Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 14/05/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-634302)
Provoquer une encéphalopathie hépatique en quatre à sept jours par intoxication au thioacétamide, puis y tester des composés quelle que soit la voie d’administration, per os, intraveineuse, intrapéritonéale ou par dialyse péritonéale. 1 760 rats vont être utilisés, 1 360 d’entre eux dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour l’évaluation histologique du foie, des reins et du cerveau. Ils subissent jusqu’à sept administrations intrapéritonéales pendant l’induction, jusqu’à vingt administrations de traitement, quatre drainages de dialysat de quinze minutes sous anesthésie générale et jusqu’à six prélèvements sanguins. Le porteur qualifie ses modèles de « modérés » tout en énumérant les signes attendus, vocalises spontanées, dyspnée, incapacité à se retourner, absence de réflexe pupillaire, ptôse palpébrale avec larmoiement et œdème cérébral.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’encéphalopathie hépatique (EH) est un syndrome d’altération des fonctions cérébrales dû à une maladie hépatique aiguë ou chronique. Les manifestations peuvent aller de troubles psychiatriques, neurologiques subcliniques jusqu’au coma. Ce syndrome est associé à une morbidité, à un taux de mortalité élevé et nécessite des soins importants. Bien que l’encéphalopathie hépatique ne soit pas entièrement comprise, il est admis qu’elle est liée à la présence de médiateurs inflammatoires et de neurotoxines circulantes, notamment l’ammoniaque. L’une des principales sources d’ammoniaque est par le métabolisme des acides aminées issus de l’alimentation par les bactéries du microbiote. Chez un patient sain, le foie le métabolise en urée, qui est ensuite éliminée dans les urines. Lors d’une défaillance hépatique qu’elle soit fulgurante, chronique ou associée à une cholestase (diminution ou un arrêt de l’écoulement de la bile produite par le foie), la transformation de l’ammoniaque par le foie en urée pour être éliminée dans les urines est profondément altérée. Outre la transplantation hépatique, il existe certains traitements tels la lactulose ou la rifaximine, avec certains effets secondaires et des pathologies réfractaires au traitement. Le but de ce projet est de non seulement reproduire la pathologie humaine dans différents modèles expérimentaux d’atteintes hépatiques et de démontrer l’activité de nos composés et ce quelle que soit la voie d’administration : Per os, intraveineuse, intrapéritonéale ou par voie de dialyse péritonéale.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’encéphalopathie hépatique fulgurante (EHF) est observée dans environ 50 à 70 % des cas d’insuffisance hépatique aiguë (IHA), surtout en présence de certaines étiologies comme l’hépatite virale aiguë, la toxicité médicamenteuse ou l’intoxication alcoolique. Le pronostic de l’EHF est souvent très grave, et le risque de mortalité est élevé, particulièrement si la prise en charge est tardive. Le taux de mortalité associé à l’encéphalopathie hépatique fulgurante peut atteindre 50 % ou plus dans les cas graves, surtout si une transplantation hépatique n’est pas disponible ou si elle est retardée. Le degré de gravité de l’EH (score de West Haven) reste un facteur de pronostic important. Les deux modèles proposés sont de type aiguë, l’un par intoxication par un produit nocif pour le foie (Thioacétamide) et l’autre par saturation de l’organisme et déséquilibre du système enzymatique à l’origine de l’élimination de l’ammoniaque. Ce projet vise par un traitement à bloquer et reverser le processus qui conduit à la mise en place de l’encéphalopathie hépatique et dans le cas d’une atteinte cirrhotique de pouvoir avoir accès à une transplantation hépatique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux subiront 7 administrations intrapéritonéales pour les procédures 1 à 3, 4 administrations intrapéritonéales pour les procédures 4 à 6 d’une durée d’une minute pendant la phase d’induction de la pathologie. Un prélèvement de sang (durée 1 minute) avant début des traitements sous anesthésie à l’isoflurane (durée 3 minutes). Cas de la dialyse : 4 administrations des composés à raison d’une fois par jour pendant 4 jours consécutifs (durée 1 minute) sous anesthésie (3 minutes) et 4 Drainages du dialysat à raison d’une fois par jour pendant 4 jours consécutifs (15 minutes) sous anesthésie générale. Autres types de traitement : au maximum 20 administrations par gavage, en sous-cutanée, en intraveineuse, en intranasale (durée une minute) ou en administration intraveineuse lente (durée 30 minutes). 4 prélèvements de sang intermédiaires (durée 1 minute) sous anesthésie (durée 3 minutes) . Un prélèvement de sang final (durée 1 minute) sous anesthésie (durée 3 minutes).