Réalisation d’études de pharmacodynamie ou combinées pharmacocinétique-pharmacodynamie chez les espèces non-rongeurs (chien, miniporc et primate non-humain)

Ce projet regroupe l’ensemble des procédures techniques (administration de substances et prélèvements de matériels biologiques) permettant aux différents axes thérapeutiques d’évaluer et de caractériser les effets pharmacologiques d’un composé chez l’animal et de les relier à leur pharmacocinétique (cinétique d’exposition au produit). Ces informations sont nécessaires pour affiner les stratégies de développement précliniques, puis cliniques chez l’Homme. Pour chaque composé étudié, ces études permettent de déterminer les modifications de biomarqueurs d’efficacité caractéristiques de la cible d’intérêt et de les associer aux expositions à chaque dose et voie d’administration du produit testé (concentrations maximales et temps d’élimination associés). Ces deux informations sont combinées grâce à des analyses de modélisation pour vérifier le potentiel des candidats médicaments, et de déterminer les meilleures doses à tester dans les études de sécurité précliniques, puis la première dose qui pourra être administrée à l’Homme (volontaire sain ou patient). Dans le souci de réduire le nombre d’animaux commandés, des animaux issus d’autres projets ou procédures pourront être utilisés dans ce projet. Ce projet devrait être utilisé pour environ 35 études supportant une quinzaine de projets scientifiques.

Le projet vise à rassembler les premières informations d’exposition des candidats médicaments après administration sur un animal. Elles permettront de justifier l’espèce non-rongeur choisie pour les tests réglementaires précliniques, la gamme de dose qui devra être considérée dans ces études et les potentiels signes cliniques à anticiper. Combinées aux indicateurs et biomarqueurs d’efficacité disponibles dans la phase préalable de pharmacologie in vitro et in vivo, les données aident à évaluer le potentiel des candidats à activer ou désactiver leur cible biologique dans les études cliniques à venir. Elles permettent donc de vérifier la probabilité de succès du candidat médicament, et de ne tester pour les étapes ultérieures de Toxicologie chez l’animal et de Sécurité chez l’Homme que les candidats les plus prometteurs.

La procédure de ce projet associe essentiellement des phases d’administrations de produits et de prélèvements divers. Les modes d’administration sont ajustées à celles prévues chez l’Homme, elles peuvent être multiples et utilisées en parallèle pour déterminer la biodisponibilité du produit ou simplement celle la plus à même d’assurer une bonne exposition au produit d’étude. Les prélèvements répondent aux besoins d’analyse et sont le plus souvent des prélèvements sanguins, mais d’autres matrices comme le liquide céphalo-rachidien, la peau ou d’autres tissus peuvent être nécessaires. Les prélèvements sanguins sont réalisés sur animaux vigiles, sur des durées d’études de 3 à 28 jours selon les produits testés. Le nombre de prélèvements sanguins est de l’ordre de 6 à 8 lors de la première journée de l’étude, puis s’espace avec un rythme de prélèvements quotidiens pendant les trois jours suivants, puis environ deux fois par semaine pour les durées d’études les plus longues. Chaque phase de prélèvement ne dure que quelques minutes sur des animaux vigiles. Les prélèvements de liquide céphalo-rachidien sont réalisés sous anesthésie générale et à raison de 2 prélèvements maximum la première journée, puis un ou deux prélèvements plus espacés à partir du deuxième jour (pas plus d’un par jour). Ils durent environ 15 à 20 minutes. Les prélèvements urinaires sont effectués sur animaux vigiles, en isolant les animaux dans des cages à métabolisme pendant 4 à 16 heures. Ils sont réalisés une fois dans les deux premiers jours de l’étude, avec un ou deux recueils pendant la période d’isolement. Les prélèvements de tissus sont réalisés sous anesthésie et les conditions sont définies par les bonnes pratiques d’anesthésie, d’analgésie et de chirurgie sous la supervision d’un vétérinaire qui assure le protocole le plus approprié. Ces interventions durent entre 30 et 60 minutes. Pour faciliter les prélèvements et les rendre moins stressants, il peut être décidé d’implanter des cathéters veineux ou céphalo-rachidiens, ou des implants permettant d’enregistrer des paramètres physiologiques (fréquence cardiaque ou respiratoire, pression artérielle, température…) au cours d’une opération chirurgicale environ deux semaines avant le début de l’étude, permettant de compléter les soins post-opératoires et la récupération de l’animal. La durée d’intervention sous anesthésie générale-analgésie est alors d’environ une à deux heures.

