Organes sensoriels

Pour évaluer un porte-électrodes d'implant cochléaire capable de se tordre pendant son insertion, 12 gerbilles de Mongolie vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour une étude histologique. Chacune subit cinq interventions sous anesthésie générale, de quinze à quarante minutes, dont l'implantation dans la cochlée. Une oreille reçoit l'implant, l'autre est délibérément rendue inutilisable pour servir de témoin chez le même individu, ce que le porteur présente comme un moyen d'éliminer la variabilité entre animaux. Le RNT évoque la destruction de l'oreille sans y voir d'autre atteinte que celle de la chirurgie elle-même, dont les douleurs seront contrôlées par des antalgiques.

Objectifs

La surdité constitue un enjeu majeur de santé publique. Selon l’OMS, 5 % de la population mondiale souffrira d’une atteinte auditive sévère à profonde d’ici 2050. Pour traiter les surdités de perception, principalement liées à une atteinte de l’oreille interne, des prothèses auditives peuvent être proposées. Cependant, lorsque ces prothèses s’avèrent inefficaces pour réhabiliter l’audition, l’implantation cochléaire représente le dernier recours thérapeutique. L’implant cochléaire se compose d’une partie externe, qui capte et transmet les sons, et d’une partie interne, implantée chirurgicalement. Pour stimuler les cellules du nerf auditif, un porte-électrodes est inséré dans la cochlée lors de l’intervention. Les porte-électrodes actuels sont constitués d’un faisceau d’électrodes enveloppé dans du silicone. Lors de leur insertion, une lésion des structures intracochléaires peut entraîner une diminution des performances auditives de l’implant, ainsi qu’une réaction inflammatoire associée à une fibrose. Étant donné que les porte-électrodes sont insérés sans visualisation directe de leur progression dans la cochlée, le chirurgien les pousse depuis l’extérieur. Ce processus peut provoquer un traumatisme intracochléaire ou une translocation du porte-électrodes vers une autre rampe, un phénomène observé dans certains cas. Étant donné que le traumatisme intracochléaire est un problème récurrent avec toutes les marques d’implants actuels, et compte tenu de ses conséquences sur les résultats auditifs, notre projet a consisté à concevoir un porte-électrodes actif. Ce dispositif innovant est capable de se courber pendant l’insertion, réduisant ainsi, voire évitant, le traumatisme intracochléaire. Ce prototype est composé de polymères flexibles qui lui permettent de s’adapter à la forme de la cochlée lors de l’insertion, tout en assurant une stimulation conforme aux principes des implants traditionnels une fois en place. L’objectif principal de notre projet est d’évaluer la biocompatibilité de ce nouveau porte-électrodes en le comparant aux porte-électrodes standards.

Bénéfices attendus

La translocation du porte-électrodes est un phénomène traumatique observé assez souvent lors de l’insertion des porte-électrodes actuellement disponibles sur le marché. Avec les dispositifs classiques, le porte-électrodes est inséré de manière passive : le chirurgien le pousse depuis l’extérieur, soit à l’aide d’une pince, soit via un système robotisé. Ce processus entraîne un glissement et un frottement, ce qui peut causer des lésions. L’insertion progressive et le retrait peuvent générer des traumatismes. Notre prototype de porte-électrodes actif permet une insertion innovante : il se tord et s’adapte dynamiquement à la forme de la cochlée pendant l’insertion, réduisant ainsi les frottements contre la paroi latérale et, par conséquent, le traumatisme intracochléaire. Des tests d’insertion réalisés sur des cochlées 3D ont déjà démontré la faisabilité et l’efficacité de cette approche. Bien que les matériaux utilisés pour ce nouveau porte-électrodes soient déjà validés pour d’autres applications médicales, leur biocompatibilité à long terme dans le contexte spécifique de l’implantation cochléaire n’a pas encore été évaluée. Étant donné que le porte-électrodes doit rester en place tout au long de la vie du patient, ce projet vise à : • Évaluer la biocompatibilité des matériaux en analysant la préservation de l’audition post-implantation. • Caractériser la réponse inflammatoire et la fibrose induites par le dispositif, en comparaison avec les porte-électrodes standards. .

