Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 22/11/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-787075)
Anesthésiés, munis de cathéters, puis soumis pendant deux heures à un clampage des deux pédicules rénaux pour simuler une défaillance des reins, 56 lapins subissent une procédure de quatre heures. Chacun reçoit en perfusion les émulsions lipidiques à tester et fournit treize prélèvements de sang, soit 19 mL. L’objet est de doper l’élimination des toxines urémiques pendant une séance d’hémodialyse, méthode déjà brevetée et testée chez le porc, avant un essai clinique déjà budgété et financé. Tous les lapins sont tués avant tout réveil, le porteur indiquant que l’insuffisance rénale aiguë provoquée par le clampage ne pourrait pas être prise en charge et menacerait leur survie.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’insuffisance rénale chronique terminale concerne en France plus de 90 000 patients et nécessite pour assurer leur survie le recours à la dialyse ou à la transplantation. Les toxines urémiques sont des composés qui n’étant plus éliminés par les reins s’accumulent chez les patients insuffisants rénaux. L’insuffisance rénale terminale est donc associée à l’accumulation d’un très grand nombre de ces toxines responsables d’effets délétères sur l’organisme. Certaines toxines sont très mal éliminées par les techniques courantes de dialyse. Ces toxines que l’on ne sait pas bien épurer contribuent par leur toxicité aux complications et à la mortalité associées à l’insuffisance rénale terminale. Nous avons développé une nouvelle stratégie d’hémodialyse permettant de mieux éliminer ces composés en testant des composés qui en potentialisent l’élimination. Nous avons récemment démontré chez le porc hémodialysé que la perfusion de certains lipides permettait de « doper » l’efficacité de la séance d’hémodialyse en améliorant l’élimination des toxines urémiques. Les lipides utilisés présentent toutefois l’inconvénient d’être très rapidement métabolisés. Nous souhaitons tester des formulations différentes pour l’administration des lipides (lipides complexes) afin de limiter leur dégradation et de maximiser leur efficacité. Nous souhaitons en outre évaluer la meilleure voie d’administration des lipides (par voie intraveineuse ou par voie orale). Le lapin constitue un modèle de choix car sa taille et donc son volume nous permettront de réaliser tous les prélèvements de sang nécessaires à notre étude. Le lapin présente également l’avantage d’avoir un métabolisme lipidique très proche de celui de l’homme.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Nous souhaitons développer une nouvelle méthode d’hémodialyse qui permettent de mieux éliminer certaines toxines urémiques en perfusant des lipides pendant la dialyse. Cette étude vise donc à tester la meilleure formulation et la meilleure voie d’administration des lipides pour améliorer l’élimination de ces toxines urémiques lors d’une séance d’hémodialyse. Cette méthode a été breveté et nous avons démontré l’efficacité de son efficacité dans une étude préclinique chez le porc. La présente étude nous permettra de démontrer l’efficacité et d’évaluer la sécurité et la bonne tolérance de notre protocole avant d’entreprendre l’étude clinique qui a d’ores et déjà été budgétée et financée.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
La procédure nécessite une opération chirurgicale pour induire l’insuffisance rénale chez les lapins. La procédure dure environ 4h00 pour chaque animal (30 min de préparation (pré-anesthésie -induction de l’anesthésie), 1h15 de chirurgie, 2h de prélèvement). L’animal sera anesthésié et une analgésie préventive sera mise en place par perfusion d’un morphinique. Durant cette anesthésie, le lapin recevra en perfusion des solutés à tester pendant deux heures et plusieurs prélèvements de sang seront réalisés (représentant au total moins de 11% du volume sanguin total de l’animal). L’animal sera euthanasié par injection létale a l’issue de l’expérimentation sans que ce dernier ne soit réveillé afin d’éviter toute détresse ou toute douleur. Chaque animal ne subira qu’une et une seule procédure expérimentale.