Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Contrôles de qualité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Essai d’efficacité et de sécurité de nouveaux dispositifs chirurgicaux en chirurgie mini-invasive – EU 2/2-MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Le nombre de porcs utilisés dépend des dispositifs médicaux que des clients internes ou externes demandent de tester. 380 porcs sont prévus sur la durée du projet, dans des procédures menées sous anesthésie, 180 étant tués sans reprise de conscience et 200 réveillés puis maintenus jusqu'à six mois avant la mise à mort, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une ou plusieurs opérations mini-invasives pouvant durer jusqu'à quatre heures, avec imagerie et prises de sang. Le porteur décrit une "prestation de service" en recherche et développement, et reconnaît ne pas faire de tests statistiques puisqu'il s'agit de "preuves de concept".
Objectifs
Ce projet de recherche et de développement vise à répondre à différentes demandes de validation préclinique de dispositifs médicaux (DM) innovants sur modèle porcin. Selon la réglementation, on entend par DM, tout instrument, implant, appareil, équipement, logiciel ou réactif utilisé, seul ou en association, à des fins médicales chez l’Homme. Ce projet détaille les procédures pouvant être utilisées chez les porcs pour évaluer des DM, en assurant leur prise en charge médicale selon les niveaux de complexité des interventions. La mise en œuvre du projet s’appuie sur l’expertise de nos équipes dans les approches chirurgicales mini-invasives, pour tester l'efficacité et la sécurité de DM en recourant à des méthodes et des équipements à la pointe de la technologie et de l’innovation. Dans le but de répondre à la demande de prestation de service aussi bien en recherche et développement que pour la réalisation d’études conformes aux BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoire), ce projet vise à couvrir de façon générale plusieurs DM dont la pertinence scientifique et la licéité de mise en œuvre chez l’animal auront été préalablement évaluées par le comité scientifique de l’établissement. Dans le cadre de ces tests réalisés pour des équipes internes ou externes, deux types d’événements sont explorés : ceux liés directement au DM testé et ceux qui sont en rapport avec la technique d’implantation ou opératoire. L’objectif est d’évaluer les principales complications pouvant apparaitre pour établir le rapport bénéfice/risque du dispositif médical testé. MODIFICATION : Des imageries supplémentaires (IRM, scanner et/ou angiographie) seront réalisées afin d’apporter une valeur ajoutée au protocole initial, en permettant une caractérisation plus précise des structures d’intérêt, une évaluation fine des modifications morphologiques et fonctionnelles induites par la procédure expérimentale, et la détection d’éventuelles complications. Les animaux seront transportés dans un autre établissement pour la réalisation de ces examens, dans des conditions sécurisées, sous anesthésie générale et avec un monitoring continu, afin de garantir leur sécurité et leur bien-être tout au long du transport et de la procédure.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus lors de ce projet concernent l’effiacité thérapeutique et la sécurité (éviter les effets secondaires) de dispositifs médicaux utilisables chez des patients humains principalement dans le domaine chirurgical.
Procédures
Les interventions se dérouleront sous anesthésie générale pendant la durée de l'intervention pouvant aller jusqu'à 4h maximum. MODIFICATION : Des imageries en plus des échographies seront réalisées un nombre défini de fois par animal, en fonction des objectifs expérimentaux, généralement en pré-opératoire pour obtenir une évaluation de référence et en post-opératoire pour suivre les modifications induites par la procédure. Sur une période de suivi longue durée suite à l‘implantation d’un dispositif, la position du dispositif pourra être contrôlé par imagerie de façon régulière (1à 2 fois par mois selon le dispositif sur une durée pouvant aller jusqu’à 6 mois). Ces examens d'imagerie sont d'une durée approximative de 15 minutes par animal. Des prises de sang sur animal anesthésié pourront également être réalisées afin de réaliser des bilans sanguins ou de suivre des paramètres biologiques spécifiques. Le nombre maximum de prises de sang et le délai entre chaque dépendra du volume prélevé. Ainsi ce délai pourra aller de 24h pour des petits volumes de sang jusqu’à 3 semaines si un volume de sang important venait à être prélevé.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés aux actes suivants : - Anesthésie : injection intra-musculaire (douleur transitoire au site d'injection), pose de cathéter à la veine auriculaire (douleur locale au site d'insertion du cathéter, risque d'hématome), risque d’hyperthermie maligne liée aux anesthésiques, risque de défaillance cardiorespiratoire - Pose du dispositif ou test d’un instrument/équipement/réactif/logiciel : douleur et/ou infection au site de pose/test, réaction inflammatoire locale, saignement transitoire - injections : * intra-veineuses: elles sont faites dans le cathéter limitant ainsi la douleur locale (on ne pique qu'une fois) et le risque d'hématome. * sous- cutanées ou intra-musculaire : douleur locale. * Les susbtances injectées sont toutes médicamenteuses, un des rares effets indésirables potentiels serait une réaction allergique
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort en fin de projet car une autopsie doit être réalisée afin de prélever des organes et ainsi d’étudier l’effet du dispositif médical.
Remplacement
Toute évaluation d’un dispositif médical doit apporter des preuves suffisantes de son efficacité et de sa sécurité pour autoriser son utilisation sur des patients avec un taux de réussite optimal (durée d’intervention, efficacité du geste). L’étude initiale du DM sur simulateurs et modèles ex vivo permet d’en tester le concept et la faisabilité technique. Elle doit être souvent complétée par des études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité qui nécessitent une phase d’expérimentation sur organisme entier vivant. Les procédures innovantes sont ainsi reproduites dans des conditions proches de la clinique, précliniques, qui incluent également les situations parfois difficiles liées aux voies d’abord, repères anatomiques, complications. Il n’existe pas de modèle ex-vivo ou d’autres possibilités de remplacement suffisantes pour valider intégralement l’efficacité et la sécurité de certains DM avant leur utilisation chez l’Homme, en particulier dans les contextes d’indications chirurgicales effectuées par des approches mini- invasives innovantes. A un stade de développement avancé, il devient nécessaire d’intervenir sur organisme entier vivant pour reproduire des situations cliniques, parfois complexes, de façon réaliste, en prenant en compte les complications éventuelles (voies d’abord, repères anatomiques, hémorragie, nécrose, viabilité des organes, compatibilité…). Les résultats des expérimentations animales permettront de rejeter des DM /procédures inefficaces et/ou dangereux en conditions « réelles », d’élaborer de manière optimale les protocoles de recherche cliniques en cas de résultats positifs et, à terme, de valider de nouveaux DM/ procédures cliniques innovantes utilisables chez les patients humains.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant d’envisager une application chez l’Homme. Les interventions sont réalisées par des chirurgiens experts, ce qui limite le nombre d’animaux nécessaires en optimisant le taux de succès. Chaque DM sera testé préalablement sur un faible effectif d’animaux (2 à 6) avant d’engager une étude plus complète après avis d’experts et d’éventuelles améliorations du dispositif et/ou de la procédure. 380 porcs sont prévus. Ceci est une estimation a priori pour tester une trentaine de DM innovants sur la durée de ce projet. Le nombre requis précisément dépendra des caractéristiques de chaque DM, de son caractère innovant, de la complexité de la procédure, de l’expérience du chirurgien et des risques estimés. Nous ne faisons pas de tests statistiques car il s’agit de preuves de concept sur un très faible nombre d’animaux. Les usages sur le marché du DM et notre expérience montrent que 6 porcs sont généralement nécessaires pour les études de faisabilité et preuves de concept (principalement sans réveil, mais pouvant parfois être réalisées en survie sur un faible effectif), puis en moyenne 10 pour l’évaluation préclinique (sans réveil ou en survie). Nous estimons que sur les 30 DM testés en faisabilité, 70% pourraient passer en phase d’évaluation préclinique : les procédures seront d’abord soumises à un expert pour validation, puis réalisées étape par étape avec évaluations intermédiaires et propositions d’amélioration
Raffinement
Le protocole prévoit des procédures mini-invasives réalisées sous anesthésie générale. Dans les études de faisabilité, de nombreux DM peuvent être évalués sans nécessité de réveiller l’animal en fin d’expérimentation. Dans les études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité du DM, les animaux seront réveillés après l’intervention et seront soumis à un suivi clinique quotidien par du personnel qualifié, sous couverture antalgique dès que nécessaire, et hébergés dans un environnement contrôlé (température, hygrométrie) et enrichi : Les porcs sont des animaux sociaux, propres, avec un instinct de fouissement et d’exploration des matériaux. L’enrichissement apporté pour favoriser leurs comportements naturels comprend une stabulation en groupe social lorsque possible, la mise à disposition de jouets à mâchouiller, à manipuler (balles, jouets, chainettes...), l’accès à des zones de repos distinctes des zones de défécation. L’environnement sonore en animalerie est aussi apaisé par la diffusion de musique. Toute altération de leur état général sera reportée au vétérinaire et au responsable de l’intervention médicale qui mettront en œuvre des traitements adaptés. Des critères d’arrêt anticipé en cas de survenue de complications sont définis et validés par la structure en charge du bien-être animal. Toutes les interventions chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec monitoring et gestion de la douleur. Une surveillance rapprochée des animaux permettra d’adapter le traitement à leur état clinique sur avis vétérinaire. Les modalités d’hébergement (paramètres environnementaux, alimentation, enrichissement, socialisation) sont contrôlées quotidiennement par des animaliers habilités. Si certains animaux présentaient des signes de souffrance ou de mal-être avant la fin de la période de survie, ils seraient euthanasiés et les données exploitables collectées. Le protocole sera alors revu avec les experts et affiné avant de recommencer une nouvelle série d’animaux. La SBEA (Structure du Bien-Etre Animal) est associée aux décisions relevant du bien-être des animaux en cours d’étude. A la fin du protocole, une étude rétrospective sera réalisée afin d’améliorer de façon continue nos protocoles et nos modèles. MODIFICATION: Les animaux seront transportés anesthésiés vers le deuxième établissement, avec monitoring des paramètres vitaux et maintien de la température à l’aide de couvertures de survie, assurant sécurité et confort.
Choix des espèces
Le Porc est un modèle de choix de par sa taille et son anatomie comparables à l’Homme, il permet l’utilisation d’instruments et équipements de chirurgie, endoscopie notamment, conçus pour l’Homme, et ainsi de reproduire de façon pertinente les procédures en clinique. Notre laboratoire dispose d’une forte expertise sur ce modèle avec de nombreuses données scientifiques disponibles (anatomie, chirurgie…). Des porcs, jeunes adultes entre 25 et 60 Kg, seront utilisés. La taille des organes des porcs à ce stade de croissance correspond déjà à ce qui peut être observé en clinique chez l’Homme, il offre les repères anatomiques recherchés par le praticien et permet d’utiliser les mêmes équipements et matériels chirurgicaux que chez le patient. Dans certains cas, en particulier pour les survies supérieures à 3 mois, le modèle « miniporc » (15-30 kg) pourra être retenu pour ses caractéristiques de croissance plus faible. Ce modèle de cochon « miniature » permet en effet de suivre sur du long terme un dispositif in situ sans qu’il soit trop impacté par la croissance rapide de certains organes (le porc charcutier «standard » peut prendre jusqu’à 800g par jour). Pour les porcs charcutiers, la durée de survie maximale a été fixée à 6 mois afin de limiter les contraintes zootechniques liées à la manipulation d’animaux pouvant dépasser les 100 Kg.
Etudes précliniques in vivo pour le développement de nouvelles thérapies géniques.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
1 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger. Leur moelle osseuse est d'abord affaiblie par une chimiothérapie, avant la greffe de cellules humaines puis l'injection de vecteurs de thérapie génique dans la veine de la queue. Le porteur reconnaît qu'il est impossible d'éliminer les risques d'effets secondaires, dont l'apparition de tumeurs si le gène s'insère dans une zone oncogénique. Les animaux sont ensuite mis à mort pour autopsie et analyse des tissus, l'étude servant à contrôler la sécurité de ces traitements avant les essais cliniques.
Objectifs
Certaines maladies génétiques graves peuvent aujourd’hui être traitées grâce à la thérapie génique qui vise à corriger ou remplacer un gène défectueux en introduisant une nouvelle information génétique dans les cellules du patient. Ce gène thérapeutique est transporté des « vecteurs », comme des virus rendus inoffensifs (thérapie in vivo) ou des cellules génétiquement modifiées en laboratoire (thérapie ex-vivo). La thérapie génique peut parfois provoquer des réactions immunitaires inattendues ou des effets secondaires, susceptibles de réduire l’efficacité du traitement. Il est donc indispensable de vérifier leur sécurité et la distribution du gène dans l’organisme avant les essais cliniques. Les études dites de biosécurité et de biodistribution permettent d’évaluer ces risques en vérifiant que le traitement ne provoque pas de toxicité, que le matériel génétique introduit reste contrôlé, qu’il ne se disperse pas de manière indésirable et qu’il ne perturbe pas le fonctionnement normal des cellules. Ces évaluations sont réalisées selon des règles strictes définies et sont fortement recommandée par les agences règlementaires européennes ou internationales. Les souris incluses dans ce projet sont immunodéficientes et ne possèdent pas leur propre système immunitaire fonctionnel, ce qui permet d’y implanter des cellules humaines sans rejet. Après transplantation de cellules souches humaine issues de moelle osseuse ou de sang de cordon, ces souris développent progressivement un système immunitaire, reconstituant les différentes sous-population de cellules hématopoïétique humaine. Elles constituent ainsi un modèle essentiel pour observer les effets des thérapies géniques dans un organisme vivant et mieux comprendre les réponses immunitaires associées. Différents modèles de souris immunodéficientes sont employés dans ce projet conçues pour accepter les cellules humaines. Ces modèles permettent d’évaluer la sécurité et l’efficacité des nouvelles thérapies avant leur passage en essais cliniques, contribuant ainsi à garantir la protection future des patients.
