Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 04/11/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-962212)
240 truites arc-en-ciel vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 120 tuées en fin d’étude et les autres réutilisées, dont 80 gardées un mois avant d’être tuées pour des travaux pratiques de dissection. Chaque poisson reçoit l’antibiotique par voie intraveineuse, orale et par gavage sous sédation, puis subit trois séries de prélèvements sanguins. L’étude vise à réévaluer le dosage de l’oxytétracycline en pisciculture pour lutter contre la furonculose. Le porteur affirme que la pharmacocinétique ne peut s’étudier que sur animal vivant, tout en indiquant qu’un modèle in silico permettra ensuite de s’en affranchir.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le projet FEAMP Medic’EAU vise à évaluer et optimiser les pratiques vaccinales et thérapeutiques appliquées par les pisciculteurs afin de contrôler la furonculose, une maladie causée par la bactérie Aeromonas salmonicida subsp Salmonicida (ASS). Pour la partie thérapeutique qui fait l’objet de la présente demande, l’objectif est de proposer une méthodologie qui permette de réévaluer le schéma posologique des antibiotiques, afin d’améliorer leur efficacité thérapeutique, de réduire la mortalité associée à la furonculose, mais également de limiter l’impact de l’antibiothérapie sur la sélection et dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques. Une compréhension fine de la pharmacocinétique (= interaction entre l’antibiotique et l’organisme de l’animal) de l’antibiotique (oxytetracycline) chez la truite Arc-en-ciel est indispensable pour s’assurer d’une exposition suffisante d’Aeromonas chez l’animal infecté, et optimiser ainsi le schéma posologique. Une méta-analyse des données pharmacocinétiques déjà existantes dans la littérature nous a permis d’évaluer les lacunes et d’identifier les covariables d’intérêt (c’est-à-dire les éléments qui peuvent modifier de manière importante le comportement de l’antibiotique chez la truite Arc-en-ciel : poids, température de l’eau, voie d’administration, forme galénique, ploidie. Ce projet va donc nous permettre de réaliser une étude pharmacocinétique de l’oxytétracycline chez la truite Arc-en-ciel, en station expérimentale, par une approche en cross-over. Cette approche classique chez les mammifères est rarement conduite chez le poisson, car elle nécessite plusieurs prélèvements, et donc des poissons d’une taille suffisante. Ainsi, chaque poisson recevra le médicament par voie intraveineuse et par voie orale, ce qui permettra de mieux caractériser la variabilité de la pharmacocinétique dans cette espèce, notamment la variabilité interindividuelle, et de quantifier plus finement l’influence des différentes covariables d’intérêt. Ces données seront intégrées dans un modèle pharmacocinétique dit « de population » qui permettra par la suite de prédire le comportement de l’oxytétracycline chez la truite. Une optimisation du schéma posologique pourra alors être proposée, pour un usage plus vertueux des antibiotiques, garantissant une efficacité optimale tout en limitant le risque de sélection de dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
A très court terme, à l’issu de ce projet, nous disposerons d’une modélisation décrivant le comportement de l’oxytétracycline chez la truite Arc-en-ciel. Ce modèle nous permettra également de prédire la pharmacocinétique de cet antibiotique dans différentes situations sans devoir recourir à de nouvelles expérimentations animales. A court terme (d’ici 1 an), dans le cadre du projet MEDIC’EAU, nous réévaluerons le schéma posologique de l’oxytétracycline pour le traitement de la furonculose chez la truite Arc-en-ciel, afin de s’assurer d’une meilleure efficacité dans la lutte contre la furonculose tout en limitant le risque de sélection de gènes de résistance aux antibiotiques. A moyen/long terme, l’ambition est que cette méthodologie soit aisément duplicable pour réévaluer par la suite d’autres antibiotiques couramment utilisés en fermes piscicoles, et dont les schémas posologiques posent question
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
L’oxytétracycline sera administrée aux 240 truites avant chaque séquence de prélèvement : – Par voie IV, par injection dans le sinus veineux caudal, sous anesthésie générale – Par prise spontanée par voie orale : un aliment médicamenteux sera distribué aux animaux, sans manipulation particulière, après 24h de mise à jeûn – Par gavage oral : l’aliment médicamenteux sera administré aux animaux sous sédation, après 24h de mise à jeûn. Après le gavage, le poisson sera transféré dans un réservoir individuel pendant quelques minutes pour surveiller le réveil et la régurgitation. Trois séquences de prélèvement sanguin sont prévues, espacées d’au moins 4 semaines de washout, principalement pour s’assurer d’une récupération complète de l’hématocrite des animaux. Durant chaque séquence, 3 prélèvements de sang seront réalisés sur chaque truite. Chaque prélèvement représente un volume sanguin de 0,4 mL (seringue à insuline), soit un prélèvement total de 1,2 mL de sang maximum par poisson par séquence, ce qui représente moins de 15% du volume sanguin circulant de la truite Arc-en-ciel. Les prélèvements seront répartis sur 15 jours pour une même séquence.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La réalisation de pharmacocinétiques longitudinales permet à la fois de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude, d’évaluer la variabilité inter-individuelle ainsi que de mieux caractériser l’influence des différents cofacteurs. Cette approche est permise par le choix de travailler avec des animaux plus gros, qui tolèrent plusieurs prises de sang, et sont plus représentatifs de la population de truite cible (la furonculose en élevage touche des animaux plus âgés que les classes d’âge habituellement choisies en expérimentation animale). Le protocole expérimental peut entraîner de la nuissance chez les poissons, liée à la ponction de sang dans le sinus veineux et au gavage. Une anesthésie est donc systématiquement mise en œuvre pour chaque manipulation, l’anesthésie se fait par balnéation à l’aide de tricaïne (80 mg/L).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
