Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 29/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-940726)
45 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, 27 sous anesthésie sans réveil et 18 avec réveil et suivi. Elles subissent l’application d’ultrasons focalisés sur les veines des membres postérieurs sous anesthésie générale d’environ quatre heures, avec prélèvements sanguins et échographies, avant mise à mort pour prélever les veines et réaliser histologie et autopsie. L’objet est de régler les paramètres d’un dispositif de traitement des varices avant son usage chez l’humain, une embolie pulmonaire étant le point limite prévu pour la procédure sans réveil. Le porteur affirme qu’aucun modèle numérique ne représente ces phénomènes tissulaires et conclut que le recours à l’animal est nécessaire.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le but de cette étude est de quantifier l’apport de solutions techniques visant à améliorer l’efficacité du traitement utilisant la technologie des ultrasons focalisés (HIFU), 1) d’un point de vue sécurité : diminuer le risque de brûlure de la peau et des tissus sous-jacents, et 2) d’efficacité : oblitération de la veine traitée, lors du traitement de veines superficielles.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La technologie des ultrasons focalisés est déjà utilisée de manière commerciale pour traiter notamment les cancers de la prostate, les fibromes utérins, les varices, les nodules thyroïdiens, et de nombreuses autres applications cliniques sont en développement. Ils constituent généralement une alternative ambulatoire et non-invasive aux méthodes chirurgicales. Cette modalité pâtit généralement toutefois d’un temps de traitement plus long, qui freine son adoption. Cette étude permettra donc de déterminer les paramètres de traitement (en termes de puissance, fréquence et temps d’émission des pulses ultrasonores) optimaux garantissant un traitement efficace sans effets secondaires avant utilisation du traitement sur l’homme en ambulatoire.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à un traitement non invasif par ultrasons focalisés 53 modalités de traitements pour chaque animal) sur les veines superficielles des membres postérieurs (une veine par membre, soit deux veines par animal). Ce traitement se fait sous anesthésie générale afin de limiter le stress des animaux Pour chaque animal, 2 prélèvements sanguins de 10 mL seront réalisés au cours de cette même anesthésie générale : un avant la première application des HIFU et un après la dernière application HIFU. Un 3ieme prélèvement sera effectué également sous anesthésie générale au terme de la période de suivi du traitement, juste avant la mise à mort. Ces prélèvements sanguins sont faits à la veine jugulaire. La mise en oeuvre des 3 différentes modalités de traitement aux ultrasons sur chaque brebis requière une anesthéie générale d’environ 4h (ce qui permet à la fois l’examen échographique de la veine avant et après traitement, le traitement aux ultrasons lui-même et les prélèvements sanguins).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Lors de la procédure 1 (procédure sans réveil), le seul effet indésirable grave possible est une embolie pulmonaire. Il s’agit d’un point limite conduisant à l’arrêt de la procédure et à la mise à mort de l’animal. Lors de la procédure 2 (procédure avec réveil et suivi distant), les nuisances ou effets indésirables prévus incluent la survenue d’hématome, oedème ou induration au point d’application des ultrasons.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure car l’évaluation de l’efficacité et de la sécurité des modalités de traitement testées nécessité la mise en oeuvre de techniques de prélèvements tissulaires et d’analyse (histologie, autopsie par exemple) qui ne sont pas compatibles avec le maintien des animaux en vie dans des conditions de bien être adéquates.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’emploi d’animaux est nécessaire car l’influence de la dynamique du flux sanguin sur les transferts de chaleur ne peut être observée avec d’autres modèles expérimentaux et aucun modèle numérique ne permet de représenter certains phénomènes tissulaires, à la fois ceux recherchés dans le cadre de l’étude (oblitération, rétrécissement de la veine) ou les éventuels effets adverses comme les brûlures, embolies ou thromboses des veines profondes. En effet, les paramètres des tissus sont connus avec des incertitudes trop grandes, ce qui limite la précision des calculs numériques. Par conséquent, l’évaluation des mesures de sécurité vis-à-vis de ces risques ne peut reposer uniquement sur ces calculs numériques imprécis. De plus, l’évolution des dommages tissulaires repose sur des phénomènes complexes (réparation des dommages à la paroi veineuse, mort du nerf par hypoxie) qui ne peuvent être simulés de manière fiable, ni étudiés ex vivo. Toutefois, les veines jugulaires seront également prélevées pour réaliser des traitements HIFU ex vivo en présence de thermocouples pour quantifier précisément la température atteinte lors des traitements.
2. Réduction
Les jugulaires seront également être prélevées pour réaliser des traitements HIFU ex vivo en présence de thermocouples pour quantifier précisément la température atteinte lors des traitements. Le résultat de ces expériences est pertinent ex vivo et il n’est pas nécessaire de les mettre en œuvre in vivo. Le prélèvement de ces veines après mise à mort nous permet donc de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour compléter nos preuves précliniques. Il n’est pas nécessaire d’explorer le domaine de paramètres (profondeur, puissance) en entier car la connaissance de la géométrie du faisceau permet d’estimer numériquement la variation de profondeur équivalente à une variation de puissance donnée (réduire, raffiner). Pour étudier la sécurité sur la peau, nous utiliserons le maximum d’emplacements possibles sur les pattes d’une même brebis sous anesthésie générale. Dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés, des traitements seront réalisés lors de l’anesthésie générale pré-sacrifice sur la face médiale des pattes afin d’acquérir des données complémentaires de sécurité en phase aigüe. Les veines traitées ainsi que des portions de muscles situées en regard de la veine seront prélevées et envoyées pour analyse histologique.
3. Raffinement
Les brebis seront hébergées dans des stabulations libres collectives tout au long de l’étude. Elles auront accès à du foin et de l’eau ad libitum. L’application des ultrasons focalisés, ainsi que la mise en oeuvre des méthodes d’évaluation (échographie, prélèvement sanguins par exemple) seront réalisées au cours d’une même anesthésie générale afin de limiter la manipulation et le stress des animaux. Pour des animaux avec suivi distant, l’absence de souffrance ou d’inconfort (diminution de l’appétit, de l’activité, boiterie, altération de la sensibilité et perte des réflexes sur les membres) sera contrôlée par une observation quotidienne des animaux jusqu’à la fin de l’étude. En cas de manifestations douloureuses ou d’inconfort, des soins adaptés seront mis en place. Si la douleur ou l’inconfort demeurent réfractaires à ses soins adaptés, l’animal sera mis à mort.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
D’après notre expérience préclinique, la brebis constitue le meilleur modèle pour ces études. Ses veines ont un calibre suffisant (diamètre supérieur à la taille d’une lésion engendrée par un pulse délivré par notre système) et la saphène latérale est à une profondeur accessible par notre dispositif. De même les nerfs fibulaire et tibial sont à la bonne profondeur sous la peau à l’endroit où le nerf sciatique se divise. Par comparaison, les veines de lapin sont trop petites et la composition de la peau du cochon n’est pas favorable à la bonne propagation des ultrasons à la fréquence ultrasonore d’étude. Nous utiliserons des animaux adultes pour disposer des plus grandes zones de tir possible et de la latitude nécessaire à l’étude des profondeurs de traitement (au moins 2 cm de profondeur sous la peau, pour les tirs les plus profonds).