Bénéfices attendus
Les études de biosécurité et de biodistribution sont essentielles pour justifier la sécurité et l’efficacité de thérapies géniques avant le passage aux essais cliniques chez l'homme. L’ambition de la plateforme préclinique de l’ART-TG est d’aider, sous forme de prestation ou de collaboration, la progression de thérapies innovantes permettant de répondre à des besoins médicaux inassouvis. Ce laboratoire s'intéresse à développer de traitements ciblés pour des maladies génétiques telles que des déficits immunitaires ou la drépanocytose. Il développe également des traitements du cancer par l'ingénierie du système immunitaire avec des cellules CAR-T. Ces études s'inscrivent dans une médecine personnalisée, avec des effets durables potentiellement curatifs pour des maladies rares ou fréquentes.
Procédures
Le projet comporte au maximum 5 types d'interventions :: Étape 1 : Préparation des souris : Avant de leur greffer des cellules humaines, les souris subissent un traitement spécial pour affaiblir leur moelle osseuse, grâce à un médicament de chimiothérapie utilisé en clinique. Ce traitement est administré en deux injections à 24 heures d’intervalle. Chaque injection dure quelques secondes (< 5s). Étape 2 : Humanisation des souris : les cellules humaines sont injectées dans une veine de la souris. Il y aura qu’une seule injection par qui dure quelques secondes (< 10s). En fonction des groupes, les cellules peuvent avoir été modifiées génétiquement, préalablement au laboratoire. Étape 3 : Traitements génétiques in vivo: Il s'agit d'apporter le matériel génétique dans les cellules déjà greffées chez les souris en injectant des vecteurs dans la veine de la queue des souris, une fois par semaine, pendant 6 semaines. Il y a aura au total 6 injections qui durent quelques secondes chacune (< 10s). Étape 4 : Prélèvements intermédiaires : Comme le processus d’humanisation est long, des échantillons de sang sont prélevés chaque semaine sous anesthésie gazeuse à partir de la 5e semaine. Chaque prélèvement durent quelques dizaines de secondes (< 30s). Cela permet de suivre l’évolution de la greffe en analysant différents paramètres du sang. Étape 5 : Prélèvements finaux : À la fin de l’expérience, un prélèvement de sang (qui dure < 30 s) est réalisé sous anesthésie générale directement dans leur cœur. Ensuite, les souris sont euthanasiées de manière rapide et indolore.
Impact sur les animaux
Il est impossible d’éliminer complètement les risques d’effets secondaires. Les vecteurs utilisés (comme les cellules ou virus modifiés) ou les gènes qu’ils transportent peuvent provoquer des réactions indésirables, notamment l'apparition de tumeurs si le gène s'insère dans une zone oncogénique ou l'insertion perturbe le fonctionnement normal de la cellule.
Devenir
A la fin de la procédure, tous les animaux seront mis à mort pour permettre de les étudier (autopsie, analyse biomoléculaire des tissus).
Remplacement
Pour mettre aux points les vecteurs et les séquences de gènes, l’ensemble des méthodes alternatives à l’expérimentation animale ont été utilisé pour valider les mécanismes et l’approche scientifique de la thérapie (cultures cellulaires, les organoïdes, les modèles informatiques et les systèmes microphysiologiques comme les organes sur puce). Les méthodes alternatives offrent des solutions prometteuses pour réduire l’utilisation d’animaux, mais elles ne peuvent pas encore remplacer totalement l’expérimentation animale en thérapie génique. Leur principale limite réside dans leur incapacité à reproduire la complexité et l’interconnexion des processus biologiques à l’échelle de tout un organisme, ainsi que dans l’étude des effets à long terme ou systémiques des traitements : -Incapacité à reproduire la complexité d’un organisme entier : absence de réponse systémique (interactions entre les organes et systèmes immunitaires, systémiques, nerveux ou endocriniens). -Incapacité à reproduire la distribution du traitement dans les différents organes, les différents compartiments -Manque de modèles pour les interactions génétiques et environnementales. Ces interactions sont difficiles à reproduire dans des systèmes artificiels. A cela, s’ajoute également l’absence de variabilité biologique dans les modèles simplifiés qui génère une compréhension incomplète ou biaisée des effets d’une thérapie génique. -Durée et dynamisme des effets : Les thérapies géniques visent souvent des effets durables ou permanents. Les systèmes alternatifs comme les cultures cellulaires sont généralement limités en durée de vie, ce qui rend difficile l’étude des effets à long terme. Les réponses dynamiques (comme la régulation génétique sur plusieurs jours, semaines ou mois) sont complexes à modéliser in vitro ou par ordinateur. La recherche animale reste donc difficile à substituer totalement dans le cadre de la recherche en thérapie génique pour plusieurs raisons scientifiques, techniques et réglementaires. En effet, la thérapie génique repose sur des vecteurs (souvent des virus modifiés) pour introduire ou modifier du matériel génétique. Les réponses immunitaires ou les effets secondaires imprévus doivent être évalués dans un organisme entier avant d'envisager des essais cliniques sur l'humain. Les animaux permettent d'évaluer les effets hors cible (off-target effects) et les potentiels risques oncogènes dans un cadre biologiquement pertinent.
Réduction
Le projet a été élaboré afin de pouvoir minimiser le nombre d’animaux nécessaires tout en obtenant des résultats fiables et statistiquement significatifs. -Développement des techniques de biologie moléculaire avancées qui permettent de réduire ainsi le besoin d’animaux supplémentaires : des dosages multiplexés (qui permettent de mesurer plusieurs paramètres dans le même échantillon biologique); augmentation de la sensibilité des tests (diminution du volume de sang nécessaire (
Raffinement
Dans le cadre d’une étude de biosécurité portant sur une nouvelle thérapie génique, des mesures de raffinement adaptées aux protocoles expérimentaux ont été mises en place : •Hébergement en isolateur exempt de pathogènes et d’agents opportunistes : les souris étant immunodéficientes, ces conditions permettent d’éviter l’expression de phénotypes délétères. •Enrichissement du milieu : mise à disposition de maisons pour rongeurs (type Smart Home) en papier, de briques à ronger en bois ainsi que de matériaux de nidation (type Sizzle Nest ou Nestlets). •Réalisation des prélèvements sous anesthésie : anesthésie gazeuse pour les prélèvements rétro-orbitaires et injection d’une solution de kétamine et de xylazine pour les ponctions intracardiaques. •Suivi quotidien de l’état des animaux, avec un contrôle du poids pouvant aller jusqu’à trois fois par semaine durant la phase de conditionnement. •Mise en place de points limites adaptés et spécifiques aux procédures expérimentales.
Choix des espèces
Les souris humanisées, générées à partir de souris immunodéficientes, sont des outils précieux en thérapie génique et biosécurité. Leur système immunitaire affaibli permet de greffer durablement des cellules humaines, créant un modèle biologique proche de l'humain. Ces modèles permettent d'étudier les interactions entre vecteurs, gènes insérés et cellules humaines, tout en évaluant les effets secondaires spécifiques, comme les réponses immunitaires indésirables, les tumeurs ou la maladie du greffon contre l’hôte. En reproduisant des mécanismes biologiques humains, elles améliorent la prédictivité des résultats précliniques, renforçant la sécurité et l'efficacité des thérapies innovantes avant les essais cliniques. . Seules des souris femelles jeunes adultes seront utilisées dans ces études car elles permettent une meilleure prise de greffe ce qui fournit des résultats plus fiables donc limitant le nombre d’animaux nécessaires à l’étude.
Performances et sécurité de nouveaux agents d’embolisation artérielle (Modification)
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Pour constituer les dossiers réglementaires d'autorisation de mise sur le marché de nouveaux dispositifs d'embolisation, 47 porcs vont être utilisés, tous tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie sous anesthésie sans réveil. Chaque animal subit une anesthésie générale et une embolisation guidée par imagerie de 30 à 40 minutes, avec pour certains une incision d'un vaisseau du rein provoquant une ischémie rénale douloureuse. Le porteur qualifie le recours à l'animal vivant d'"indispensable" et présente ces données comme exigées par les agences sanitaires. Tous les porcs sont mis à mort pour prélever des organes destinés à l'analyse histologique.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité et la sécurité de nouveaux agents d’embolisation utilisés en radiologie interventionnelle (RI), avant leur application chez les patients. La RI est une spécialité médicale qui associe une technique d’imagerie (rayons X, ultrasons, résonnance magnétique) à un geste mini- invasif pour diagnostiquer et/ou traiter un large éventail de maladies, dont les cancers. L’embolisation est une procédure de radiologie qui consiste à injecter à l’intérieur d’un vaisseau un produit pour l’occlure. Le but visé est, soit d’arrêter un saignement (traumatisme, hémorragie du post-partum, hémoptysie…), soit de dévasculariser un tissu pathologique irrigué par ce vaisseau en le privant d’apport sanguin (fibrome utérin, adénome de la prostate, tumeur hépatique, malformation vasculaire…). De nouveaux matériaux sont actuellement à l’étude pour améliorer les traitements par embolisation. On peut notamment citer les matériaux dégradables, la fonctionnalisation des matériaux ou l’introduction d’adjuvants pour rendre les dispositifs visibles en imagerie ou encore chargeables avec des principes actifs. Tous ces agents d’embolisation sont des dispositifs médicaux implantables pour lesquels la performance et l’innocuité doivent être évalués chez l’animal avant de les utiliser en clinique. Les résultats obtenus seront versés aux dossiers réglementaires pour les demandes d’autorisation de mise sur le marché.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester de futurs produits de santé destinés à une utilisation chez l’homme. La radiologie interventionnelle a révolutionné la pratique de la médecine moderne grâce à l'introduction, au développement et à la validation de thérapies peu invasives, dont beaucoup ont non seulement remplacé des procédures invasives, mais ont également offert de nouvelles solutions diagnostiques et thérapeutiques là où il n'en existait pas auparavant. La radiologie interventionnelle s’inscrit de plus en plus dans les perspectives curatives de maladies cancéreuses, que ce soit par l’efficacité propre de ses méthodes ou dans le cadre de traitements combinés avec d’autres techniques. Ce projet bénéficiera donc directement aux patients, les nouveaux agents d’embolisation testés pourront être appliqués en clinique dès leur sécurité d’utilisation établie selon les bonnes pratiques de laboratoire.
Procédures
Chaque animal sera soumis à une anesthésie générale pendant laquelle une prise de sang et une intervention chirurgicale mini-invasive guidée par l’imagerie (embolisations 30-40 minutes) sera réalisée. Un groupe d'animaux sera mis à mort à l'issue de cette procédure sans réveil de l'anesthésie, un autre groupe sera réveillé et observé quotidiennement, de 1 semaine à 3 mois selon les lots, avant une deuxieme anesthésie générale sans réveil pour un contrôle angiographique et un prélèvement sanguin. MODIFICATION Chez un autre groupe d’animaux, la même chirurgie, avec ajout d’une incision au niveau d’un vaisseau du rein, sera réalisée.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux sans réveil sont liées à l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire. Pour les animaux suivis en post opératoire, le réveil de l’anesthésie peut s’accompagner de nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale. L’intervention chirurgicale par voie endovasculaire est mini invasive, l’embolisation de branches de l’artère rénale induit une ischémie qui peut amener des douleurs et occasionner une perte d’appétit passagère. Les effets indésirables consécutifs à l’accès vasculaire sont un hématome et éventuellement une boiterie.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour prélever des organes à but d'analyses histologiques.
Remplacement
Plusieurs mesures alternatives ont été mises en œuvre en amont des tests in vivo: Lors de l’étape de design du dispositif, les fabricants cherchent les données de biocompatibilité disponibles pour les matériaux utilisés. Ceux dont les effets et les doses toxiques sont connus sont éliminés de la composition de l’implant, afin de réduire le risque d’effets pathologiques locaux. Des tests in vitro de performances ou de cytotoxicité permettent également d’exclure certaines compositions qui ne répondent pas aux spécifications du dispositif, et de diminuer le nombre de prototypes à tester in vivo. Après ces tests préalables sur modèles non-vivants, nous arrivons à un stade de développement des dispositifs où un certain nombre de conditions du vivant ne peuvent être modélisées dans des systèmes in vitro : contact avec le sang, déformation des vaisseaux, réaction tissulaire et dégradation des produits, ré-ouverture des vaisseaux ; cicatrisation, persistance de la fonction rénale… Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue réglementaire pour envisager des essais cliniques chez l’Homme: des essais sur animaux vivants sont exigés par les agences sanitaires pour apporter des données supplémentaires fiables sur le comportement des dispositifs implantables dans les tissus vivants.
Réduction
Tous les moyens ont été mis en œuvre pour réduire le nombre d’animaux, à savoir premiers essais initiés sur modèles alternatifs, progression par étapes avec amélioration et raffinement des dispositifs, détermination des effectifs sur la base des attentes réglementaires, progression par étapes avec amélioration et raffinement des dispositifs. Le nombre total d’animaux est aussi optimisé en traitant les deux reins et en réalisant plusieurs embolisations par coté (tout en maintenant une fonction rénale de 50%).