120 poissons seront euthansiés à la fin de la procédure. 80 animaux seront gardés en vie 1 mois pour ensuite être euthanasiés dans le but d’être utilisés pour les TPs dissection/démarche nécropsique réalisés sur poissons fraichement tués à l’école vétérinaire de Maisons Alfort. 40 animaux pourront être gardé en vie pour permettre la mise en place d’essai pour un projet sur le bien-être animal, DAP sera déposée fin d’année 2022.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif étant d’évaluer la pharmacocinétique de l’oxytétracycline chez la Truite Arc-en-ciel, cela ne peut se faire que sur animaux vivants. Toutefois, l’utilisation d’outils de modélisation moderne permet de mieux valoriser les données récoltées, en quantifiant la variabilité de chaque covariable d’intérêt plutôt que de travailler en valeurs moyennes comme historiquement. De plus, dans un second temps, le modèle créé in silico permettra de s’affranchir de l’expérimentation animal pour définir le schéma posologique optimum, sans devoir réaliser des essais de dose/titration nécessitant un grand nombre d’animaux de laboratoire.
2. Réduction
Réaliser une étude pharmacocinétique en cross over, avec plusieurs prélèvements par poisson, permet de réduire significativement le nombre de poissons, chaque poisson étant son propre témoin. Le nombre de poissons nécessaire à cette expérimentation a été déterminée en considérant les objectifs scientifiques mais également en posant plusieurs postulats qui ont permis de réduire le nombre de modalités à tester, et donc d’animaux nécessaires. Ainsi, toutes les modalités d’intérêt identifiées seront testées sur les truites triploïdes (ce qui nécessite le recours à 180 poissons), alors que ces modalités seront réduites sur les diploïdes (soit 60 poissons uniquement).
3. Raffinement
Les animaux sont observés deux fois par jour durant toute la durée du protocole (4 mois + temps d’acclimatation) Les points limites sont : (1) d’une part les paramètres d’ambiance de l’élevage (oxygène, qualité de l’eau). Les paramètres de températures et d’oxygénation sont mesurés en permanence via des sondes. Si les point critiques sont atteints (oxygène < 80%, température > 20°C) et ne peuvent être rectifiés, l’expérimentation sera arrêtée. La qualité de l’eau (pH, teneurs en nitrites et en nitrates) est vérifiée chaque semaine. (2) d’autre part la santé des poissons. Les poissons moribonds (nage erratique sur le dos, apathie, anorexie) seront retirés de l’expérimentation et euthanasiés par surdosage d’anesthésique. La densité sera de 15 kg/m3 (en début d’expérimentation) à maximum 30 kg/m3 (en fin d’expérimentation, en raison de la croissance des animaux), ce qui est bien en deça de ce qui est réalisé en élevage (50-70 kg/m3). Les bacs sont de plus enrichis de tubes permanents permettant aux poissons de se cacher. Pour nous assurer d’un minimum incompressible de 3 prises de sang par poisson par séquence de prélèvement, nous avons choisi de travailler avec des poissons de grande taille, de minimum 300g, ce qui reflètera également plus fidèlement la biologie des animaux qui seront traités en élevage. Nous pourrons ainsi prélever 1,2 mL de sang par séquence de prélèvement, à raison de 0,4 mL par prise de sang sur une période d’environ 15 jours (soit 0,4% du poids vif total). L’approche populationnelle retenue permet également d’espacer les prélèvements sur chaque poisson. Enfin, une période de wash out d’au moins 4 semaines sera appliquée entre chaque séquence de prélèvement, pour s’assurer que les poissons ont retrouvé un hématocrite normal.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La truite Arc-en-ciel est un hôte naturel d’Aeromonas salmonicida subsp salmonicida. C’est de plus l’espèce de poisson la plus élevée en France. C’est enfin l’espèce sur laquelle nous voulons optimiser l’utilisation de l’oxytétracycline dans un contexte « one health ». Les truites utilisées pèseront minimum 300g. La furonculose est une maladie que l’on observe à différents stades d’élevage (alevins, truites portions = 200/250 g, grosse truite = >1 kg). Du fait des contraintes de la station aquacole (taille des bassins), il ne nous est pas possible de loger des truites Arc-en-ciel de poids trop important en nombre suffisant pour permettre l’acquisition de résultats interprétables. L’étude sur des poissons de 300g est un compromis entre le poids total des poissons pouvant entrer dans la station, une taille suffisante pour permettre des prélèvements de sang répétés, et la volonté d’un modèle qui soit le plus proche possible de la population de truite à évaluer. A ce poids (300g), les animaux sont considérés comme physiologiquement proches des animaux d’un poids plus élevé (hors période de gamétogenèse).