Procédures

Tous les animaux subiront cinq interventions sous anesthésie générale (26 minutes, 40 minutes, 15 minutes, 15 minutes, 25 minutes)

Impact sur les animaux

La chirurgie de l’implant cochléaire est un geste maîtrisé qui permet d’accéder à l’oreille moyenne pour insérer l’implant. Après la chirurgie, les douleurs engendrées par la chirurgie seront contrôlées par des antalgiques. Ainsi, les animaux seront surveillés pendant la période post-implantation à la recherche des signes de détresse et infection. Concernant la destruction de l’oreille, il n’y a pas de nuisance particulière sauf celle associée à la chirurgie elle-même.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour récupérer des prélèvements pour une étude histologique.

Remplacement

A ce jour, aucune méthode alternative in vitro ou ex vivo est envisageable pour ce projet. L’évaluation de la biocompatibilité des implants, l’effet sur l’audition résiduelle et la réaction inflammatoire si elle se produit nécessitent un modèle animal afin d’insérer l’implant dans l’oreille, le maintenir en place dans des conditions réelles et le suivre dans un intervalle de temps.

Réduction

Les groupes d’animaux ont été constitués de manière à pouvoir détecter des différences significatives d’au moins 20 % entre eux, avec une fiabilité élevée. Pour optimiser les tests auditifs, chaque participant sera équipé d’un implant dans l’oreille qui conserve une fonction auditive résiduelle. L’oreille opposée sera préalablement rendue inutilisable pour l’expérience. Ce design permet un contrôle intra-individuel strict en éliminant les variations inter-oreilles, assurant une interprétation robuste des résultats

Raffinement

Les gerbilles seront hébergées en groupe dans un environnement enrichi pour favoriser un comportement naturel. La semaine précédant le début des expérimentations, les gerbilles seront manipulées plusieurs fois afin de les habituer au contact de l’expérimentateur et ainsi minimiser le stress le jour de la procédure expérimentale. Les interventions chirurgicales et les tests auditifs seront réalisés sous anesthésie générale. Le bien être animal sera évalué selon une grille, pour identifier une éventuelle souffrance, détresse ou inconfort. Des mesures de gestion de la douleur seront mises en place en fonction du score avec un protocole antalgique adapté.

Choix des espèces

La gerbille est le modèle d'étude le plus approprié, car c’est une espèce de rongeur avec une cochlée relativement grande par rapport sa taille et que les fréquences entendues par la gerbille sont plus proches que celle de l’humain par rapport aux autres rongeurs (rat, souris et cobaye). En plus, l’accès à l’oreille moyenne pour exposer la cochlée est facilité chez la gerbille. Le projet impliquera exclusivement des animaux adultes. Les études menées jusqu’à présent dans le laboratoire ont utilisé des animaux de cet âge. Les données obtenues dans l’étude présente pourront être comparées à celles déjà obtenues avec des protocoles voisins.

Une partie des souris de ce projet n'a aucune défense contre les infections, si bien qu'une infection peut les faire maigrir brutalement et les tuer. 612 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester une molécule censée éliminer les cellules responsables de la pemphigoïde bulleuse, une maladie de la peau. Chaque animal reçoit cinq injections abdominales hebdomadaires, une injection dans la veine de la queue, jusqu'à neuf injections de traitement en trois semaines et des prises de sang répétées à la joue sur animal vigile, jusqu'à sept en quatorze jours, gestes qui peuvent ulcérer le point d'injection et provoquer des hémorragies locales. Toutes seront tuées, à la fin des procédures ou dès l'atteinte d'un point limite, pour prélever la peau et les organes du système immunitaire.

Objectifs

La pemphigoïde bulleuse est une maladie de la peau qui se caractérise par la production anormale d'anticorps ciblant une molécule présente dans les différentes couches de la peau et entrainant son décollement et la formation de bulles et plaies douloureuses. A l’heure actuelle, les patients sont traités avec des médicaments anti-inflammatoires puissants (corticoïdes) ou des traitements affectant le système immunitaire (système de défense contre les infections) du patient. De plus, la plupart des patients rechutent à l’arrêt du traitement. Il est donc indispensable de trouver de nouvelles pistes thérapeutiques plus sûres et durables pour ces patients. Ce projet vise à étudier l’efficacité d’une nouvelle stratégie thérapeutique ciblée qui vise à éliminer spécifiquement les cellules qui sont responsables de l’apparition des symptômes de la pemphigoïde bulleuse sans affecter les autres cellules du système immunitaire qui ne sont pas impliquées dans la maladie. Notre stratégie repose sur la capacité de nos nouvelles molécules à reconnaitre spécifiquement les cellules impliquées dans la maladie et à activer le système immunitaire afin de les éliminer spécifiquement. L’efficacité de cette stratégie a été validée dans le contexte d’autres maladies auto-immunes, comme la polyarthrite rhumatoïde (maladie inflammatoire touchant les articulations) et le pemphigus vulgaris (autre maladie auto-immune de la peau) et nous souhaitons tester son efficacité dans la pemphigoïde bulleuse, afin d’apporter la preuve de concept in vivo de l’efficacité de notre stratégie thérapeutique ciblée.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre d’évaluer l’efficacité d’une nouvelle stratégie thérapeutique permettant l’élimination ciblée des cellules impliquées dans la maladie, sans affecter les autres cellules saines non impliquées, ce qui pourrait permettre d’ouvrir de nouvelles pistes pour mieux traiter les patients souffrant de pemphigoïde bulleuse.