Raffinement
Toutes les interventions (prise de sang, angiographie, embolisations) se font sous anesthésie générale avec traitement de la douleur. Les animaux sont hébergés en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d'habituation avec douche tiède, promenade et distribution de récompenses permet leur familiarisation et la réalisation des examens cliniques sans contrainte (prise de température, palpation, auscultation...). Une équipe compétente de zootechniciens, vétérinaire et médecins assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins. Une vidéosurveillance 24h/24 permet d'observer les comportements en animalerie et d'intervention rapidement en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. La Structure en charge du bien-être animal accompagne le suivi des animaux. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les études impliquant de la chirurgie en raison de sa grande taille et de ses ressemblances anatomiques avec l'homme. Les similitudes vasculaires (arborescence générale, calibres des vaisseaux, flux sanguins) permettent de reproduire fidèlement chez le porc les scénarios d’administration vasculaire des agents d’embolisation en radiologie interventionnelle, avec des imageurs et matériels identiques à ceux utilisés pour les patients. De jeunes porcs charcutiers, âgés de 3 à 5 mois, seront utilisés. A cet âge les animaux ont atteint une taille suffisante pour réaliser les procédures de cathétérisme et embolisation avec le même matériel que chez l’homme.
Validation du modèle de cathétérisme intrathécal (lombaire et cisterna magna) chez le primate non-humain MODIFICATION
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Pour valider une technique de cathéter destinée aux futures études réglementaires de toxicologie, 15 macaques à longue queue sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal subit la pose chirurgicale d'un cathéter intrathécal sous anesthésie, puis des prélèvements répétés de liquide céphalorachidien sur animal vigile maintenu en contention, jusqu'à six par jour. Le porteur envisage des tremblements, des baisses d'activité et de possibles complications infectieuses, et présente les ponctions sur animal éveillé comme un raffinement limitant le stress. Sur les 15 individus, 6 sont tués et 9 réutilisés dans des expériences ultérieures.
Objectifs
MODIFICATION L’objectif du projet est le développement, ET la validation ET LE RAFFINEMENT DU MODELE DE cathétérisme intrathécal (lombaire et cisterna magna) pour l’administration de candidat médicament chez le primate non-humain. Ce modèle permettra de répondre aux exigences réglementaires dans le cadre de l’évaluation de la sécurité des produits pharmaceutiques utilisant des stratégies thérapeutiques innovantes du système nerveux centrale qui seront injectés par voie intrathécale chez l’homme.
Bénéfices attendus
MODIFICATION La validation du modèle de cathétérisme intrathécal chez le primate non-humain va permettre le développement d’études de toxicologie reglémentaires qui sont nécessaires pour démontrer la sécurité des produits pharmaceutiques en développement avant leur mise sur le marché ou les premiers essais cliniques (notamment pour le développement de thérapie innovante telle que la thérapie génique administrée par voie intrathécale chez l’homme). Le cathétérisme va permettre de réaliser des administrations et/ou prélèvements de LCR (liquide céphalo-rachidien) répétés avec un minimum d’impact sur les animaux (pas d’anesthésie car les animaux seront vigiles et la contention physique minimale). De plus, de part le nombre de prélèvements de LCR possible par animaux (maximum 6 prélèvements en 24h), le modèle de cathétérisme permettra de minimiser le nombre d’animaux par groupe nécessaire à l’évaluation de la sécurité du médicament et de son profil toxicocinétique. L’UTILISATION DU CATHETER PERMET DE REALISER PLUSIEURS ADMINISTRATIONS ET PRELEVEMENTS DE LIQUIDE CEPHALO‑RACHIDIEN (LCR) CHEZ UN MEME ANIMAL, AVEC UN IMPACT LIMITE SUR SON BIEN‑ETRE. LES PRELEVEMENTS SONT REALISES SUR DES ANIMAUX EVEILLES, SANS ANESTHESIE GENERALE ET AVEC UNE CONTENTION PHYSIQUE MINIMALE, CE QUI REDUIT LE STRESS ET LES CONTRAINTES ASSOCIEES AUX PROCEDURES REPETEES. GRACE AU NOMBRE ELEVE DE PRELEVEMENTS POSSIBLES CHEZ UN MEME ANIMAL SUR UNE COURTE PERIODE, CE MODELE PERMET DE LIMITER LE NOMBRE TOTAL D’ANIMAUX NECESSAIRES POUR LES ETUDES. CETTE APPROCHE S’INSCRIT DANS UNE DEMARCHE DE REDUCTION DU NOMBRE D’ANIMAUX UTILISES TOUT EN GARANTISSANT LA QUALITE SCIENTIFIQUE DES DONNEES, CONFORMEMENT AUX PRINCIPES DES 3R (REMPLACER, REDUIRE, RAFFINER). LE PROJET PERMETTRA EGALEMENT D’OPTIMISER LES TECHNIQUES CHIRURGICALES ET LES SOINS ASSOCIES A LA POSE DU CATHETER, AFIN DE RENDRE L’INTERVENTION MOINS INVASIVE ET DE DIMINUER LE RISQUE DE COMPLICATIONS, NOTAMMENT INFECTIEUSES. CES AMELIORATIONS CONTRIBUERONT DIRECTEMENT A RENFORCER LE BIEN‑ETRE DES ANIMAUX TOUT AU LONG DES ETUDES. ENFIN, LA DEFINITION D’UN NOMBRE MAXIMAL DE PRELEVEMENTS COMPATIBLE AVEC L’ABSENCE D’IMPACT CLINIQUE PERMETTRA DE METTRE EN PLACE DES ETUDES DE SECURITE ET DE PHARMACOLOGIE SUR PLUSIEURS JOURS, SANS ALTERATION DE L’ETAT GENERAL DES ANIMAUX. CES RECOMMANDATIONS FAVORISERONT LE DEVELOPPEMENT DE MEDICAMENTS PLUS SURS, TOUT EN GARANTISSANT UNE UTILISATION RESPONSABLE ET ETHIQUE DES ANIMAUX.
Procédures
MODIFICATION Les animaux seront soumis à une chirurgie de mise en place d’un cathéter intrathécal sous anesthésie volatile (après intubation endotrachéale), avec surveillance anesthésique, fluidothérapie et analgésie périopératoires. La durée estimée de la chirurgie est 1H30 environ. Les administrations intrathécales et les prélèvements de LCR seront réalisés sur animal vigile en utilisant un siège à contention adapté, afin de maintenir de bonnes conditions d’asepsie de la peau en regard du port d’accès. La contention sur siège sera d’environ 15-20 min.La procédure chirurgicale et les administrations/prélèvements de LCR peuvent engendrer des atteintes neurocomportementales et de la douleur chez les animaux. Par conséquent, une analgésie préventive, des grilles d’évaluation et des points limites spécifiques seront mis en place afin d’anticiper toute douleur ou détresse chez les animaux. DES SERIES DE PRELEVEMENTS DE LCR SERONT REALISE SUR LES ANIMAUX SUIVANT EN RESPECTANT UN NOMBRE MAXIMAL DE 6 PRELEVEMENTS DE 0.4 ML (0.2 ML DE PRELEVEMENT UTILISE ET 0.2 ML DE VOLUME MORT) EN 24H ET DE 9 PRELEVEMENTS SUR 7 JOURS.
Impact sur les animaux
MODIFICATION La procédure chirurgicale et les administrations/prélèvements de LCR peuvent engendrer des SIGNES NEUROLOGIQUES (INCLUANT NOTAMMENT DES TREMBLEMENTS ET DES BAISSES D’ACTIVITE), DU STRESS LORS DE L’HEBERGEMENT INDIVIDUEL POST CHIRURGICAL (PENDANT 24H), UNE PERTE D’EQUILIBRE/DEFAUT DE VIGILANCE AU REVEIL D’ANESTHESIE, UNE BAISSE D’ACTIVITE LIE AU DEFICIT EVENTUEL EN LCR, UN DOULEUR/INFLAMMATION AU SITE CHIRURGICAL ENTRAINANT DEMANGEAISON ET DE LA DOULEUR CHEZ LES ANIMAUX. DE PLUS DES COMPLICATIONS INFECTIEUSES POST-OPERATOIRE PEUVENT EGALEMENT SURVENIR.
Devenir
MODIFICATION Actuellement, il n’existe pas d’alternative non animal permettant d’évaluer la sécurité et la toxicité (notamment systémique et neurocomportementale) des futurs candidats médicaments dans le cadre du développement de thérapie innovante, tel que la thérapie génique. IL N’EXISTE PAS DE METHODE NON ANIMALE PERMETTANT DE REPRODUIRE L'ENSEMBLES DES CONDITIONS EXPERIMENTALES (HEBERGEMENT, COMPORTEMENT DE L'ANIMAL) ET DE VALIDER QUE LES CHANGEMENTS OPERES DANS LA TECHNIQUE CHIRURGICALE ET LES SOINS PERIOPERATOIRES SONT BIEN TOLERES ET N'ENTRAINENT PAS DE COMPLICATION INFECTIEUSE. Le macaque Cynomolgus est un modèle animal phylogénétiquement proche de l'Homme et avec de grande similitude permettant le développement de candidats-médicaments et/ou de formulations innovantes dans les études de toxicologie. L’utilisation de ce modèle permettra de répondre aux exigences réglementaires permettant de démontrer la sécurité des produits pharmaceutiques en développement avant leur mise sur le marché ou les premiers essais cliniques.
Remplacement
MODIFICATION Actuellement, il n’existe pas d’alternative non animal permettant d’évaluer la sécurité et la toxicité (notamment systémique et neurocomportementale) des futurs candidats médicaments dans le cadre du développement de thérapie innovante, tel que la thérapie génique. IL N’EXISTE PAS DE METHODE NON ANIMALE PERMETTANT DE REPRODUIRE L'ENSEMBLES DES CONDITIONS EXPERIMENTALES (HEBERGEMENT, COMPORTEMENT DE L'ANIMAL) ET DE VALIDER QUE LES CHANGEMENTS OPERES DANS LA TECHNIQUE CHIRURGICALE ET LES SOINS PERIOPERATOIRES SONT BIEN TOLERES ET N'ENTRAINENT PAS DE COMPLICATION INFECTIEUSE. Le macaque Cynomolgus est un modèle animal phylogénétiquement proche de l'Homme et avec de grande similitude permettant le développement de candidats-médicaments et/ou de formulations innovantes dans les études de toxicologie. L’utilisation de ce modèle permettra de répondre aux exigences réglementaires permettant de démontrer la sécurité des produits pharmaceutiques en développement avant leur mise sur le marché ou les premiers essais cliniques.
Réduction
MODIFICATION Le nombre d’animaux dans ce projet a été défini sur la base du nombre minimum d’animaux requis dans les études réglementaires de toxicologie. 3 animaux par type de procédure chirurgicale (implantation du cathéter en zone lombaire ou cisterna magna) correspondent au nombre minimum avec le meilleur compromis entre pertinence scientifique et puissance statistique dans les études de toxicologie, et est suffisant pour la validation du modèle. 6 ANIMAUX CORRESPOND AU NOMBRE MINIMUM ET SUFFISANT AFIN DE VALIDER LA PROCEDURE CHIRURGICALE/PRELEVEMENT. 3 ANIMAUX CORRESPOND AU NOMBRE MINIMUM ET SUFFISANT AFIN DE DEFINIR DES RECOMMANDATIONS ETHIQUES POUR LE NOMBRE DE PRELEVEMENTS DE LCR MAXIMALES PAR JOUR/SEMAINE N’AYANT AUCUN IMPACT CLINIQUE SUR LES ANIMAUX MAIS EGALEMENT DE S’ASSURER QUE LES PONCTIONS REPETEES DE L’AIGUILLE DANS LE PORT D’ACCES N’ENTRAINENT PAS DE COMPLICATIONS INFECTIEUSES. CE PROJET VISE A VALIDER UN MODELE DE CATHETERISME INTRATHECALE PERMETTANT DE REALISER PLUSIEURS PRELEVEMENTS DE LIQUIDE CEPHALO RACHIDIEN CHEZ UN MEME PRIMATE NON HUMAIN. CETTE APPROCHE REDUIT SIGNIFICATIVEMENT LE NOMBRE D’ANIMAUX NECESSAIRES AUX ETUDES DE SECURITE, EN EVITANT LA MULTIPLICATION DES GROUPES EXPERIMENTAUX. ELLE S’INSCRIT PLEINEMENT DANS LE PRINCIPE DE REDUCTION DES 3R, TOUT EN GARANTISSANT LA QUALITE SCIENTIFIQUE DES DONNEES.
Raffinement
MODIFICATION Dans le cadre de développement de la technique chirurgicale, un suivi postopératoire sera réalisé (observation clinique et du site d’implantation de manière quotidienne) et des analgésiques sont administrés en per et postopératoire. L’implantation du cathéter sera réalisée sous anesthésie générale volatile (après intubation endotrachéale) avec surveillance anesthésique et fluidothérapie. UNE OBSERVATION CLINIQUE A MINIMA QUOTIDIENNE SERA REALISEE (OU PLUS FREQUEMMENT SI L’ETAT DES ANIMAUX LE NECESSITE) DURANT TOUTE LA DUREE DU PROJET. LE POIDS ET LA TEMPERATURE CORPORELLE DES ANIMAUX SERA EGALEMENT SUIVI DE MANIERE HEBDOMADAIRE A BIHEBDOMADAIRE DURANT TOUTE LA DUREE DU PROJET. DE PLUS, DES ANALYSES CYTOLOGIQUES ET BACTERIOLOGIQUES SERONT MIS EN PLACE AFIN DE DETECTER DE MANIERE PRECOCE D’EVENTUELLES COMPLICATIONS INFECTIEUSES POST CHIRURGICALE OU POST PRELEVEMENT DE LCR ET AINSI ANTICIPER TOUTE DOULEUR OU DETRESSE CHEZ LES ANIMAUX. UNE ANALGESIE/ANTI-INFLAMMATOIRE PREVENTIVE SERA MIS EN PLACE AFIN DE PREVENIR TOUTE DOULEUR OU DETRESSE CHEZ LES ANIMAUX. DES SOINS LOCAUX ET DE L’ANTIBIOPROPHYLAXIE ET ANTIBIOTHERAPIE SERONT MIS EN PLACE AFIN D’EVITER TOUT RISQUE D’INFECTION. DES POINTS LIMITES SPECIFIQUES PRENANT EN COMPTE L’ETAT CLINIQUE ET LE COMPORTEMENT DES ANIMAUX SERONT DEFINIS. En raison du potentiel impact des procédures, une évaluation neurocomportementale sera réalisée à deux occasions après chaque administration ou prélèvement de LCR.