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les principales complications envisagées sont de possibles hypotensions et la formation de thromboses dans les cathéters. Ces complications ne sont pas létales pour l’animal et ne sont pas génératrices de souffrance mais susceptibles d’être à l’origine d’un arrêt prématuré de la procédure pour l’animal considéré. La tension artérielle étant monitorée en continue, les hypotensions pourront être traité en séance par mise en place d’une perfusion de sérum physiologique. La formation de thromboses dans les lignes d’hémodialyse peut survenir mais sera systématiquement prévenue par une administration systématique d’un anticoagulant (l’héparine) en début de protocole au besoin complétée par l’administration de doses supplémentaires.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort sans réveil à l’issue du dernier prélèvement afin d’éviter toute douleur ou toute détresse. A l’issue de l’expérimentation, le lapin sera euthanasié sous anesthésie générale. Outre les abords chirurgicaux susceptibles d’être à l’origine de douleurs post-opératoires, les animaux auront subi pendant 2h un clampage bilatéral des pédicules rénaux (pour simuler une défaillance rénale) et ils développeraient une insuffisance rénale aigue s’ils étaient maintenus en vie. Cette insuffisance rénale aigue ne pourrait pas être prise en charge et menacerait leur survie. Il est donc plus éthique d’euthanasier les animaux avant leur réveil.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’évaluation et les preuves de concept ont été réalisées in vitro sans nécessiter l’utilisation d’animaux. En effet, les premiers essais ont été réalisés sur de larges volume de sang de boeuf (collectés dans un abattoir) en utilisant des générateurs d’hémodialyse et du matériel utilisés en clinique. Nous avons ainsi pu démontrer la grande efficacité de notre système mais la limite de ces expériences in vitro est que nous travaillions sur un modèle simplifié qui ne reproduit qu’imparfaitement la distribution des toxines dans l’organisme. II nous est en outre impossible in vitro d’en vérifier la sécurité d’emploi et la bonne tolérance de notre procédure et de mesurer la métabolisation des composés testés.
2. Réduction
Les données préliminaires dont nous disposons nous ont permis de calculer précisément le nombre d’animaux nécessaires pour garantir une bonne puissance statistique. Le calcul d’effectif a été réalisé sous G*Power prenant une taille d’effet de 0,6, la comparaison de 7 groupes, un risque alpha de 0.05 et une puissance de 0.8. Avec ces donnée l’effectif total calculé est de 56 animaux soit 8 animaux par groupes. Il sera en outre possible de collecter certains tissus du lapin post mortem pour permettre à d’autres laboratoires ou établissements de réaliser des tests (ex: foie pour le dosage de l’activité d’enzyme mitochondriales en TP à l’université) . La possibilité de collecter des tissus de lapin post mortem sera systématiquement proposée sur la mailing-list des SBEA locales afin de promouvoir la réutilisation de tissus.
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés, par groupe de 8 pour satisfaire leur instinct grégaire. Un enrichissement (ballons, jouets, cartons, batônnets à ronger…) sera systématiquement proposé. Nous avons choisi de réaliser la procédure entièrement sous anesthésie générale et d’euthanasier les animaux sans les réveiller à l’issue de la procédure. Le protocole anesthésique et analgésique a été optimisé avec une anesthésie gazeuse complétée par une infusion continue d’un morphinique afin de prévenir toute douleur. Trois points limites ont été identifiés : Hypotension sévère et incontrôlable, Coagulation massive et irrécupérable dans les cathéters empêchant toute perfusion et/ou tout prélèvement sans possibilité d’un autre cathéter. Hyperthermie maligne. Si l’un de ces point limite est rencontré et ne peut être contrôlé, la procédure sera interrompue et l’animal sera euthanasié.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le présent protocole implique pour la réalisation de cinétique des prélèvements sanguins répétés sur le même animal (13 prélèvements de sang soit un volume de 19 mL) . Cette procédure n’est donc possible que sur un animal disposant d’un volume sanguin suffisamment grand. Le lapin constitue un modèle de choix car son volume sanguin nous permettra de réaliser les 13 prélèvements de sang sans induire une diminution trop importante du volume sanguin (