Procédures

Les animaux inclus dans ce projet seront soumis à : - des injections dans l'abdomen d'animaux non anesthésiés afin soit d'induire chez ces souris la génération de cellules productrices d'anticorps particuliers (5 injections, 1 fois par semaine), soit de les traiter avec les molécules thérapeutiques (1 injection unique ou 3 injections par semaine, tous les 2 jours, pendant 3 semaines). Chaque injection nécessite la contention rapide des souris et la totalité du geste (contention + injection) dure 1 à 2 minutes maximum. - une injection unique dans la veine de la queue sur animaux non anesthésiés pour la mise en place du modèle d'étude (durée: 2 min). - des prises de sang au niveau de la veine de la joue sur animaux non anesthésiés pour suivre l’apparition des cellules productrices d'anticorps (6 prélèvements sur 33 jours) ou leur diminution post traitement (3 prélèvements, 1 par semaine) ou d’évaluer la présence du traitement dans le sang des souris (7 prélèvements sur 14 jours). Chaque prise de sang nécessite la contention rapide des souris et la totalité du geste (contention + ponction) dure moins de 3 minutes.

Impact sur les animaux

Les injections dans l'abdomen ou dans la veine de la queue ainsi que les prises de sang nécessitent la contention des souris, source de stress. Les injections dans l'abdomen répétées peuvent entrainer une inflammation locale et une ulcération au point d’injection, voire l'apparition d'un gonflement lié à la présence de liquide dans le ventre de la souris, même si cela est extrêmement rare. Les prises de sang répétées peuvent entrainer une inflammation locale et un risque d’hémorragie. Une partie des souris utilisées dans ce projet ne possède pas de système de défense contre les infections. En cas d'infection, la maladie peut évoluer rapidement vers une dégradation brutale de l’état général (amaigrissement) pouvant aller jusqu’à la mort de l’animal. Le traitement par lui-même peut également entrainer un effet léger et transitoire sur le bien-être de l'animal.

Devenir

L'ensemble des souris de ce projet sera euthanasié à la fin des procédures expérimentales ou lorsqu'elles présenteront des signes de souffrance (atteinte d’un point limite). Nous réaliserons des analyses sur les prélèvements obtenus en post-mortem (peau, organes du système immunitaire).

Remplacement

L’étude à l’échelle de l’organisme est indispensable pour tester l’efficacité de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant spécifiquement des sous-populations de cellules, tout en prenant en compte la complexité des interactions cellules-cellules et des nombreuses populations de cellules immunitaires existantes. Cette approche globale nécessite l’utilisation de modèles animaux qui ne peuvent être totalement remplacés par des approches en dehors de l’organisme, sur des cellules cultivées en laboratoire par exemple. Cependant, dans les études que nous menons, des techniques alternatives ne nécessitant pas l’utilisation d’animaux, telles que des co-cultures cellulaires et approches sur organes reconstruits ont été utilisées dans la mesure du possible en amont pour caractériser l'activité des peptibodies avant le passage au modèle animal.