Choix des espèces
Le macaque cynomolgus est un modèle animal phylogénétiquement proche de l'Homme et présente une grande similitude avec l'Homme permettant le développement de candidats-médicaments et/ou de formulations innovantes dans les études de toxicologie. Or, le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le domaine du système nerveux central (SNC) nécessite l’utilisation de voie d’administration spécifique tel que la voie intrathécale. De nombreuses nouvelles stratégies thérapeutiques actuelles du SNC nécessite une homologie phylogénétique ou transcriptomique importante avec l’Homme afin d’évaluer les propriétés pharmacodynamiques du produit mais également les potentiels effets toxiques. Par conséquent, l’utilisation de modèle alternatif non-rongeur (tel que porc et le chien) est inappropriée. La validation du modèle de cathétérisme intrathécale chez le primate non-humain est donc justifié car il permettra l’évaluation préclinique de nouvelle stratégie thérapeutique pour le SNC. Animaux jeunes adultes/adultes mis à disposition par l’établissement utilisateur et représentatifs du stade de développement des animaux utilisés dans des expérimentations ultérieures. Animaux jeunes adultes/adultes mis à disposition par l’établissement utilisateur et représentatifs du stade de développement des animaux utilisés dans des expérimentations ultérieures.
Étude de la biodistribution et tolérance de polymères pour la décontamination selon deux voies d’administration : orale et intranasale
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Motivé par le risque d'attaques radioactives et de bombes sales, ce projet utilise 276 souris saines dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles reçoivent des polymères décontaminants par gavage ou par voie intranasale, de une à cinq fois, pour suivre où ces molécules se répartissent dans l'organisme. Le gavage, introduction d'un tube dans l'œsophage, peut provoquer stress et douleur, et les anesthésies répétées pour l'imagerie ajoutent une source de stress. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative, les études in vitro ne reproduisant pas selon lui la complexité de l'environnement digestif ou nasal.
Objectifs
Depuis quelques années, nous observons une montée des risques de radio contaminations. Ces risques proviennent à la fois du contexte géopolitique (conflit nucléaire), de l’augmentation des attaques terroristes (utilisation de bombes sales en raison d’un accès facilité à de nombreuses sources) mais aussi du développement et du renouvellement des parcs nucléaires. Les réponses disponibles aux attaques radioactives sont à ce jour basées sur des technologies anciennes qui nécessitent d’être améliorées et perfectionnées. Lors de contaminations radionucléaires, trois voies d’entrées peuvent être utilisées : la voie orale en cas d’ingestion, l’inhalation et enfin la voie cutanée. Le passage dans le sang de ses éléments radioactifs libres conduit à leur bioaccumulation dans le foie, les reins, les os ou encore la thyroïde. Les traitements aujourd’hui disponibles tels que le Succimer (DMSA), le Dimercaprol (BAL) ou l’Iodure de Potassium lient un nombre limité de métaux lourds, présentent des limites et des effets indésirables. Dans ce contexte, nous avons développés de nouvelles formulations pour la décontamination pour administration orale et nasale pour la prévention et le traitement à large spectre en cas d’incidents nucléaires. Le but de ce projet est d’évaluer la biodistribution des formulations décontaminantes après administration orale et intranasale.
Bénéfices attendus
Le projet vise à étudier la biodistribution d’un médicament radio décontaminant après prise orale ou par voie nasale. Les bénéfices attendus de ce projet sont de démontrer que le médicament à une rétention local du polymère suite aux deux modes d’administration et une absence de passage systémique. Également, ce projet permet de démontrer que la prise simple ou multiple du polymère n’induit pas d’effet iatrogène chez la souris. A la suite de cela, des études plus poussées pourront être envisagées afin de valider l’efficacité des formulations décontaminantes. Enfin, ce nouveau système pourrait être appliqué aux situations de contamination par des métaux lourds, en particulier dans le secteur agroalimentaire, lesquelles représentent un enjeu important de santé publique.
Procédures
Les formulation seront administrées entre 1 et 5 fois par gavage ou 1 et 5 fois par voie intranasale. On estime que la procédure de gavage sera d’environ 30 secondes par souris. Et l’administration intranasale est d’environ 5 min par souris.
Impact sur les animaux
Le traitement des souris par gavage (introduction d’un tube dans la gorge) peut causer du stress, des douleurs au niveau de l’œsophage. Enfin, le suivi du poids des souris est aussi une autre source potentielle de stress pour elles. L’anesthésie répétées pour l’acquisition d’image totale de la souris peut aussi induire du stress.
Devenir
Après chaque procédure, toutes les souris seront mises à mort pour permettre le prélèvement des tissus et l’analyse de ceux-ci post mortem.
Remplacement
Il n'existe pas de méthodes alternatives pour remplacer le présent projet. Des études in vitro ont déjà été réalisées mais ne permettent pas de reproduire toutes les conditions représentant la complexité d'un environnement digestif ou intranasal. Le modèle animal est donc nécessaire pour évaluer la biodistribution du polymère au cours dans le temps. Ces études auront lieu uniquement sur souris saines.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé sur la base de la variabilité interindividuelle connue des études de biodistribution, ainsi que de l’expérience antérieure du laboratoire sur ce type de manipulations. Le nombre d’animaux par groupe est en accord avec les effectifs classiquement rapportés dans la littérature pour des études de biodistribution. Le nombre d’animaux nécessaire a été déterminé au minimum mais néanmoins suffisant pour pouvoir réaliser une analyse statistique pertinente.
Raffinement
Afin d’augmenter la tolérance à l’administration orale par gavage pour la souris, nous utiliserons une canule trempée dans une solution appétissante pour la souris, par exemple une eau sucrée. Des visites journalières des souris seront effectuées pour détecter la souffrance, la douleur et le stress des animaux. Les souris seront observées quotidiennement pendant chaque pesée afin de détecter l’éventuelle apparition de signes de souffrance (points limites). Un traitement anti-douleur sera administrée par voie sous-cutanée dès lors un signe de souffrance détecté
Choix des espèces
Des souris mâles et femelles (répartition 50/50) seront utilisées pour toutes les procédures du projet afin de se rapprocher des caractéristiques générales de la population.
Etudes de toxicologie, tolérance locale, pharmacocinétique et pharmacologie chez le chien
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
2 688 chiens vont être utilisés pour des études réglementaires de toxicologie, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal reçoit un candidat médicament de façon unique ou répétée, subit des prélèvements de sang, parfois la pose de cathéters ou d'implants enregistrant ses paramètres physiologiques, et des effets toxiques légers à modérés sont attendus. La plupart seront tués pour l'examen de leurs organes exigé par la réglementation, 200 réutilisés dans d'autres études, une dizaine renvoyés à l'élevage et une vingtaine placés. Ces essais sur le chien sont présentés comme une obligation réglementaire avant tout passage à l'humain.
Objectifs
La réalisation d’études de toxicologie (générale, de reproduction, juvénile, de pharmacologie de sécurité) est une obligation réglementaire avant de réaliser des essais cliniques avec un médicament à visée humaine ou pour obtenir une Autorisation de Mise sur le Marché pour les dispositifs médicaux, médicament vétérinaire ou produit chimique. Ces études consistent à administrer le candidat médicament de manière unique ou répétée, puis de réaliser des observations régulières des animaux incluant des pesées corporelles, un suivi des paramètres sanguins ou urinaires, une évaluation des fonctions respiratoires, musculaires et cardiovasculaires. Ces études permettront d’accéder aux essais cliniques afin de confirmer la sécurité et l’efficacité du produit, mais aussi de choisir ou ajuster de manière raisonnée les doses et les protocoles d’études réglementaires avant les essais chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Les études de toxicologie dans lesquelles un candidat médicament est évalué, sont réglementairement requises par les lignes directrices Européennes et Internationales. Elles représentent une étape essentielle avant de réaliser des essais cliniques sur un médicament humain (d’abord sur des volontaires sains, puis sur des patients à moyen et long terme) ou pour l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché (dispositifs médicaux, médicament vétérinaire, produit chimique). Pour les médicaments (humains et vétérinaires) et dispositifs médicaux, ces études sont des pré-requis indispensables aux essais cliniques. Elles visent à définir la toxicité ou la tolérabilité des produits à tester et donc de rendre les essais cliniques plus sûres pour les patients ou volontaires participants à l'essai. Les résultats récoltés permettent aussi de définir le niveau de dose (marge de sécurité) pour la première administration à l’homme ou l’animal (dans le cadre de médicament vétérinaire). Ces études incluent des évaluations toxicocinétiques pour déterminer les taux d’exposition entrainant une toxicité. Ce projet permettra également d’évaluer la sécurité des molécules chimiques dans l’intérêt de la santé ou du bien-être de l’homme ou de l’animal comme demandé par la loi et par les lignes directrices Européennes. Ce projet permettra donc d’avancer dans le développement des solutions thérapeutiques, prophylactiques ou diagnostiques innovantes pour le traitement de certaines maladies chez l’homme, les animaux ou les plantes et de contribuer à l’évaluation de la sécurité des produits chimiques.
Procédures
Ces études consistent en administration unique ou répétée du produit à tester. La fréquence de ces administrations varie en fonction du produit (par exemple 1 fois par jour, 1 fois par semaine). La durée des administrations est généralement rapide quelques secondes à quelques minutes, pour les administrations orales, sous-cutanée ou intraveineuse en bolus. Les administrations peuvent être faite avec échoguidage si nécéssaire. Elles peuvent parfois être plus longue pour les perfusions (de plusieurs minutes à continue). Les administrations sont suivies d’observations régulières des animaux (plusieurs fois par jours), pesées corporelles (généralement de 1 fois par jour à 1 fois par semaine), évaluation des effets sur les paramètres sanguins ou urinaires (généralement 1 à 4 fois par étude), sur le développement neurocomportemental, squelettique et des fonctions reproductives, évaluation des fonctions respiratoires et cardiovasculaires et histopathologique. Les techniques engendrant le moins d’inconfort ou sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les autres techniques ou procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie avec le cas échéant un protocole d’analgésie adapté. Le nombre et la durée des interventions sont adaptés en fonction de l'utilisation clinique, de la durée d'étude, de la cinétique d'exposition, des effets attendus et sont définis dans le plan d'étude. A la fin de l’étude, les animaux seront euthanasiés pour examen macroscopique, pesée des organes et collecte des organes/tissus pour analyse microscopique.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux peuvent être les suivantes : - Stress, inconfort ou douleur brève, n’excédant pas quelques minutes, lors des procédures d’administration, de prélèvement de sang ou de pose de cathéter - Stress, ou inconfort lié à à l'enregistrement de certains paramètres physiologiques (ECG, BP par exemple) ou certaines administrations nécessitant le placement en hamac ou le port d’un gilet contenant une pompe ou des dispositifs d’enregistrement, ou la mise en place d'électrodes ou de brassards. Modification ponctuelle et de courte durée du cycle nycthémèral lorsque des actes d’études (prise de sang pour de la bioanalyse, par exemple) doivent se faire pendant la période nocturne - Pour des cas exceptionnels, stress, inconfort lié à la mise dans un compartiment individuel pour une durée maximum de 16 h pour recueil d’urines/fèces - Douleur légère à modérée en post-opératoire (quelques jours) pour la pose des cathéters ou d’implants de capteurs collectant des données physiologiques (par exemple pression artérielle, ventriculaire, pleurale, ECG, EMG ou autres) - Effets toxicologiques ou pharmacologiques légers à modérés dus à l’administration des médicaments ou produits chimiques à tester (perte de poids, léthargie, excitation, baisse en consommation de nourriture, tremblements, irritation ou inflammation locale au site d’administration…). Des points limites précoces adaptés sont mis en place selon la typologie d’etude et la classe du produit à tester afin d’eviter une prolongation inutile des effets observés. En cas d’atteinte de ces points limites, des mesures seront rapidement prises pour limiter la souffrance (mise en place d’un traitement analgésique, diminution de la dose testée, suspension de la procédure ou euthanasie).
Devenir
En accord avec le plan d’étude, les animaux pourront être : 1) euthanasiés en fin d’expérimentation en vue d’examen et de prélèvements d’organes ou tissus (examens macroscopiques, microscopiques et/ou squelettiques) tels que requis par la réglementation pour la détermination des organes cibles ; 2) gardés en vie et retournent en zone d’hébergement hors étude suite après avis vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies ; 3) replacés en accord avec la structure en charge du bien-être animal et les vétérinaires ; 4) hébergés en attente d’inclusion en étude qui sera conditionnée par un examen vétérinaire favorable.