La phase d’administration des produits peut générer une phase d’inconfort léger et transitoire (les doses prévues dans ce projet ne sont pas censées induire des effets indésirables notoires). L’inconfort est limité par le respect des bonnes pratiques d’administration et le soin pris à la sélection des doses et à leur bonne condition de formulation. L’objectif du projet comprenant l’induction d’états mimant les pathologies visées, différents effets peuvent être observés. On peut citer à titre d’exemples : – Induction d’un état fébrile mimant une infection par administration de substances : les signes cliniques observés comprennent une hyperthermie, souvent accompagnée d’une hypoactivité et d’une baisse d’appétit. – Induction d’une réaction inflammatoire par administration de composés mimant les essais d’immunothérapie : les animaux sont soumis à une phase initiale (quelques heures à quelques jours) comportant des épisodes d’hypo ou d’hyperthermie et d’hypotension, reflétées par des baisses d’activité ou d’apathie et une possible perte de poids et d’appétit. Pour certains produits d’origine biologique, des réactions immunitaires peuvent survenir (intolérance, ou réaction allergique). Enfin, les prélèvements de tissus ou les éventuelles implantations de cathéters ou d’autres dispositifs de mesures sont pratiquées en conformité avec les bonnes pratiques chirurgicales. Ces opérations sont susceptibles d’entrainer dans les premiers jours post-opératoires une douleur légère, une baisse d’appétit et une légère baisse d’activité. Pour certaines phases d’études, les animaux peuvent être isolés pour faciliter l’enregistrement de paramètres ou la collection d’urine.

Ce type d’étude nécessite parfois des prélèvements terminaux d’organes vitaux (notamment de cerveau et/ou de foie) pour évaluer les atteintes sur l’activité pharmacologique sur les organes et tissus, ainsi que la quantification de l’exposition tissulaire du candidat médicament. C’est seulement lorsque les objectifs de l’étude ne nécessitent pas ces prélèvements que certains animaux pourront être ré-utilisés après approbation du vétérinaire. Le pourcentage est un peu plus élevé chez le chien et le miniporc qui sont rarement exposés à des produits biologiques. Chez le primate non-humain sur lesquels ces produits sont préférentiellement testés, des anticorps contre les produits testés peuvent être induits et viennent compliquer un peu plus la réutilisation. Certains de ces animaux pourront être proposés à l’adoption via des associations et des structures d’accueil spécifiques et en accord avec les autorités compétentes, ces options sont systématiquement évaluées chez le chien et chez le miniporc, mais beaucoup moins chez les primates non-humains qui peuvent plutôt être proposés à la réutilisation dans d’autres laboratoires.

Le choix de l’espèce se base sur la nécessité d’expression de la cible thérapeutique, qui doit être vérifiée ou identifiée dans la littérature avant de lancer les études. Pour la partie des effets indésirables, la législation oriente les choix de façon assez précise puisqu’il faut disposer d’informations au moins sur une espèce non-rongeur. Le choix se base sur la bonne expression de la cible thérapeutique et la compatibilité du produit à administrer dans l’espèce. Le chien ou le miniporc doivent être privilégiés et les primates non-humains utilisés uniquement en dernier recours et sur justification scientifique particulière. Pour les produits biologiques, comme les anticorps ou dérivés des anticorps, la proximité des systèmes immunitaires de l’homme et du primate non humain fait de cette espèce un choix préférentiel. Des animaux génétiquement altérés peuvent être utilisés afin de bénéficier de l’inactivation ou de la surexpression de gènes d’intérêt dans certains modèles scientifiques. Le stade de développement des animaux doit être pertinent pour une comparaison aux personnes qui seront incluses dans les essais cliniques, et les animaux sont donc généralement de jeunes adultes.