Réduction

Le nombre de souris par lot expérimental a été déterminé en fonction de la littérature afin de réduire au maximum l’utilisation de souris tout en préservant l’interprétation et la significativité des résultats. Nous adapterons le nombre de souris utilisées en fonction des résultats des premières expériences afin de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupes pour respecter leur comportement naturel dans un environnement propre et contrôlé limitant les risques d’infection. Les injections et prélèvements sanguins seront systématiquement alternés entre coté droite et côté gauche de l’animal afin de limiter au maximum les risques d’inflammation et d’infection liés aux injections et prélèvements répétés. Les souris seront surveillées immédiatement après les injections ou les prélèvements de sang. Les souris seront ensuite surveillées quotidiennement afin de détecter des signes de souffrance liés aux procédures effectuées en tenant compte de leur apparence et de leur comportement. Une surveillance bihebdomadaire des souris à l'aide d'une grille de score clinique et d'aide à la décision sera réalisée. En cas de suspicion de dégradation de l’état de la souris, une stimulation de la souris sera faite afin de vérifier sa mobilité, et d’identifier des réactions de défense/agressivité, signes de douleur). En cas de dégradation de l’état général de la souris, ou si un/ou des signes cliniques sont atteints (au-delà duquel l’animal pourrait souffrir), les animaux seront euthanasiés.

Choix des espèces

Le modèle souris a été choisi pour réaliser les expériences de ce projet, modèle largement décrit dans la littérature pour des approches similaires et la recherche en immunologie. De plus, la bonne connaissance des modèles murins, notamment d’un point de vue génétique et immunologique, permet une bonne interprétabilité des résultats obtenus. Enfin, les indicateurs d'altération du bien-être chez la souris sont bien connus, permettant ainsi une prise en charge appropriée. Nous utiliserons des souris de 6 à 8 semaines ce qui correspond à des souris jeunes adultes, âge décrit dans la littérature pour les expériences que nous devons mener.

Quatre plaies cutanées par animal, soit 72 au total, sont créées chirurgicalement sur 18 lapins sous anesthésie de 30 à 45 minutes, avec quatre anneaux cousus dans la peau au fil non résorbable et laissés en place trente jours. Le niveau de souffrance déclaré est modéré, avec hypothermie, douleur post-opératoire, perte d'appétit et déshydratation. Tous sont tués à trente jours pour prélever la plaie cicatrisée et évaluer un pansement liquide destiné à une demande d'autorisation de mise sur le marché. Le lapin a été choisi parce que les rongeurs arrachent les corps étrangers posés sur leur peau, un gilet sur mesure permettant ici d'empêcher l'accès à la zone lésée.

Objectifs

La peau est le plus étendu des organes du corps humain qui assure plusieurs fonctions vitales pour l’organisme. Cet organe est soumis tout au long de la vie à de nombreux dommages, provoqués par des facteurs extérieurs d’origine physique (coupures), mécanique (ulcères), thermique (brûlures) et/ou chimique (radiations). La sévérité des dommages couplés à d’autres facteurs, tels que l’âge, le diabète et la nutrition, peuvent conduire à une mauvaise voire non-cicatrisation des plaies, appelées les plaies chroniques. Elles impactent fortement la qualité de vie des patients, jusqu’à engager leur pronostic vital. Ce problème de santé publique est amené à s'accroître avec le vieillissement de la population et l'augmentation de la prévalence du diabète et de l'obésité. L’objectif de cette étude est de déterminer l’efficacité de différentes solutions de pansement liquide nouvelle génération développées par notre laboratoire (comparativement à des techniques utilisées couramment) le soin de plaies cicatrisant par seconde intention (plaies chronique ou aigüe) 1 – évaluer la qualité de la cicatrisation en fin du processus cicatriciel : un prélèvement histologique sera réalisé à J30 à la fin de la phase de ré-épithélialisation de la plaie. 2 – évaluer la durée de cicatrisation : un contrôle visuel 2 fois par semaine permettra d’évaluer le stade de cicatrisation de la plaie. Parmi les modèles de cicatrisation cutanée qu'on retrouve dans la littérature, nous avons retenu celui faisant appel à une biopsie cutanée suivie de la mise en place de disque de silicone permettant d’éviter la rétraction spontanée de la peau. Ce modèle présente l’avantage de refléter au mieux le phénomène de cicatrisation humaine. Par ailleurs, les tests précliniques sont indispensables à l’évaluation d’un dispositif médical avant le passage aux tests cliniques chez l’Homme. La formule sélectionnée pourra alors passer à l’étape suivante du marquage CE : l’étude clinique

Bénéfices attendus

Au travers de cette étude, nous espérons observer une diminution du temps de cicatrisation avec nos formulations comparativement aux pansements standard. Mais également une amélioration de la qualité de la cicatrise via une observation histologique en fin de cicatrisation. Par ailleurs, ces essais nous permettrons d’obtenir des preuves précliniques qui seront utilisées dans le cadre de la demande d’autorisation de mise sur la marché.