Remplacement
Il n’existe actuellement pas d’alternatives à l’utilisation d’animaux permettant de déterminer la toxicité de substances suite à une exposition systémique. Il est nécessaire d’avoir accès à un modèle expérimental, tel que le chien, pouvant mimer au mieux les interactions biologiques et physiologiques complexes observés chez l’Homme. L'utilisation du chien répond aux exigences réglementaires pour la réalisation d'études précliniques. Le choix du chien est fait en fonction des données de pharmacocinétiques, de métabolisme et de pharmacodynamiques disponibles ainsi qu’en fonction des similitudes entre l’homme et l’animal. Pour les produits à usage vétérinaire administré chez le chien, on choisira et utilisera cette espèce cible. De plus, dans ces études, un relevé des signes cliniques et un suivi des paramètres sanguins et une observation microscopiques des organes post-mortem sont requis ce qui serait impossible à faire via des méthodes alternatives. Il est donc nécessaire d’avoir accès à l’animal dans son intégralité pour évaluer les effets du produit.
Réduction
Le nombre d’animaux pour les études réglementaires est défini dans les lignes directrices internationales applicables. Ce nombre est adapté selon le nombre de produits testés, le nombre de doses testées et de la présence ou non d’une période de réversibilité (effet à long terme). Pour les études préliminaires, le nombre d’animaux par lot est réduit au minimum permettant d’obtenir des résultats exploitables et en tenant compte des objectifs de l’étude, du nombre de doses testées et du nombre de produits. Le nombre d’animaux est revu par le Directeur d’étude et est mentionné dans le plan d’étude.
Raffinement
Pour améliorer leur bien-être, les chiens seront hébergés en groupes sociaux sauf incompatibilité avec la procédure expérimentale ou incompatibilité comportementale. Les chiens seront hébergés dans des boxes équipés de planchette de repos et ont à disposition des jouets (dont le renouvellement est effectué régulièrement). Pour se défouler, les chiens bénéficient d’un temps d’activité/exercice dans une zone dédiée plusieurs fois par semaine. Les techniques engendrant le moins d’inconfort ou sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les actes pouvant engendrer du stress ou de l’inconfort seront réduits au minimum nécessaire (fréquence et durée) et seront réalisés sous anesthésie avec un protocole analgésique adapté le cas échéant. Les animaux seront observés au moins 1 fois par jour (incluant les week ends et jours fériés) afin de permettre la détection rapide de signes cliniques par un personnel d’étude formé et d’agir au plus vite pour limiter toute souffrance ou douleur. En cas de signes cliniques ayant un impact sur le bien-être animal, des mesures rapides et appropriées seront prises par le vétérinaire (mise en place d’un traitement médical, interruption des administrations, réduction de la dose testée par exemple, euthanasie si nécessaire).
Choix des espèces
Il s’agit d’une justification réglementaire. En effet, le chien est une espèce non-rongeur acceptée par les agences réglementaires. Le choix de cette espèce répond à des critères scientifiques précis telles que des données de pharmacocinétiques, de métabolisme et de pharmacodynamiques disponibles mais aussi en fonction des similitudes entre l’Homme et l’animal. De la naissance à adulte mature. En fonction du type d’étude, de la population visée (ou animaux visés si médicament vétérinaire), l’âge le plus adéquat sera choisi.
Evaluation de la tolérance et de la sécurité d’un candidat médicament pour le traitement de la mucopolysaccharidose de type IIIA (MPS IIIA), syndrome de Sanfilippo de type A sur le modèle murin transgénique SGSHD31N x hTfR1
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Ces études répondent à une obligation réglementaire avant le premier essai chez l'enfant: 2 708 souris transgéniques du syndrome de Sanfilippo vont être utilisées, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent chaque semaine, pendant quatre à vingt-six semaines, un candidat médicament par voie intraveineuse, précédé d'un antihistaminique contre les réactions allergiques. Les souris porteuses de la mutation seront tuées pour l'examen de leurs organes exigé par la réglementation. Plus de deux mille autres, hétérozygotes ou non mutées, seront réutilisées pour entraîner le personnel aux gestes expérimentaux.
Objectifs
L’objectif de ce projet est la réalisation des études réglementaires non cliniques nécessaires pour permettre la première administration à l’homme du candidat médicament pour le traitement d’une maladie génétique sans traitement actuellement et touchant les jeunes enfants, la mucopolysaccharidose MPSIII de type IIIA ou syndrome de Sanfilippo. Cette maladie provoque une neurodégénérescence progressive, chez les jeunes enfants, avec complications neurologiques sévères, perte de la mobilité et de la communication et une espérance de vie réduite (adolescence ou début d’âge adulte. Ce projet sera conduit sur le modèle de souris transgénique Sgsh D31N x hTfR afin de répliquer les caractéristiques physiopathologiques de la maladie. Des études preuves de concept ont déjà été réalisées chez le laboratoire développant le candidat médicament et les résultats concluant permettent d’avancer dans les étapes suivantes de développement Les études de ce projet permettront d’avoir les données de sécurité suffisantes pour démarrer les premiers essais cliniques chez les jeunes enfantsdés l’âge de 2 ans.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont : - la détermination de la tolérance et de la sécurité du candidat médicament dans l’espèce rongeur transgénique la plus adaptée. - l'obtention de l'autorisation d'essai clinique et la réalisation d'essai clinique chez le patient dés l’âge de 2 ans avec le maximum de sécurité pour les personnes incluses - à long terme la disponibilité pour les patients d’un médicament pour le traitement de la MPSIII ou syndrome de Sanfilippo, maladie génétique avec espérance de vie courte, très invalidante et sans traitement actuellement en dehors de traitements symptomatiques
Procédures
Ces études consistent en l’administration hebdomadaire pendant 4 à 26 semaines, du candidat médicament. L’administration est une injection bolus, donc rapide, dans la veine de la queue qui ne nécessite pas d’anesthésie préalable. Les animaux recevront une injection (courte intraveineuse ou sous cutanée) d’un antihistaminique préalablement à chaque traitement pour limiter le risque de réactions allergique. Des prélèvements de sang seront réalisés pour dosage des concentrations et recherche d’anticorps, 2 à 3 occasions par étude. Les animaux pourront subir des anesthésies de quelques minutes et réveil d’anesthésie (incoordination) lors des prélèvements de sang réalisés sous anesthésie. Des test neuro comportementaux (incluant mais non limités aux tests d’apprentissage et mémoire, sensoriales [ex: auditif], activité locomotrice et batterie d’observations fonctionnelles [FOB]) peuvent être réalisé (durée du test de quelques minutes à 1 heure).
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux peuvent être les suivantes: - Stress, inconfort ou douleur brève, n’excédant pas quelques minutes, lors des procédures d’administration, de prélèvement de sang (pouvant être réalisée sous anesthésie) ou lors des tests de maturation sexuelle et/ou frottis vaginaux. Des effets liés au modèle spécifique de cette souche de souris transgénique et pouvant arriver potentiellement avec l’âge, principalement neurocomportementaux, seront surveillés par les vétérinaires. Effets toxicologiques ou pharmacologiques légers à modérés dus à l’administration du candidat médicament (perte de poids, baisse d’activité, excitation, baisse en consommation de nourriture, tremblements, irritation ou inflammation locale au site d’administration…). Stress lors de changement d’environnement, confrontation à une situation inconnue et modification des conditions de luminosité (obscurité partielle ou totale avec utilisation possible d’une lumière rouge) et de température lors d’évaluations neurocomportementales. Des signes d’hypersensibilité possible notés dans les études préalables chez le sponsor et si confirmés dans les études en cours seront prises en charges par l’administration préalable systématique d’un antihistaminique.
Devenir
Les animaux homozygotes mutés seront euthanasiés en fin d’expérimentation en vue d’examens et de prélèvements d’organes, de sang ou de tissus, tels que requis par la réglementation pour la détermination des organes cibles. Les animaux hétérozygotes ou Wild Types pourront être éventuellement réutilisés dans un autre projet pour la formation du personnel aux procédures expérimentales.
Remplacement
A ce jour, il n’existe pas d’alternatives à l’utilisation d’animaux qui permettent de déterminer la toxicité de substances sur un organisme entier, ni de déterminer sa distribution et la dose sans effet adverse. Dans ces études sur les animaux adultes ou juvéniles, un relevé de poids, des signes cliniques et observation spécifique du développement d’animaux jeunes est requise par les lignes directrices en vigueur (ICH S11), ainsi que l’examen histologique complet des animaux en fin d’étude et en relation avec leur exposition dans le sang (ICH M3 (R2) et ICH S6) et dans le cerveau. Il est donc nécessaire d’avoir accès à l’animal dans son entièreté, pour évaluer l’ensemble des paramètres demandés par les guidelines.
Réduction
Le nombre d’animaux par lot est établi au plus juste afin d’obtenir des résultats exploitables et en tenant compte des recommandations des lignes directrices en vigueur, des objectifs de l’étude, de la spécificité de la souche qui va demander 2 groupes contrôle dans les études chroniques pour obtenir une quantité de données suffisante pour l’évaluation des groupes traités (demande FDA). La possibilité de réaliser l’étude chronique 26 semaines en démarrant sur des animaux juvéniles de 3 semaines d’âge, permet d’éviter de dupliquer deux études chroniques et de limiter ainsi le nombre d’animaux dans le programme. La possibilité de livrer les animaux juvéniles homozygote sera privilégiée et le process sera validé dans l’étude préliminaire. Ceci permettra de laisser à disposition de l’éleveur les animaux hétérozygotes pour continuer leur phase d’amplification. L’option de la livraison de la portée entière ne sera utilisée qu’en cas de retard des résultats génétique, afin de ne pas perdre la portée entière. Le nombre d’animaux utilisés pourra donc être nettement réduit et l’élevage optimisé.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des cages sur fond plastique et sur de la litière avec un enrichissement adapté (par exemple : papier kraft, mouchoirs, tunnel, …). Le traitement des animaux par voie intraveineuse engendre peu de stress ou d’inconfort et sur une durée la plus courte possible (quelques secondes). La fréquence de traitement hebdomadaire est limitée. Les animaux sont observés au moins 1 fois par jour (incluant le week-end) afin de permettre la détection rapide de signes cliniques et d’agir au plus vite pour limiter toute souffrance ou douleur inutile. Une observation minimum sera faite les jours de traitement Une information spécifique sera apportée aux techniciens et sur le modèle pathologique pour identifier les signes liés au modèle et faire un suivi adapté. Un examen vétérinaire adapté à réception des animaux et à une fréquence régulière pourra être mis en place, compte-tenu du modèle pathologique spécifique. En cas de signes cliniques ayant des répercussions importantes sur le bien-être animal, des mesures rapides et appropriées seront prises par le vétérinaire. Les femelles seront hébergées socialisées. Au sevrage, les males seront hébergés isolément selon les procédures en vigueur, avec ajout de balles de bois comme enrichissement Afin de limiter les nuisances pour les animaux en cas de réaction d'hypersensibilité qui ont été reportées occasionnellement dans le laboratoire ayant effectué des études de pharmacologie, une administration préalable d'anti-histaminique pourra être réalisée . Le volume d’administration et de prélèvement de sang de cette étude se basent sur les recommandations éthiques.
Choix des espèces
Le rongeur est une espèce acceptée par les agences réglementaires. La sélection de la souche de souris transgénique du modèle exprimant le gène déficient permet d’avoir le modèle pharmacologique le plus adapté et proche de l’homme pour répondre aux objectifs d’évaluation de la sécurité. L’âge des animaux au démarrage des études permettra de couvrir le traitement des patients dès l’âge de 2 ans.
Immunisations de lamas
- Production de routine
- Tests réglementaires
Maintenus en vie à l'issue, 30 lamas sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, cas rare où les animaux ne sont pas tués. Chacun reçoit quatre à six injections d'antigènes avec adjuvant, des contentions au couloir et des prises de sang, pour produire des anticorps de petite taille recherchés en biotechnologie. Les réactions attendues vont de l'inflammation locale à une fièvre et une fatigue passagères. Un même lama peut enchaîner trois séries d'immunisation au cours de sa vie, avec six mois de repos entre chacune.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de produire des petites molécules naturelles de défense très précises, appelées anticorps, en vaccinant des lamas avec des cibles, appelées antigènes, liées à la maladie d’intérêt. Les lamas fabriquent un type particulier d’anticorps, plus petits et plus stables que ceux des autres animaux. Grâce à leur taille réduite, ils peuvent atteindre des zones difficiles d’accès dans l’organisme tel que le système nerveux central. Ils sont déjà utilisés dans le domaine de la biotechnologie et constituent une avancée importante pour la médecine. Ce travail permettra de développer de nouveaux outils pour le diagnostic et le traitement de certaines maladies, avec des retombées potentielles pour la santé publique. Les lamas recevront des injections contenant les cibles afin d’activer leur système immunitaire. Des prises de sang seront réalisées régulièrement pour suivre la réaction de l’organisme et récupérer les anticorps produits.
Bénéfices attendus
Les Camélidés, espèce à laquelle appartiennent les lamas, ont une caractéristique unique qui consiste à produire des anticorps spéciaux beaucoup plus petits que les anticorps classiques. Leur taille et leur stabilité leur permettent d’atteindre des zones difficiles, de résister à des conditions extrêmes et d’être faciles à produire. Grâce à ces qualités, ils sont utilisés en thérapie, diagnostic et biotechnologie, ouvrant la voie à des avancées majeures en médecine et en recherche.
