chez l’homme en pratique clinique moins adapté sur d’autres espèces.
2. Réduction
Afin de réaliser cette étude nous procéderons par étapes afin de valider un protocole robuste, répétitif et reproductible. Pour estimer le nombre d’animaux nécessaires nous nous sommes basés sur la littérature pour la mise en place du modèle ou sur le critère principal de la balance hydrique pour lequel nous avons réalisé un test statistique (test de puissance). A chaque étape, si les résultats sont satisfaisants avec un nombre plus faible d’animaux que le nombre d’animaux maximum prévu, la procédure s’arrête et le nombre d’animaux utilisé est alors automatiquement réduit. Par ailleurs, nous prévoyons de récolter et stocker des échantillons biologiques qui pourront servir pour d’autres projets de recherche scientifique.
3. Raffinement
Les animaux sont acclimatés à l’animalerie et maintenus en groupe tant que c’est possible. En effet, les deux premières procédures seront réalisées sur un seul animal à la fois. Ainsi, le dernier animal du groupe sera forcément hébergé seul pendant maximum 48h. Dans ce cas-là, nos visites quotidiennes seront plus nombreuses et un miroir pourra être fixé en dehors de la cage, de façon à ce que l’animal puisse y refléter son image sans risque de se blesser. Par ailleurs, pour le porc, la recherche de nourriture repose essentiellement sur le comprtement de fouissage dans le sol, c’est pour cela que nous enrichissant leur cage avec des copeaux et que nous parsemons une de la nourriture au sol. De même, nous disposons des jouets dans leur cage afin de diminuer leur stress. Par ailleurs, notre modèle expérimental est conçu pour limiter le stress et la douleur des animaux, dans un contexte de la mise en place d’un choc septique. Après la phase d’acclimatation, les animaux seront opérés. Il s’agit d’une intervention sans réveil pendant laquelle un suivi attentif de la douleur est réalisé avec une prise en charge de la douleur grâce à un traitement antalgique fort à base d’opiacés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La plupart des études translationnelles sur le sepsis ont été réalisées chez des rongeurs et ne reflètent pas les mécanismes du sepsis humain ni le rôle des différents traitements tels que le remplissage vasculaire. Quel que soit l’effet qui sera observé avec le SIPT, ces données apporteront de nouvelles connaissances qui pourraient être traduites en applications cliniques. Les porcs utilisés dans cette expérimentation pèsent environ 60 kg, équivalent au poids humain. Ainsi, tous les produits utilisés lors de l’anesthésie, l’intubation seront similaires à ceux utilisés chez des patients humains. Il en est de même pour la prise en charge, en particulier le volume du liquide injecté afin de maintenir la PAM : en 24h, le volume total de liquide utilisé devrait atteindre 4 à 10 L, un volume qui permet de déceler une différence entre 2 groupes d’animaux et qui ne peut pas être appliqué chez des modèles de petits animaux. De plus, l’intervention thérapeutique qui sera testée consiste à réaliser une compression sur la peau par des bandages élastiques, déjà utilisés chez l’homme en pratique clinique. Ces bandages ne seraient pas adaptés à une autre espèce, que ce soit une espèce plus petite (rongeurs, félins, lagomorphes), ou une espèce à fourrure (mouton).