Procédures

Procédure chirurgicale induction des plaies et pansement sous anesthésie générale. L’anesthésie durera 30-45 min. 1 injection d’anesthésique 4 injections d’anti-inflammatoire 4 plaies cutanées 4 poses de pansement Suture de 4 anneaux sur la peau au fil non résorbable. Ces anneaux resteront en place durant toute la durée de l’étude

Impact sur les animaux

Hypothermie liée à l'anesthésie Douleur post opératoire Perte d’appétit, deshydratation

Devenir

Tous les animaux de l’étude seront mis à mort. A 30 jours, à la fin de la phase de ré-épithélialisation de la plaie, les animaux seront mis à mort et un prélèvement de la plaie cicatrisée sera réalisé pour évaluer la qualité de la cicatrisation.

Remplacement

Les plaies cicatrisants par seconde intention sont des plaies complexes qui touchent les différentes structures de la peau (allant de l’hypoderme à l’épiderme) et qui subissent des forces mécaniques qui peuvent être importantes en fonction de la localisation de la plaie. Par ailleurs, les méthodes d’analyse in vitro ne prennent pas en considération l’environnement locale et systémique impliqués dans le processus de cicatrisation. Il n’existe donc pas de modèles in vitro permettant de prendre en compte tous ces paramètres. De plus, dans le développement d’un dispositif médical innovant, il est nécessaire de tester les formulations sélectionnées sur des modèles animaux afin d’appréhender la biocompatibilité et l’efficacité des dispositifs avant le passage chez l’Homme.

Réduction

Cette étude est une étude pilote qui nous permet principalement de faire de l’imagerie pour observer les différences sur le processus cicatriciel en fonction de la solution de pansement utilisée. Pour chaque formule trois réplicas seront réalisés afin de pouvoir observer et comparer la cicatrisation sur 3 individus (lapins). Ces 3 réplicas nous permettrons également de comparer la différence de temps de cicatrisation entre différentes solutions de suture. 3 animaux par groupe est le minimum acceptable pour pouvoir conclure statistiquement sur l’étude. 4 plaies seront réaliser sur le dos d’un animal afin de réduire le nombre d’animaux dans l’étude.

Raffinement

Les animaux bénéficient de plateforme dans leurs cages, de jouets et de morceaux de bois à ronger dans leur environnement de vie. Les animaux font l’objet d’une surveillance quotidienne de la naissance à la mort par le personnel animalier. Ainsi qu’une visite quotidienne la première semaine post opératoire puis deux fois par semaine de la part de l’opérateur de l’étude. Au cours de l’étude, l’animal devra porte un gilet de protection des pansements. Les 2 semaines précédant la chirurgie, les animaux sont progressivement habitués au port du gilet. Jour 1 : le gilet est déposé dans la cage quelques minutes, Jour 2 : le gilet est mis en place sur l’animal 2 minutes. La durée augmente graduellement sur 2 semaines. Le dernier jour de l’habituation, l’animal porte le gilet 10 heures consécutives. L’animal sera placé sous anesthésie générale lors de la chirurgie. Les animaux recevront un traitement anti-inflammatoire et antalgique les 3 premiers jours post opératoire qui permettra de réduire la douleur ressentie. Le traitement pourra se poursuivre en fonction des signes cliniques observés quotidiennement les jours suivants. Les animaux seront suivis quotidiennement durant environ 30j (le temps de la cicatrisation) puis seront mis à mort. Au cours de l’anesthésie, l’animal pourrait se refroidir. Pour pallier cet inconfort qui pourrait engendrer une mauvaise récupération des suites de l’anesthésie, l’animal sera placé sur un tapis chauffant tout le long de la chirurgie, jusqu’à son réveil.

Choix des espèces

Les modèles animaux préférentiellement utilisés dans la littérature dans ce type d’expérimentation sont les rongeurs, le lapin ou encore le porc. Les rongeurs ont tendance à retirer/arracher tout corps étranger présent sur leur peau, ce qui empêche toute chance de conclusion sur l’efficacité d’un système de pansement de plaie. Chez le lapin, il est possible de protéger la zone lésée grâce à un gilet de protection conçu sur mesure. Ce gilet permet à la plaie de cicatriser sans sollicitations de l’animal. Animaux choisis : adulte, 2.5kg Poids des animaux adaptés au gilet de protection fait sur mesure pour des animaux matures. Surface (cm²) du dos adaptée à la réalisation des 4 pansements. Animal mature avec structure anatomique de la peau et système immunitaire adaptés au besoin de l’étude.

