Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 19/09/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-743682)
Onze macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardés en vie en vue d’une réutilisation. Pendant un an à un an et demi, chaque animal est colonisé par la bactérie Klebsiella pneumoniae par gavage sous anesthésie, puis subit des prélèvements de sang et des écouvillonnages rectaux répétés, avec radiographie et lavage broncho-alvéolaire en cas de pneumopathie. Le porteur indique que l’infection peut provoquer fièvre, perte d’appétit et gêne respiratoire, traitées par antibiotiques, les animaux étant hébergés seuls au début. Il affirme que le macaque est l’un des seuls modèles permettant de caractériser la réponse immunitaire et qu’aucune alternative n’existe pour cette étude au long cours.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Klebsiella pneumoniae est une bactérie pathogène dont les souches sont souvent résistantes aux antibiotiques, ce qui complique la prise en charge des patients. A ce titre, cette bactérie fait partie de la liste des agents pathogènes prioritaires, émise par l’OMS en 2017, pour lesquels il est nécessaire de mieux caractériser la pathogenèse (processus par lequel la bactérie déclenche la maladie), et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales. K. pneumoniae colonise fréquemment le tube digestif de l’homme, avant d’être à l’origine de différents types d’infections, comme des bactériémies (présence de bactéries dans le sang) ou des pneumopathies (infections des poumons). Le clone ST258 de K. pneumoniae, apparu récemment en Amérique du Nord et en Europe, s’est propagé rapidement, et est responsable de maladies infectieuses chez les patients atteints de déséquilibres de la flore intestinale. La mise en place d’un modèle pertinent de colonisation intestinale, chez un animal proche de l’homme, est une étape indispensable pour comprendre les mécanismes de colonisation et de pathogenèse de cette souche. Dans ce contexte, nous souhaitons mettre en place un modèle de colonisation du tube digestif par le clone ST258 de K. pneumoniae chez le macaque cynomolgus pour étudier sa capacité à coloniser le microbiote intestinal, pour suivre la durée de portage intestinal et examiner les évolutions génétiques de la souche sur le long terme. Les pathologies infectieuses (bactériémie, pneumopathie) éventuelles, faisant suite à la colonisation intestinale, seront également surveillées. Dans cette étude, la souche ST258 sera comparée à une souche de référence de K. pneumoniae ne possédant pas les mêmes capacités épidémiques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le suivi de l’évolution génétique au sein du microbiote intestinal d’un représentant du clone de K. pneumoniae ST258 permettra de comprendre si les raisons de la diffusion mondiale de ce clone résident dans sa capacité à coloniser le tube digestif sur le long terme et à s’adapter à cet environnement particulier. Cette étude permettra de développer des stratégies thérapeutiques mieux ciblées.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie : gavage (1, 15-20 min), prélèvements sanguins et écouvillonnages rectaux (J-6, J-1, J1, J3, J5, J7, J9, J15 puis 1/semaine, réalisés en même temps en 15-30 min). Si un animal développe des signes indicateurs de pneumopathie, des procédures supplémentaires seront réalisées pour pouvoir la diagnostiquer et la traiter : écouvillonnages nasopharyngés et trachéaux (1 tous les 2 jours pendant l’infection, 15-30 min), radiographie pulmonaire et lavage broncho-alvéolaire (1, réalisés en même temps en 45-55 min). Le projet est prévu pour une durée comprise entre 1 et 1,5 an.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La colonisation digestive par K. pneumoniae ne s’accompagne d’aucun signe clinique particulier. Cependant, en cas de passage des bactéries dans le sang ou de pneumopathie d’inhalation, des signes cliniques de l’infection bactérienne peuvent apparaitre : fièvre, perte d’appétit, gêne respiratoire. Ces infections seront traitées immédiatement par antibiothérapie et ne devraient pas durer au-delà de quelques jours. Des critères d’arrêt sont prévus dans le projet en cas de progression de la maladie. Le traitement antibiotique peut causer des diarrhées et entérites (inflammations de l’intestin grêle). L’état des animaux sera observé tous les 2 jours pendant 10 jours après l’antibiothérapie. En cas de symptômes digestifs, les vétérinaires de l’installation seront alertés et mettront en œuvre des traitements en adéquation avec l’expérience.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront gardés en vie
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Aucune méthode alternative n’est possible pour étudier les phénomènes de colonisation et d’infection bactériennes, avec l’intervention notamment du système immunitaire. Cette étude sur le long terme ne peut être réalisée que sur des animaux vivants.
2. Réduction
Dans ce projet, au maximum 4 doses de la souche ST258 seront testées successivement, chaque fois sur un seul singe, afin de déterminer la charge optimale permettant la colonisation. La dose suivante sera ajustée en fonction du résultat précédent. Pour les deux doses les plus optimales, nous rajouterons 2 singes pour chaque dose de ST258, ce qui permettra de choisir la meilleure dose en ayant des groupes de 3 animaux. Cette stratégie permet de limiter le nombre de singes utilisés. Un groupe de trois autres singes sera infecté avec une souche de référence de K. pneumoniae avec la dose déterminée pour la souche ST258. Les six (2 groupes de 3) singes étudiés sur le long terme représentent le minimum requis pour évaluer et permettre une interprétation statistique fiable des résultats obtenus concernant le portage des bactéries et la comparaison des deux souches.
3. Raffinement
Le gavage sera effectué sous anesthésie et ne devrait pas provoquer de douleur particulière. Les prélèvements sanguins et les écouvillonnages rectaux seront également pratiqués sous anesthésie. En cas de pneumonie, une radiographie pulmonaire et un lavage broncho-alvéolaire unique pourront être pratiqués sous anesthésie. Hébergement des animaux infectés par K. pneumoniae en individuel conformément à l’agrément (animalerie A2) : – conservation du contact sensoriel par la mise en place de plaques translucides entre les cages latérales, et cages face à face séparées par environ 2 mètres de distance, – distribution 2 fois par semaine d’enrichissements destructibles de type peebletoy ou sachet surprise au lieu d’1 pour les hébergements en groupe. Cet hébergement individuel est nécessaire au début de l’expérience, pour éviter les biais lors de l’évaluation de certains paramètres biologiques tels que la mesure continue de la température (diurne et nocturne) et pour limiter la surexposition bactérienne. Les animaux seront remis en groupe à J21. En cas d’infection, les animaux seront traités par des antibiotiques auxquels les souches bactériennes utilisées sont sensibles.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Pour cette étude sur le long terme, le choix s’est porté sur le macaque pour plusieurs raisons : 1/ les PNH sont physiologiquement plus proches de l’homme 2/ les PNH représentent l’un des seuls modèles permettant la caractérisation de la réponse immune au pathogène: les réponses immunitaires sont similaires à l’homme, et les techniques et outils d’exploration de la réponse immunitaire sont disponibles et maitrisés. 3/ Les souris, l’autre modèle permettant une exploration de la réponse immunitaire, sont coprophages (se nourrissant de leurs excréments) et transmettent donc ce pathogène de façon épidémique. Nous utiliserons des singes adultes car ce sont les adultes qui sont colonisés par K. pneumoniae chez l’homme.