Procédures
La vaccination consiste en 4 à 6 injections de la cible espacées de 7 à 14 jours. Une prise de sang est réalisée en début et milieu de vaccination afin d’évaluer l’activation du système immunitaire des lamas. En fin de vaccination, un prélèvement final est réalisé afin de récolter les anticorps produits. Tous les gestes sont réalisés sur animal vigile et immobilisé dans un couloir de contention à l’aide d’un licol par du personnel compétant. La durée totale d’une vaccination est de 40 ou 43 jours.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues chez les lamas suite à des injections d’antigènes avec adjuvant sont principalement des réactions locales au site d’injection (légère inflammation, induration, douleur transitoire), plus rarement des effets systémiques légers tels qu’une légère fièvre (n’excédant pas 40°C) ou une fatigue passagère (activité et/ou réactivité ralenties par rapport au reste du troupeau). Lors des prélèvements sanguins, les animaux peuvent ressentir une douleur brève au moment de l’insertion de l’aiguille. Bien qu’un travail d’habituation et de conditionnement soit réalisé avec les lamas, le stress lié à la contention est également possible. Pour réduire ces nuisances, la procédure prévoit une manipulation douce par du personnel expérimenté, l’utilisation d’aiguilles adaptées et la surveillance clinique régulière.
Devenir
À l’issue du projet, tous les animaux seront maintenus en vie. En fin de programme d’immunisation un examen vétérinaire est réalisé pour vérifier l’état de santé complet de l’animal après l’enchaînement des injections et s’assurer qu’aucune nuisance ou complication anormale n’est survenue.
Remplacement
Les lamas ont la particularité de produire des molécules de défenses, appelées anticorps, de très petite taille. On peut fabriquer des anticorps en laboratoire, mais ces méthodes ne reproduisent pas la variété et la qualité obtenues naturellement. Pour avoir des anticorps très spécifiques et efficaces, il faut vacciner l’animal, car cela déclenche une vraie activation du système immunitaire. C’est pourquoi l’utilisation des animaux reste nécessaire : il n’existe pas d’alternative équivalente pour obtenir des résultats fiables et utiles en recherche et en médecine.
Réduction
Le nombre de séries de vaccination est estimé à 8 par an soit 40 sur 5 ans. Deux lamas sont utilisés par série. Au cours de sa vie, un même animal peut intégrer 3 séries d’immunisation en respectant un repos de 6 mois minimum entre 2 séries, de ce fait 30 lamas seront nécessaires.
Raffinement
Le projet intègre plusieurs mesures pour réduire la douleur, le stress et l’inconfort des animaux tout en garantissant la qualité scientifique des résultats. Les animaux seront choisis pour leur docilité et leur aptitude à la manipulation, afin de réduire le stress lors des procédures. Un contrôle de l’état de santé des animaux est réalisé avant immunisation afin de s’assurer qu’ils sont aptes à subir des injections et des prélèvements sanguins. Un examen vétérinaire en fin de programme d’immunisation est réalisé pour vérifier l’état de santé complet de l’animal après l’enchaînement des injections et s’assurer qu’aucune nuisance ou complication anormale n’est survenue. Les lamas sont identifiés individuellement et seront suivis tout au long du projet pour assurer leur bien-être et la traçabilité des données. Les injections et les prélèvements seront réalisés par du personnel compétent, auquel les animaux sont habitués afin d’assurer une contention douce et rapide et un geste précis et efficace. Les volumes d’injection et de prélèvement seront strictement conformes aux recommandations pour limiter les réactions indésirables. Des aiguilles adaptées seront utilisées pour réduire la douleur, les antigènes seront injectés en alternant les côtés. A l’issue des injections ou prélèvements, les animaux concernés seront gardés tous ensemble en observation dans le box « Infirmerie » ou dans l’enclos contigu à l’infirmerie pendant une trentaine d’heures pour s’assurer de l’absence de réaction anormale (le lama étant un animal grégaire, aucun animal ne restera isolé de ses congénères). Ils regagneront ensuite le reste du troupeau. L’isolement ne dépassera pas 4 jours pour éviter tout problème comportemental lors de la réintégration. Une surveillance clinique quotidienne permettra d’intervenir rapidement en cas de signe d’inconfort.
Choix des espèces
Le recours aux lamas est essentiel pour ce projet, car ils appartiennent à la famille des Camélidés, seule espèce capable de produire des anticorps de très petite taille leur permettant ainsi d’atteindre des cibles inaccessibles par les anticorps classiques. Les lamas utilisés pour les séries de vaccination doivent être des adultes jeunes, généralement âgés de 2 à 11 ans, car cet intervalle correspond à une maturité optimale du système immunitaire garantissant le succès du projet. Les animaux trop jeunes (moins de 2 ans) présentent un système immunitaire encore en développement, ce qui pourrait compromettre la qualité des anticorps produits. À l’inverse, les animaux âgés peuvent avoir un système immunitaire affaibli ou des comorbidités, augmentant les risques de réactions indésirables. Le choix d’animaux adultes en bonne santé assure donc la fiabilité scientifique des résultats tout en limitant les risques pour leur bien-être.
Etude de la pharmacocinétique, de la pharmacodynamie et de l’innocuité aiguë du NbutGT chez le cheval sain
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Toutes gardées en vie pour être réutilisées, 8 juments Trotteur Français vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une injection intraveineuse d'un médicament candidat, puis dix prélèvements de sang et cinq d'urine par dose au moyen de cathéters posés dans la veine jugulaire et dans la vessie, sous anesthésie locale. L'objectif est de mesurer chez le cheval sain la pharmacocinétique d'une molécule avant un futur essai sur des chevaux en sepsis, une complication mortelle des coliques. Le porteur justifie la réutilisation par le faible niveau de sévérité et l'absence attendue d'effets durables.
Objectifs
Les coliques font partie des maladies les plus importantes chez le cheval, tant d'un point de vue médical qu'économique. Elles sont responsables d’énormes pertes économiques et sportives pour la filière équine en raison de leur fréquence et de la gravité de leurs complications. Si elles se résolvent le plus souvent grâce à un traitement médical mis en place sur le terrain, dans 30% des cas, les coliques aboutissent à une complication grave appelée sepsis qui est l’un des premières causes de mortalité équine. Le sepsis est une réponse déréglée de l'hôte à l’infection qui est associée à une forte inflammation systémique et une défaillance multi-viscérale mortelle dans 40% des cas. Malgré les progrès récents pour la gestion des coliques chez le cheval, il reste beaucoup d'inconnues lors de sepsis. Plusieurs études scientifiques ont démontré son impact négatif sur les chances de survie. Nous avons mis au point un score de sepsis équin similaire à celui utilisé chez l’homme et avons identifié une combinaison de 4 protéines dérégulées chez les chevaux admis en clinique pour diagnostiquer un sepsis. Nous avons montré que les niveaux sanguins d’une modification des protéines (O-N-acétylglucosaminylation notée O-GlcNAc) impliquées dans la survie cellulaire et l’adaptation au stress aigu sont mesurables chez le cheval et qu’ils diminuent au cours du sepsis, suggérant que ce mécanisme pourrait également constituer une cible thérapeutique pertinente dans cette espèce. Nous avons également démontré dans différents modèles de choc septique chez le rat et la souris que l’augmentation pharmacologique des niveaux sanguins et tissulaires de l’O-GlcNAc est associée à des effets cliniques bénéfiques et à une diminution importante de la mortalité. L'objectif général du programme de recherche est de confirmer la pertinence de l’augmentation des niveaux de O-GlcNAc par l'administration d'un médicament inhibant de l'enzyme la O-GlcNAcase qui dégrade l'O-GlcNAc lors d’un sepsis chez le cheval. Pour atteindre cet objectif, le projet a pour but de répondre à une première phase de validation des propriétés pharmacologiques (pharmacocinétique, pharmacodynamie et innocuité) chez le cheval sain d’un médicament (le Nbut GT) augmentant les niveaux de O-GlcNAc, de déterminer la posologie adaptée au cheval avant de réaliser un essai clinique sur chevaux en sepsis.
Bénéfices attendus
Le projet va permettre de générer des données inédites chez le cheval concernant la pharmacocinétique, la pharmacodynamie et la tolérance aiguë d’un inhibiteur de la O-GlcNAcase. Ces données sont indispensables pour : • déterminer une dose pertinente dans l’espèce cible, • décrire le profil temporel de l’effet biologique, • identifier d’éventuels effets indésirables à court terme, • définir une fenêtre thérapeutique compatible avec une administration en situation d’urgence. Ces résultats constitueront une étape clé pour rationaliser le développement ultérieur du médicament et permettront de concevoir un essai clinique pilote chez des chevaux atteints de sepsis, en limitant les incertitudes liées à la sécurité et au schéma posologique. À moyen terme, si les résultats sont favorables, cette approche pourrait contribuer à améliorer le pronostic vital des chevaux atteints de sepsis, à réduire la mortalité associée aux coliques compliquées et à favoriser une récupération clinique plus rapide. Une telle amélioration aurait également un impact positif sur la durée et le coût des hospitalisations en clinique équine. Du point de vue de la filière équine, les coliques représentent l’une des principales causes de consultation, d’hospitalisation et de pertes économiques. Le sepsis constitue un facteur pronostique particulièrement défavorable, souvent associé à des complications sévères pouvant entrainer la mort. Le développement d’un traitement innovant administrable précocement pourrait : • réduire les pertes économiques liées à la mortalité, • améliorer la prise de décision clinique en situation critique, • renforcer l’attractivité et la compétitivité de la filière équine française en matière de soins vétérinaires de pointe. En cas de résultats positifs, ce projet pourrait ouvrir la voie à une valorisation clinique et industrielle, avec la perspective d’un développement réglementaire et d’une mise sur le marché d’un médicament spécifiquement destiné à l’espèce équine ou repositionné pour cette indication.
Procédures
Les chevaux seront soumis à la réalisation d'examens cliniques incluant un examen neurologique, à une injection intraveineuse du médicament, à des prélèvements de sang et d'urine. Tout sera réalisé sur animal vigile. Lorsque les prélèvements sont rapprochés sur les premières heures après l'injection du médicament, ils seront réalisés par l'intermédiaire d'un cathéter laissé en place dans la veine jugulaire pour le sang et dans l'urètre jusque dans la vessie pour l'urine : 10 prélèvements de sang par dose de médicament (2 doses testées) se décomposant en 3 prélèvements par ponction veineuse directe et 7 prélèvements dans le cathéter veineux jugulaire, 5 prélèvements d'urine par dose de médicaments (2 doses testées), les trois premiers prélèvements étant rapprochés dans le temps, le cathéter urinaire sera maintenu en place. Le prélèvement sanguin dure moins d'une minute aussi bien par ponction veineuse directe que dans le cathéter intraveineux maintenu en place. Le prélèvement urinaire se réalise en 1 minute lorsque le cathéter urinaire est maintenu en place et 5 minutes lorsqu'il est précedé de l'insertion du cathéter dans la vessie par les voies naturelles (désinfection de la vulve et de l'entrée du vagin avant le passage du cathéter).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables potentiels liés à la molécule étudiée sont prévus d’être faibles, au regard des données disponibles issues d’études précliniques et cliniques. Des inhibiteurs de la O-GlcNAcase appartenant à la même classe pharmacologique que le NButGT ont été administrés chez l’homme lors d’essais cliniques de phase I, à des doses très supérieures à celles envisagées dans le présent projet, sans mise en évidence d’effets indésirables cliniquement significatifs, y compris lors d’administrations à des doses jusqu’à 100 fois supérieures à la dose efficace. Concernant le NButGT, aucune toxicité aiguë n’a été observée dans les études précliniques menées chez différentes espèces animales (rat, souris, lapin, porc). Sur la base de ces données multi-espèces et de l’administration d’une dose unique, il est peu probable que des effets toxiques aigus surviennent chez le cheval. Les effets indésirables liées aux procédures expérimentales sont associées aux prélèvements sanguins et urinaires répétés et à la douleur au moment de la pose du cathéter intraveineux. Cependant ces procédures seront réalisées par du personnel expérimenté, sous anesthésie locale, en respectant les bonnes pratiques vétérinaires, afin de minimiser la douleur et le stress. Les effets secondaires d'un médicament de la même classe pharmacologique que le NbutGT, rapportés chez l'homme sont rares et comprennent une céphalée et des douleurs musculaires de courte durée. Chez le rat, un abattement et une baisse de l'appétit ont été parfois constatés avec les doses les plus hautes testées.
Devenir
Les chevaux seront tous gardés en vie et maintenus dans un troupeau expérimental pour la réutilisation. En se basant sur les données connues chez le rat, le porc et l'homme, il est estimé que l'administration du médicament aux doses choisies n'entrainera pas d'effet secondaire à long terme et des effets secondaires minimes à absents à court terme. Il n'y aura pas de modification biologique et immunologique prolongée, ce qui justifie la réutilisation en plus de la classe de sévérité du projet (classe légère)
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux est strictement limitée à cette étude où aucun modèle alternatif ne permettrait de répondre aux questions scientifiques posées. En amont, de nombreux tests in vitro sur cellules en culture et des expérimentations in vivo sur souris, rats, lapins et porcs ont été réalisées afin de valider la pertinence et la sécurité du médicament, réduisant ainsi le nombre d’expérimentations nécessaires sur le cheval. Cependant, malgré ces efforts, le remplacement total des modèles animaux demeure actuellement difficile. Les interactions complexes entre la maladie, le traitement et l’environnement biologique ne peuvent être entièrement reproduites par des modèles in vitro ou par des approches alternatives comme les organoïdes ou les simulations informatiques. Les études sur des modèles animaux sont donc indispensables pour évaluer la faisabilité et la tolérance de l’approche dans un organisme vivant, en tenant compte des paramètres biologiques.