Surveillées par une grille de score qui déclenche leur mise à mort si un seuil est atteint, 1 860 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles subissent une à deux chirurgies de la peau sous anesthésie, des changements de pansement sous anesthésie une à deux fois par semaine pendant vingt jours, des gavages et une injection. Le projet cherche à savoir si une blessure cutanée laisse une mémoire inflammatoire modifiant la cicatrisation. Le porteur affirme que la dynamique du tissu cutané et des cellules immunitaires ne peut être reproduite sans un "organisme entier".

Objectifs

La mémoire immunologique permet au système immunitaire de réagir plus efficacement à des agents pathogènes spécifiques lors d'une seconde rencontre. Un autre type de mémoire existe dans certaines cellules immunitaires : la « mémoire inflammatoire », qui permet une réponse amplifiée lors d'une exposition ultérieure à un agent pathogène différent de l’agent pathogène initial. On ignore encore si ce type de mémoire se développe également suite à une inflammation provoquée par une blessure en l'absence de l’agent pathogène. Dans le cadre de ce projet, nous explorerons cette question au niveau cutané, à l'aide d'un modèle de plaie de la peau. Nous nous intéresserons plus particulièrement à l'impact potentiel de ce phénomène sur l'efficacité de la cicatrisation.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche permettra de mieux comprendre l'impact de cette « mémoire inflammatoire » sur les maladies de la peau. À plus long terme, les résultats de ce projet devraient également ouvrir de nouvelles perspectives pour le traitement des plaies chroniques et des lésions cutanées d'origine immunitaire.

Procédures

Les animaux subiront une chirurgie de la peau sous anesthésie une seule fois ou deux fois (durée 15 min). Pour les animaux qui seront suivis au cours du temps, le pansement sera changé sous anesthésie 1-2 fois par semaine pendant 20 jours (durée 3 min). Des gavages (2 jours consécutifs, 5 secondes) et des injections (1 fois, 2 secondes) seront réalisés sur animaux vigiles.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront une chirurgie de la peau, avec une douleur modérée. Les nuisances attendues sont : stress de l'anesthésie, risque d'hypothermie, douleur liée à une blessure cutanée et risque d'infection de la plaie. Le pansement sera changé sous anesthésie 1-2 fois par semaine pendant 2 semaines, les nuisances attendues sont : stress de l'anesthésie, risque d'hypothermie. Les animaux subiront un gavage. Les nuisances attendues sont : stress lié au gavage. Les animaux subiront également une injection. Les nuisances attendues sont : stress lié à la préhension et douleur légère liée à la piqure.

Devenir

Aucun animal ne sera maintenu en vie. Les animaux seront mis à mort à la fin du suivi ou pour des analyses post-mortem.

Remplacement

La dynamique du tissu cutané, des cellules immunitaires qu’il abrite ainsi que les interactions et le recrutement potentiel de cellules d’autres organes sont des conditions qui ne peuvent pas être adéquatement reproduites sans un organisme entier. De plus, le système immunitaire est un système dynamique dont les acteurs évoluent entre différentes localisations au sein de l’organisme selon des flux très précis. Enfin, certaines populations cellulaires du système immunitaire se spécialisent particulièrement en fonction de leur localisation, en particulier dans la peau. Ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes cellulaires ne permettent de reproduire cela, ceci nous oblige donc à utiliser des animaux afin de comprendre les interactions cellulaires régulant les réponses immunitaires et inflammatoires dans la peau. Des expériences sur organismes vivants sont donc nécessaires pour compléter les découvertes obtenues sur cellule. De plus, l’utilisation de modèle animal reste indispensable pour pouvoir aborder la phase d’application de nos découvertes en clinique.

Réduction

Le nombre de souris à utiliser a été calculé à l’aide d'un logiciel statistique, pour obéir aux minima nécessaires à des analyses statistiques valides, condition nécessaire pour une interprétation biologique des résultats. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les animaux seront maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Dans le cadre du modèle de blessure cutanée, les animaux sont anesthésiés et un analgésique est administré lors de la chirurgie. Des pansements adaptés sont utilisés (compresse stérile, pansement semi-occlusif et bandage de contention). Les animaux seront surveillés et suivis avec la mise en place d’une grille de score et des points limites adaptés.