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’encéphalopathie est une pathologie très lourde pouvant conduire au décès du patient. La décompensation « spontanée » peut inéluctablement conduire à la mort. Les modèles étudiés s’apparentent davantage à des modèles d’hyperammoniémie soi de type ALF (atteinte hépatique aigue) soi par perturbation métabolique. La forme la plus grave de la pathologie humaine est le coma et les parties développement de modèle nous permettront un ajustement de façon à ne pas l’atteindre dans le cadre d’étude de produits. Sur les deux procédures de développement de modèle, des signes comme des vocalises spontanées, des difficultés respiratoires (dyspnée), une incapacité à se retourner, une absence de réflexe pupillaire, une ptose palpébrale avec larmoiement et une pâleur prononcée pourront être observés. Des effets indésirables spécifiques aux administrations massives répétées de thioacétamide sont décrits dans la littérature comme l’hypoglycémie, l’hypotension, la chute des globules rouges et les troubles de la coagulation. Une observation plus approfondie de la couleur de la peau des animaux (pâleur) sera à effectuer le lendemain.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’évaluation histologique des organes majeurs (foie, reins et cerveau) et une investigation approfondie des biomarqueurs plasmatiques circulants imposent la mise à mort des animaux
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les modèles développés et décrits dans ce projet reproduisent un déséquilibre de l’ammoniémie avec atteinte cérébrale. Il n’existe à ce jour pas de modèle in vitro permettant de reproduire cette pathologie qui se base entre autres sur des anomalies comportementales. Les premières étapes du programme de recherche seront réalisées dans des tests in vitro pour évaluer les activités intéressantes sur des paramètres connus jouant un rôle dans l’évolution de la pathologie étudiée.
2. Réduction
Le nombre d’animaux estimé pour chaque procédure tient en compte de l’hétérogénéité associée aux modèles d’induction de la défaillance hépatique et métabolique. Le nombre initial de certaines procédures permettra l’élimination d’animaux sous ou sur-répondants, ce afin d’avoir une meilleure homogénéité après réponse à l’agent précipitant et donc in fine de réduire les groupes d’étude finaux. Les administrations de produits toxiques pour le foie sont décrites dans la littérature afin d’induire une encéphalopathie en très peu de temps (4 jours ou 7 jours) . Nous nous baserons sur ces données scientifiques afin de définir le nombre d’animaux nécessaire à la caractérisation de ce modèle.
3. Raffinement
L’encéphalopathie hépatique à son stade terminale est une pathologie sévère, qui chez l’humain entraîne de nombreux décès dans un délai de 1 à 3 ans. Nos modèles expérimentaux sont des modèles d’encéphalopathie fulgurante qui ne devrait pas atteindre les stades les plus tardifs de la pathologie humaine, ils visent à induire en quatre ou sept jours à amener un taux d’ammoniaque suffisamment élevé pour causer des séquelles cérébrales. Nos modèles, tels que décrits dans la littérature, restent néanmoins modérés et ne devrait causer que d’un point de vue comportementale des troubles de la mémoire et de la confusion et d’un point de vue physiologique un œdème cérébrale et une hyperammoniémie. Nous avons établi une liste de signes cliniques de manière à ne pas conserver des animaux ayant atteint ces points limites. Ceux-ci sont spécifiques des séquelles neurologiques et nous serviront le cas échéant à réajuster notre modèle. Les procédures se feront avec un hébergement adapté au bien-être des animaux avec un enrichissement du milieu (morceaux de bois à ronger, tunnel et éléments de nidification). Au cours des procédures, nous appliquerons pendant les périodes qui suivent non seulement les administrations de thioacétamide (hypoglycémie possible) mais également les prélèvements sanguins, un apport d’aliment gélifié enrichi qui favorise la récupération des animaux. Une partie des observations étant de nature comportementale, les études requiert l’utilisation d’animaux et ne peuvent être remplacées par des expérience in vitro.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Sur la base de la littérature scientifique, aucun modèle invertébré ne permet à ce jour de développer une encéphalopathie associée à une atteinte hépatique et donc de valider l’efficacité d’un traitement dans cette pathologie. Le génome des rongeurs et celui de l’homme ont 90% d’homologie, cela en fait un modèle de choix dans les études pharmacologiques. Le choix de l’espèce Rat a été fait en se basant sur la littérature scientifique et sur nos connaissances des caractéristiques des molécules à tester. Les traitements induits aux animaux affectent essentiellement la fonction hépatique et produisent des modifications métaboliques. Il est nécessaire de les appliquer sur un organisme développé, qui puisse mettre en place des mécanismes de réparation et de défense. L’animal au stade de jeune adulte qui a un système immunitaire compétent (microbiote bien établi) et des mécanismes de réponse à des stress inflammatoires correspond au stade de vie requis pour développer notre modèle expérimental. Pour se faire, nous utiliserons des animaux de 6 semaines (250-275 gr) à l’arrivage.