Réduction
Le protocole expérimental est conçu pour minimiser le nombre d’animaux utilisés. Les études seront rationalisées en intégrant plusieurs objectifs dans un même protocole (pharmacocinétique, toxicité, pharmacodynamie). De plus, les observations seront effectuées en combinant différentes analyses afin d’exploiter chaque modèle au maximum de sa pertinence scientifique, réduisant ainsi le besoin de nouveaux groupes expérimentaux.
Raffinement
Hébergement en groupe social stable au pré ou au paddock entre les phases d’expérimentation avec accès au foin et à l’eau à volonté. Réutilisation de chevaux d'expérimentation, ayant déjà été habitués aux locaux, aux opérateurs et aux manipulations ainsi qu'aux prélèvements biologiques sur une base d'entrainement avec renforcement positif. Hébergement au box individuel avec contact visuel, olfactif et auditif entre congénères pendant les phases de test. Mise en place d’un cathéter intraveineux jugulaire pour l’injection du médicament et les prélèvements répétés de sang pour limiter le nombre de ponctions veineuses. Mise en place du cathéter après anesthésie locale de la peau. Mise en place d’un cathéter urinaire pour prélèvements répétés d’urine avec utilisation de gel anesthésique.
Choix des espèces
Le cheval est l’espèce cible pour ce médicament. 1 lot de juments adultes entre 9 et 15 ans, de race Trotteur Français. Le choix est de limiter la variabilité individuelle en sélectionnant une seule race, 1 seul sexe avec un âge adulte moyen et un gabarit similaire.
Réalisation d’études de pharmacodynamie ou combinées pharmacocinétique-pharmacodynamie chez les espèces non-rongeurs (chien, miniporc et primate non-humain)
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Cochons : 45
Macaques à longue queue : 180
Soumis à des prises de sang répétées, à des ponctions de liquide céphalo-rachidien sous anesthésie et à l'implantation chirurgicale de cathéters, 315 animaux non-humains sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré : 180 macaques à longue queue, 90 chiens et 45 cochons. Le protocole induit chez eux des états fébriles ou inflammatoires pour mesurer l'effet de candidats médicaments avant les essais chez l'humain. Le porteur classe l'ensemble des animaux en réutilisation, retour à l'élevage ou adoption, tout en indiquant que certaines études imposent des prélèvements terminaux d'organes. Il ajoute que l'adoption est rarement envisagée pour les macaques, plutôt réutilisés dans d'autres laboratoires.
Objectifs
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.
Bénéfices attendus
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.
Procédures
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.
Impact sur les animaux
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.
Devenir
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.
Remplacement
Le principe même de la procédure décrite dans ce projet est de déterminer le devenir et l’impact des candidats médicaments dans un organisme vivant, c’est donc l’objet même des projets utilisant ces procédures que d’utiliser des animaux. Seul l'animal permet d'observer les interactions entre systèmes physiologiques (cardiovasculaire, nerveux, immunitaire, etc.) des candidats médicaments. Cependant, des phases préalables systématiques se déroulent par simulation sur ordinateur (modélisation) ou à l’aide de cultures cellulaires afin de caractériser les produits les plus susceptibles de pouvoir atteindre les phases cliniques. Ces tests préalables permettent aussi de choisir l’espèce non-rongeurs à privilégier pendant la phase d’évaluation de la sécurité préclinique réglementaire. Ils permettent en particulier de limiter l’utilisation des primates non-humains chaque fois qu’une autre espèce non-rongeur peut être utilisée.
Réduction
La première source de réduction du nombre d’animaux intégrés dans ce projet est la limitation du nombre de candidats médicaments testés sur les modèles animaux, suite à la mise en place de cascades de tests de modélisation ou de cultures cellulaires. Ainsi, seules les molécules le plus prometteuses ou permettant de valider les attentes thérapeutiques des projets scientifiques sont testées chez l’animal. Les effectifs des lots expérimentaux sont réduits le plus souvent à trois animaux, minimum garantissant la validité des observations en tenant compte de la variabilité des processus biologiques entre animaux. Ces effectifs sont définis sur la base d’analyses statistiques et garantissent de ne pas devoir reproduire ou compléter des études non conclusives. Le choix d’augmenter le nombre d’animaux dans des lots doit être justifié par une variabilité attendue ou déjà observée sur les paramètres mesurés. La diminution du nombre d’animaux passe aussi par la mise en place de stratégies de réutilisation dans le cadre d’une étude (test de plusieurs doses ou produits chez le même animal) et/ou dans des études différentes après une période d’élimination et un accord vétérinaire garantissant la bonne récupération des animaux. Ces stratégies de réutilisation reposent sur des expertises scientifiques évaluant le risque d’incompatibilité ou d’effets croisés entre les produits testés et sur l’amélioration de la sensibilité des dosages, afin de garantir que les résultats de chaque étude seront bien interprétables et utilisables dans les documentations réglementaires.
Raffinement
L’un des objectifs principaux des procédures du projet étant de collecter des échantillons de fluides ou de tissus biologiques, un grand soin est pris à améliorer et optimiser les techniques de prélèvements. Pendant les études, les mesures suivantes font partie des procédures opératoires : -Habituation des animaux aux conditions expérimentales (gavage, bruit de la tondeuse, mise en hamac ou en chaise de contention, salle de procédure, table d’examens…) -Administration sur un premier animal décalé pour un produit ou une dose testée pour la première fois -Réduction du nombre de prélèvements et des volumes prélevés -Utilisation de protocole d’anesthésies très courts (flash) -Mise en place de vidéo-monitoring ou d’enregistrement continue de paramètres (télémétrie) pour identifier précisément et rapidement les effets indésirables Chaque manipulation est associée à un renforcement positif sous forme de récompenses physiques (caresses, encouragements vocaux) et/ou alimentaires, selon la compatibilité avec le protocole. En complément de leur alimentation quotidienne, les animaux reçoivent des enrichissements alimentaires spécifiques. Pour les primates non humains, ces enrichissements sont distribués individuellement à la main, dès leur arrivée afin de favoriser l'établissement d'une relation de confiance entre l'animal et l'expérimentateur. Pour les administrations, et sauf à ce que la dose administrée ait déjà été testée dans une autre étude, un animal sera traité avant les autres pour vérifier qu’aucun effet indésirable n’apparait avant de traiter les autres animaux (décalage du premier animal). Les prélèvements sanguins et urinaires peuvent nécessiter des isolements temporaires hors du groupe afin de respecter les temps de prélèvements. Ces isolements sont limités au strict minimum et les animaux sont conservés en contact visuel et olfactif. Les prélèvements de liquide céphalo-rachidien ou les biopsies (peau, muscle, moelle osseuse, ganglion …) sont réalisés sous anesthésie la plus courte possible. Des points limites, supervisés conjointement par le scientifique et le Vétérinaire clinicien, sont établis pour garantir que les animaux ne subissent pas de contrainte supérieure à un niveau modéré.
Choix des espèces
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.
Essai d’efficacité et de sécurité de nouveaux dispositifs chirurgicaux en chirurgie mini-invasive – EU 1/2 MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Répondant à des demandes de prestation de service pour valider des dispositifs médicaux, 380 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie opérée sans réveil. Chaque animal subit des interventions chirurgicales sous anesthésie pouvant durer jusqu'à quatre heures, des imageries répétées sur six mois et des prises de sang. Les bénéfices annoncés concernent la sécurité de dispositifs destinés à des patients humains. Tous sont tués en fin de projet pour l'autopsie, dans un cadre présenté comme une offre commerciale de recherche et de développement.
Objectifs
Ce projet de recherche et de développement vise à répondre à différentes demandes de validation préclinique de dispositifs médicaux (DM) innovants sur modèle porcin. Selon la réglementation, on entend par DM, tout instrument, implant, appareil, équipement, logiciel ou réactif utilisé, seul ou en association, à des fins médicales chez l’Homme. Ce projet détaille les procédures pouvant être utilisées chez les porcs pour évaluer des DM, en assurant leur prise en charge médicale selon les niveaux de complexité des interventions. La mise en œuvre du projet s’appuie sur l’expertise de nos équipes dans les approches chirurgicales mini-invasives, pour tester l'efficacité et la sécurité de DM en recourant à des méthodes et des équipements à la pointe de la technologie et de l’innovation. Dans le but de répondre à la demande de prestation de service aussi bien en recherche et développement que pour la réalisation d’études conformes aux BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoire), ce projet vise à couvrir de façon générale plusieurs DM dont la pertinence scientifique et la licéité de mise en œuvre chez l’animal auront été préalablement évaluées par le comité scientifique de l’établissement. Dans le cadre de ces tests réalisés pour des équipes internes ou externes, deux types d’événements sont explorés : ceux liés directement au DM testé et ceux qui sont en rapport avec la technique d’implantation ou opératoire. L’objectif est d’évaluer les principales complications pouvant apparaitre pour établir le rapport bénéfice/risque du dispositif médical testé. MODIFICATION : Des imageries supplémentaires (IRM, scanner et/ou angiographie) seront réalisées afin d’apporter une valeur ajoutée au protocole initial, en permettant une caractérisation plus précise des structures d’intérêt, une évaluation fine des modifications morphologiques et fonctionnelles induites par la procédure expérimentale, et la détection d’éventuelles complications. Les animaux seront transportés dans un autre établissement pour la réalisation de ces examens, dans des conditions sécurisées, sous anesthésie générale et avec un monitoring continu, afin de garantir leur sécurité et leur bien-être tout au long du transport et de la procédure.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus lors de ce projet concernent l’effiacité thérapeutique et la sécurité (éviter les effets secondaires) de dispositifs médicaux utilisables chez des patients humains principalement dans le domaine chirurgical.
Procédures
Les interventions se dérouleront sous anesthésie générale pendant la durée de l'intervention pouvant aller jusqu'à 4h maximum. MODIFICATION : Des imageries en plus des échographies seront réalisées un nombre défini de fois par animal, en fonction des objectifs expérimentaux, généralement en pré-opératoire pour obtenir une évaluation de référence et en post-opératoire pour suivre les modifications induites par la procédure. Sur une période de suivi longue durée suite à l‘implantation d’un dispositif, la position du dispositif pourra être contrôlé par imagerie de façon régulière (1à 2 fois par mois selon le dispositif sur une durée pouvant aller jusqu’à 6 mois). Ces examens d'imagerie sont d'une durée approximative de 15 minutes par animal. Des prises de sang sur animal anesthésié pourront également être réalisées afin de réaliser des bilans sanguins ou de suivre des paramètres biologiques spécifiques. Le nombre maximum de prises de sang et le délai entre chaque dépendra du volume prélevé. Ainsi ce délai pourra aller de 24h pour des petits volumes de sang jusqu’à 3 semaines si un volume de sang important venait à être prélevé.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés aux actes suivants : - Anesthésie : injection intra-musculaire (douleur transitoire au site d'injection), pose de cathéter à la veine auriculaire (douleur locale au site d'insertion du cathéter, risque d'hématome), risque d’hyperthermie maligne liée aux anesthésiques, risque de défaillance cardiorespiratoire - Pose du dispositif ou test d’un instrument/équipement/réactif/logiciel : douleur et/ou infection au site de pose/test, réaction inflammatoire locale, saignement transitoire - injections : * intra-veineuses: elles sont faites dans le cathéter limitant ainsi la douleur locale (on ne pique qu'une fois) et le risque d'hématome. * sous-cutanées ou intra-musculaire : douleur locale. * Les susbtances injectées sont toutes médicamenteuses, un des rares effets indésirables potentiels serait une réaction allergique
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort en fin de projet car une autopsie doit être réalisée afin de prélever des organes et ainsi d’étudier l’effet du dispositif médical.
Remplacement
Toute évaluation d’un dispositif médical doit apporter des preuves suffisantes de son efficacité et de sa sécurité pour autoriser son utilisation sur des patients avec un taux de réussite optimal (durée d’intervention, efficacité du geste). L’étude initiale du DM sur simulateurs et modèles ex vivo permet d’en tester le concept et la faisabilité technique. Elle doit être souvent complétée par des études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité qui nécessitent une phase d’expérimentation sur organisme entier vivant. Les procédures innovantes sont ainsi reproduites dans des conditions proches de la clinique, précliniques, qui incluent également les situations parfois difficiles liées aux voies d’abord, repères anatomiques, complications. Il n’existe pas de modèle ex-vivo ou d’autres possibilités de remplacement suffisantes pour valider intégralement l’efficacité et la sécurité de certains DM avant leur utilisation chez l’Homme, en particulier dans les contextes d’indications chirurgicales effectuées par des approches mini-invasives innovantes. A un stade de développement avancé, il devient nécessaire d’intervenir sur organisme entier vivant pour reproduire des situations cliniques, parfois complexes, de façon réaliste, en prenant en compte les complications éventuelles (voies d’abord, repères anatomiques, hémorragie, nécrose, viabilité des organes, compatibilité…). Les résultats des expérimentations animales permettront de rejeter des DM /procédures inefficaces et/ou dangereux en conditions « réelles », d’élaborer de manière optimale les protocoles de recherche cliniques en cas de résultats positifs et, à terme, de valider de nouveaux DM/ procédures cliniques innovantes utilisables chez les patients humains.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant d’envisager une application chez l’Homme. Les interventions sont réalisées par des chirurgiens experts, ce qui limite le nombre d’animaux nécessaires en optimisant le taux de succès. Chaque DM sera testé préalablement sur un faible effectif d’animaux (2 à 6) avant d’engager une étude plus complète après avis d’experts et d’éventuelles améliorations du dispositif et/ou de la procédure. 380 porcs sont prévus. Ceci est une estimation a priori pour tester une trentaine de DM innovants sur la durée de ce projet. Le nombre requis précisément dépendra des caractéristiques de chaque DM, de son caractère innovant, de la complexité de la procédure, de l’expérience du chirurgien et des risques estimés. Nous ne faisons pas de tests statistiques car il s’agit de preuves de concept sur un très faible nombre d’animaux. Les usages sur le marché du DM et notre expérience montrent que 6 porcs sont généralement nécessaires pour les études de faisabilité et preuves de concept (principalement sans réveil, mais pouvant parfois être réalisées en survie sur un faible effectif), puis en moyenne 10 pour l’évaluation préclinique (sans réveil ou en survie). Nous estimons que sur les 30 DM testés en faisabilité, 70% pourraient passer en phase d’évaluation préclinique : les procédures seront d’abord soumises à un expert pour validation, puis réalisées étape par étape avec évaluations intermédiaires et propositions d’amélioration.