Choix des espèces

La souris est le modèle de choix car la physiologie de la souris est proche de celle de l’Homme. D’autre part les mécanismes immunitaires sont bien caractérisés chez la souris, ce qui en fait un modèle particulièrement adapté pour étudier les cellules immunitaires. La connaissance complète du génome de la souris permet d’utiliser de nombreux outils bien caractérisés, ce qui sera particulièrement pertinent dans le cadre de ce projet. Les souris seront utilisées à l'âge adulte (de 8 à 12 semaines) afin que les souris aient fini leur croissance, et que les résultats ne soient pas affectés à cause de modifications dues à un âge trop avancé des animaux.

Anesthésiées trois heures pour une première chirurgie de l'oreille interne, puis à nouveau trente minutes pour un prélèvement, 27 brebis vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'étude compare deux méthodes de diffusion d'un produit dans l'oreille interne, chaque brebis servant de son propre témoin. Cette version modifiée ajoute quatre animaux pour valider une nouvelle sonde. Les brebis sont mises à mort parce que l'intervention leur laisse une surdité irréversible, des vertiges et une paralysie faciale qui empêche de s'alimenter normalement.

Objectifs

L'objetif principal de notre projet vise à étudier la diffusion de molécules de gadolinium au sein de l'oreille interne en comparant les injections transtympaniques classiques versus l'utilisation d'ultrasons. Les objectifs secondaires sont de vérifier l'absence de retentissement sur la fonction auditive après la réalisation des séances de ces techniques et à distance (J7 de la délivrance), une conservation de l'quilibre et de la symétrie du visage, et l'absence d'altération de la composition des liquides de l'oreille interne suite à ces procédures.

Bénéfices attendus

Si les résultats du projet sont démontrés, c'est-à-dire une amélioration de la diffusion du gadolinium à l'oreille interne par sonoporation (avec ou sans microbulles chargées) avec absence d'effets indésirables à court et long terme, cela permettra de proposer un nouveau mode de diffusion chez l'Homme. Cette méthode permettrait d'obtenir une meilleure diffusion le long de la cochlée et des concentrations plus élevées d'agents thérapeutiques au sein de la cochlée. Par la suite, il sera nécessaire de développer une sonde spécifique pour l'Homme, de réaliser de nouvelles expérimentation avec d'autres molécules. Cependant, cette étape préliminaire reste indispensable à la poursuite du projet. Cette voie de délivrance par sonoporation à l'oreille interne pourrait par la suite avoir un rôle thérapeutique notamment pour traiter certaines atteintes de l'oreille interne comme la surdité brusque, la maladie de Menière où actuellement les injections transtympaniques sont privilégiées. Il pourrait aussi s'agir d'une voie de délivrance dans le cadre de la thérapie génique pour les surdités d'origine génétique.

Procédures

La majorité des actes auront lieu sous anesthésie générale, il s'agit de la mesure des seuils auditifs, de l'abord chirurgical avec la délivrance de molécule, de l'imagerie et du prélèvement de liquide de l'oreille interne. La durée de la première anesthésie générale sera de 3H (1H de chirurgie et 2 H d'imagerie). La seconde anesthésie générale durera 30 minutes, il sera effecué le prélèvement de liquide de l'oreille interne au cours de cette chirurgie.

Impact sur les animaux

Les brebis incluses subiront deux anesthésies générales. Lors de la première, il sera effectué une mastoïdectomie avec délivrance de molécules. Lors de la seconde, il sera effectué un prélèvement de périlymphe. La contention effectuée pour l'induction des 2 anesthésies peut engendrer du stress pour l’animal, et l'injection de produit anesthésiant par voie intraveineuse à la jugulaire peut provoquer un hématome.

Devenir

L'ensemble des brebis seront euthanasiées suites aux procédures compte tenu de la perte de la fonction auditive irréversible, de vertiges incoercibles empêchant une mobilité normale et d'une paralysie faciale empêchant une alimentation normale. Ainsi ces pertes de fonctions auront un retentissement majeur dans la vie quotidienne des brebis.

Remplacement

Des études pré-cliniques chez l'animal sont nécessaires afin de s'assurer de la bonne diffusion des molécules utilisées suite à la sonoporation au sein de l'oreille interne. L'utilisation de modèles animaux autorise aussi la vérification de l'absence d'évènements indésirables, et le prélèvement de liquide de l'oreille interne. Cette étude permettra de s'assurer de la supériorité de la sonoporation pour la diffusion du gadolinium au sein de l'oreille interne et de vérifier l'absence de déficit (auditif, vestibulaire ou de la fonction faciale). Le modèle animal ne peut être substitué par un modèle in-vitro ou in silico à ce jour.

Réduction

Sur la base d'une étude statistique et bibliographique, notre étude nécessite l'inclusion de 27 animaux. Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, chaque brebis sera son propre témoin avec un côté où il sera effectué une délivrance de gadolinium par sonoporation et un autre une délivrance par injection en regard de la fenêtre ronde pour vérifier l'hypothèse d'une meilleure diffusion par sonoporation. L'hypothèse d'une amélioration de la diffusion de 60% +/- 30 % du gadolinium par la sonoporation sera vérifiée par un test statistique approprié, ainsi que l'absence de baisse des seuils auditifs. Le calcul d'effectif indique qu'un groupe de 6 sera suffisant pour confirmer cette hypothèse. En métabolomique (pour l'analyse de la périlymphe), il n'existe pas de recommandation sur le nombre minimum de sujets. Cependant nos précédentes études sur le sujet ont montré que l'inclusion de 6 sujets avait permis de faire ressortir des groupes statistiquement différents en utilisant des analyses statistiques adaptées. Notre expérience, sur le prélèvement de périlymphe, nous a permis de le réaliser systématiquement sur une oreille normale jamais opérée. La principale contrainte était le faible volume prélevé qui a été résolu par validation de la technique d'analyse. Ainsi, nous estimons que 12 brebis incluses au total serait raisonnnable pour ne pas augmentrer le nombre d'animaux tout en ayant des résultats si nos hypothèses se vérifient. 2 animaux supplémentaires seront prévus en cas de problème. 4 ANIMAUX SUPPLEMENTAIRES SONT DEMANDES POUR VALIDER LA NOUVELLE SONDE DEVELOPPEE SPECIFIQUEMENT POUR CE PROTOCOLE, D'UN DIAMETRE INFERIEUR (3 MM VS 15 MM).

Raffinement

Anesthésie : les animaux arriveront la veille de la 1ère anesthésie, et seront mis à jeun 15h avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. Induction intraveineuse, puis maintien au masque avec inhalation d’un mélange gazeux d’oxygène et de gaz anesthésiant pour obtenir un relachement musculaire suffisant avant intubation. Chirurgie et Per-imagerie - Anesthésie : Les brebis seront maintenues sous O2 à la fin de la première anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé. Les animaux sont logés en cases collectives sur paille, et manipulés dans le calme. Le monitoring des constantes sera effectué lors de l'anesthésie générale afin de détecter une douleur peropératoire nécessitant une adaptation de l'analgésie et/ou de la profondeur de l'anesthésie. La réalisation d'une anesthésie locale permettra de minimiser la douleur per opératoire. Ces injections seront renouvelées en cas de douleur de l'animal . Une table chauffante sera utilisée pendant la durée de l'anesthésie générale pour éviter tout épisode d'hypothermie. La douleur post-opératoire sera aussi monitorée avec l'échelle visuelle en pièce jointe et l'analgésie revue en cas de douleur.

Choix des espèces

La brebis est l'animal que nous désirons utiliser pour ces recherches sur l'oreille interne car elle présente un spectre auditif comparable à l'Homme et une anatomie de l'oreille interne semblable à l'Homme en terme d'anatomie et de dimensions. La chirurgie de la brebis est comparable à celle de l'homme pour l'accès à l'oreille interne. Le sexe féminin est à privilégier compte tenu des difficulté d'accès à l'oreille interne chez le bélier. En effet, l'épaisseur de la corticale du bélier rend le fraisage difficile et très long. Enfin, le volume de liquide endocochléaire prélevé chez la brebis est comparable au volume qu'il est possible de prélever chez l'Homme rendant possible les études en métabolomique sur ce liquide. Les animaux utilisés seront âgés de plus d'un an car à cet âge, la maturation du système auditif est atteinte. Afin de constituer un groupe homogène, les brebis seront âgées de 2 à 3 ans.