Raffinement
Le protocole prévoit des procédures mini-invasives réalisées sous anesthésie générale. Dans les études de faisabilité, de nombreux DM peuvent être évalués sans nécessité de réveiller l’animal en fin d’expérimentation. Dans les études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité du DM, les animaux seront réveillés après l’intervention et seront soumis à un suivi clinique quotidien par du personnel qualifié, sous couverture antalgique dès que nécessaire, et hébergés dans un environnement contrôlé (température, hygrométrie) et enrichi : Les porcs sont des animaux sociaux, propres, avec un instinct de fouissement et d’exploration des matériaux. L’enrichissement apporté pour favoriser leurs comportements naturels comprend une stabulation en groupe social lorsque possible, la mise à disposition de jouets à mâchouiller, à manipuler (balles, jouets, chainettes...), l’accès à des zones de repos distinctes des zones de défécation. L’environnement sonore en animalerie est aussi apaisé par la diffusion de musique. Toute altération de leur état général sera reportée au vétérinaire et au responsable de l’intervention médicale qui mettront en œuvre des traitements adaptés. Des critères d’arrêt anticipé en cas de survenue de complications sont définis et validés par la structure en charge du bien-être animal. Toutes les interventions chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec monitoring et gestion de la douleur. Une surveillance rapprochée des animaux permettra d’adapter le traitement à leur état clinique sur avis vétérinaire. Les modalités d’hébergement (paramètres environnementaux, alimentation, enrichissement, socialisation) sont contrôlées quotidiennement par des animaliers habilités. Si certains animaux présentaient des signes de souffrance ou de mal-être avant la fin de la période de survie, ils seraient euthanasiés et les données exploitables collectées. Le protocole sera alors revu avec les experts et affiné avant de recommencer une nouvelle série d’animaux. La SBEA (Structure du Bien-Etre Animal) est associée aux décisions relevant du bien-être des animaux en cours d’étude. A la fin du protocole, une étude rétrospective sera réalisée afin d’améliorer de façon continue nos protocoles et nos modèles. MODIFICATION: Les animaux seront transportés anesthésiés vers le deuxième établissement, avec monitoring des paramètres vitaux et maintien de la température à l’aide de couvertures de survie, assurant sécurité et confort.
Choix des espèces
Le Porc est un modèle de choix de par sa taille et son anatomie comparables à l’Homme, il permet l’utilisation d’instruments et équipements de chirurgie, endoscopie notamment, conçus pour l’Homme, et ainsi de reproduire de façon pertinente les procédures en clinique. Notre laboratoire dispose d’une forte expertise sur ce modèle avec de nombreuses données scientifiques disponibles (anatomie, chirurgie…). Des porcs, jeunes adultes entre 25 et 60 Kg, seront utilisés. La taille des organes des porcs à ce stade de croissance correspond déjà à ce qui peut être observé en clinique chez l’Homme, il offre les repères anatomiques recherchés par le praticien et permet d’utiliser les mêmes équipements et matériels chirurgicaux que chez le patient. Dans certains cas, en particulier pour les survies supérieures à 3 mois, le modèle « miniporc » (15-30 kg) pourra être retenu pour ses caractéristiques de croissance plus faible. Ce modèle de cochon « miniature » permet en effet de suivre sur du long terme un dispositif in situ sans qu’il soit trop impacté par la croissance rapide de certains organes (le porc charcutier « standard » peut prendre jusqu’à 800g par jour). Pour les porcs charcutiers, la durée de survie maximale a été fixée à 6 mois afin de limiter les contraintes zootechniques liées à la manipulation d’animaux pouvant dépasser les 100kg.
Prélèvements de tissus et fluides biologiques pour constituer une biobanque, développer l’analyse de biomarqueurs, ou fournir la recherche biomédicale
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 300
Lapins : 20
Chiens : 150
Ouistitis et tamarins : 50
Macaques à longue queue : 90
Pour constituer une biobanque et fournir des tissus à la recherche, 910 animaux, souris, rats, lapins, chiens, ouistitis et macaques, sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les prélèvements vont de prises de sang sur animal vigile à des ponctions de liquide céphalorachidien ou synovial sous anesthésie, ces dernières pouvant provoquer douleur, gonflement ou infection articulaire. Le recours au primate non humain est présenté comme obligatoire pour les études précliniques de sécurité. Une partie des animaux est réutilisée dans d'autres projets ou adoptée, le reste étant tué pour alimenter la biobanque en organes.
Objectifs
Afin de garantir la qualité des résultats et la validité des études, un objectif synergique des exigences 3Rs, le développement et la validation de méthodes d’analyses des échantillons biologiques sont nécessaires pour la bonne réalisation des études de sécurité et d’efficacité pré-clinique de médicaments régies par les BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoires). A terme, dans le cadre de ces exigences 3Rs, des appareils et des méthodes d’analyses plus performantes permettent de réduire le nombre d’animaux nécessaire pour un objectif scientifique donné et de raffiner les procédures expérimentales (par exemple, en réduisant les volumes sanguins prélevés, ou en déterminant des points limites plus précoces). De plus, en recherche fondamentale ou avancée, les produits biologiques (organes, tissus ou fluides) issus d’animaux sont essentielles pour des études in vitro, la recherche translationnelle et in fine le développement de méthodes alternatives à l’expérimentation animale. Ces études permettent de limiter l’utilisation directe d’animaux en expérimentation à des procédures peu invasives ou de réduire le nombre d’animaux utilisés pour obtenir la même quantité de données scientifiques. Ce projet a donc pour objectif le prélèvement de fluides (sang, liquide céphalorachidien, liquide synoviale, sperme) et d’organes afin de constituer une biobanque, de développer ou optimiser les méthodes d’analyses des biomarqueurs d’intérêt et fournir à la communauté scientifique des produits biologiques
Bénéfices attendus
Ce projet assure le développement et la validation de méthodes d’analyses ou d’identifications de marqueurs physiologiques dans les études pré-cliniques et indispensables à l’élaboration de tout nouveau médicaments, ainsi que la constitution d’une biobanque et l’approvisionnement en tissus biologiques des laboratoires de recherche. Il permet la mise en application dans le cadre d’études réglementaires régies par les BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoires) d’appareils ou de méthodes d’analyses biochimiques, hématologiques, histologiques ou encore immunologiques plus fiables et plus précises. Il permet d’assurer un suivi plus spécifique des effets d’un produits en cours d’essai chez l’animal, ce qui apporte au moins deux bénéfices majeurs : 1) détecter plus rapidement les effets délétères pour la santé des animaux modèles (et donc anticiper des lésions sévères avant que l’impact sur le bien être devienne significatif) et 2) augmenter notre capacité à détecter de potentiels effets toxiques en amont des phases de test cliniques chez l’humain. De plus, il permet de développer des méthodes réduisant les volumes prélevés nécessaires lors des analyses de biomarqueurs, ainsi que les fréquences de prélèvement chez l’animal. Enfin, en particulier dans le cadre des prélèvements d’organes, en plus de constituer une biobanque indispensable à la recherche fondamentale, appliquée ou translationnelle, il permet d’assurer une formation sous tutorat de collaborateurs ayant acquis les bases théoriques des gestes techniques mais nécessitant de pratiquer ces gestes et ce sans utiliser d’animaux à dans ce seul but. Ainsi, ce projet permet l’optimisation continue de la qualité des données expérimentales des études précliniques et les respects des exigences 3Rs de réduction (liées à la qualité des études) et de réduction et de raffinement (réduction de la fréquences et des volumes d’échantillons biologiques nécessaires).
Procédures
Les prélèvements sanguins seront la plupart du type effectués vigiles, dans un système de contention appropriés, en quelques minutes. Le prélèvement de liquide céphalorachidien ou de liquide synoviale est effectué sous anesthésie, de 10 à 20 minutes environ. Le prélèvement d'organes est effectués post mortem.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins (majoritaires au cours de ce projet) ne constituent pas de risque significatif pour la santé des animaux, d’autant plus car ils sont effectués dans le cadre des lignes directrices internationalement reconnues. Le prélèvement de liquide céphalo rachidien, lorsqu’il est effectué par un personnel qualifié sur un animal en bonne santé ne présente que peu de risques de complications sévères. Les complications les plus susceptibles d’avoir lieu sont celles lié à l’anesthésie (prévenu en utilisant un protocole d’anesthésie mis en place par un vétérinaire), et le risque d’une hernie en cas d’hypertension intracrânienne (risque négligeable lorsque le geste est pratiqué sur des animaux en bonne santé).. Le prélèvement de liquide synoviale peut entrainer un gonflement, une douleur au niveau de l’articulation, ou encore une infection (arthrite). Tous les effets secondaires seront pris en charge par un vétérinaire, disponible 24h/24
Devenir
Les animaux seront soit utilisés dans d'autres projets autorisés par le MERS, soit adoptés lorsque cela est possible (sur avis vétérinaire), soit euthanasiés pour fournir la recherche biomédicales en échantillons biologiques et entretenir une biobanque pour chaque espèce ou lorsque les 2 premières solutions ne peuvent être effectés après avis vétérinaire.
Remplacement
Lorsque cela est possible, le développement et la validation d’appareils ou de méthodes analytiques sont faits en utilisant des substitues au sang. Ces substitues peuvent être des solutions de contrôles chimiques reconstitués (surtout dans le cadre de dosages biochimiques), ou encore des contrôles humains délivrés par le fournisseurs des appareils. Ces échantillons reconstitués permettent de remplacement les échantillons de sang frais prélevés chez l’animal.
Réduction
Dans le cadre des études pré-cliniques, des prélèvements sanguins sont nécessaires avant que ne commencent l’étude, c’est-à-dire avant l’administration du produit testé. Lorsque les volumes de sang prélevés le permettent, le sang (et ses dérivés : plasma, sérum) non utilisé dans le cadre de l’étude est récupéré pour ce projet, réduisant ainsi le nombre d’animaux naïfs nécessaire. De plus, l’utilisation d’échantillons chimiques reconstitués lieu et place de sang frais permet de réduire le nombre d’animaux utilisés. Lors de la procédure terminale pour prélever les organes, les animaux utilisés seront le plus souvent des animaux ré-utiliser d’autres procédures (après validation par un vétérinaire), afin de ne pas sacrifier un animal uniquement pour récupérer ces organes. La procédure peut permettre de former les personnels à des actes techniques simples (ex : prise de sang) lorsque l’animal est anesthésie.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux bénéficient d’une période d’adaptation afin de s’habituer à leur nouvel environnement et de limiter le stress. Ils sont ensuite entraînés de manière progressive, à l’aide de méthodes positives, pour faciliter les soins et réduire les contraintes lors des manipulations nécessaires. Les animaux vivent en groupe dans des conditions adaptées à leurs besoins, avec des activités et des aménagements quotidiens destinés à favoriser leur bien‑être. L’isolement n’est utilisé qu’en cas de nécessité (par exemple pour des soins), sous contrôle vétérinaire. Les changements de groupes sont réalisés progressivement afin de réduire le stress et le risque de blessures. L’état de santé des animaux est surveillé quotidiennement, avec un suivi vétérinaire régulier et un accès à une assistance vétérinaire 24h/24. Chaque animal fait l’objet d’un examen vétérinaire avant d’être inclus dans le projet. Toutes les interventions sont tracées afin d’assurer un suivi rigoureux. Des équipements adaptés sont utilisés pour limiter les manipulations directes et le stress, notamment chez les primates. Les quantités de substances administrées ou prélevées respectent strictement les recommandations internationales en vigueur, dans le but de garantir la sécurité et le bien‑être des animaux.
Choix des espèces
Les études précliniques de sécurité et d’efficacité sont obligatoires avant tout essai chez l’être humain et répondent à des règles réglementaires strictes. Elles nécessitent l’utilisation d’au moins deux espèces animales différentes afin d’assurer la fiabilité des résultats. Pour certaines études portant sur le système immunitaire, le recours au primate non humain est nécessaire en raison de sa proximité biologique avec l’homme. Ce projet a pour objectif de développer et d’améliorer les outils et méthodes d’analyse utilisés dans ces études précliniques. Les espèces animales choisies correspondent à celles reconnues comme les plus pertinentes pour évaluer la sécurité des candidats médicaments. Les animaux inclus dans ce projet sont les mêmes que ceux utilisés ensuite dans les études, et sont sélectionnés à partir d’un âge garantissant leur maturité et leur bon état de santé.