Toxicologie et autres tests de sécurité

Pour constituer les dossiers réglementaires de produits de santé implantables, 11 230 rats et 3 760 lapins, soit 14 990 individus, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La chirurgie ouvre un ou plusieurs sites sous la peau du dos, quinze à vingt minutes, ou dans le muscle du dos ou de la cuisse, trente à quarante minutes, avec parfois des injections et des tatouages dans la même séance, puis le retrait des fils ou des agrafes après environ quatorze jours de cicatrisation. Les implants restent en place de quatorze jours à deux ans, et la mise à mort finale prend dix à quinze minutes chez le rat, trente à quarante minutes chez le lapin, la perte de conscience survenant en dix à vingt minutes chez ce dernier. Le porteur indique que le lapin est "généralement privilégié" par rapport au rat quand la taille du dispositif à implanter est plus grande, l'espace sous-cutané ou intramusculaire y étant plus important.

Objectifs

Le projet vise à respecter les exigences des autorités réglementaires et des normes en vigueur avant l’utilisation d’un produit de santé chez l’Homme. Il évalue la toxicité (i.e. les éventuels effets indésirables sur le corps) du produit de santé ou de ses composants après implantation sous la peau et/ou dans le muscle, avec ou sans injection dans la peau, dans le sang, dans le ventre, dans le derme et/ou dans le muscle (sur une durée de 14 jours à deux ans, afin de reproduire au mieux la façon dont le produit sera utilisé chez les patients). L'objectif est de vérifier que le produit de santé ne présente pas de risque indésirable pour l'organisme, notamment si certains de ses composants ou particules peuvent se retrouver dans le sang. Les risques éventuels liés à l’utilisation de ce produit doivent être acceptables et garantir une haute protection de la santé et de la sécurité des patients et des utilisateurs.

Bénéfices attendus

Ce projet permet de s’assurer, avant sa mise sur le marché, que le produit de santé est sûr pour les patients afin de répondre aux exigences des autorités réglementaires. Il permet ainsi d’évaluer les risques éventuels liés à l’utilisation de ce produit et de s'assurer que ces risques sont acceptables par rapport aux bienfaits/bénéfices apportés aux patients. Les résultats des études aideront à décider si le produit peut être mis ou maintenu sur le marché, conformément aux règles en vigueur.

Procédures

Lors de la chirurgie réalisée sous analgésie/anesthésie, un ou des site(s) sous la peau au niveau du dos (environ 15 à 20 minutes) et/ou dans le muscle au niveau du dos ou de la cuisse (environ 30 à 40 minutes) seront réalisés. Il est possible d'ajouter à cela des injections dans la peau, dans le sang, dans l’abdomen (rat uniquement) ou dans le muscle, ainsi que le tatouage de ces sites pendant la même procédure sous anesthésie/analgésie (10 minutes additionnelles). Pour une administration dans le sang, afin de faciliter la visualisation du vaisseau, si nécessaire, les animaux pourront être placés sous lampe infrarouge maximum 20 minutes (chez le rat), maximum 5 minutes (chez le lapin). Après cicatrisation (environ 14 jours), retrait des fils ou des agrafes utilisés pour fermer les plaies (maximum 5 minutes par animal). La réalisation de prélèvements sanguins pendant l’étude (si besoin et selon une fréquence et un volume n'affectant pas l'animal), représente une durée maximale de 5 minutes par prélèvement (incluant l’analgésie et l’anesthésie lorsque nécessaire). Pour le prélèvement de sang réalisés par l’artère centrale ou la veine marginale de l’oreille chez le lapin, afin de faciliter la visualisation du vaisseau, si nécessaire, les animaux pourront être placés sous lampe infrarouge maximum 5 minutes. En fin d’étude, les animaux sont de nouveau traités contre la douleur et anesthésiés. Des prélèvements sanguins et parfois urinaires ont lieu. L’animal est mis à mort ainsi en 10 à 15 minutes (après perte de conscience en 5 à 10 minutes) chez le rat, 30 à 40 minutes (avec perte de conscience en 10 à 20 minutes) chez le lapin, pour prélèvement des organes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables pouvant être observés sont principalement dus à l’implantation sous la peau et/ou dans le muscle, ou à l’injection dans la peau, dans le sang, dans l’abdomen (rat uniquement) ou dans le muscle, qui peut engendrer un stress et/ou une douleur localisée au lieu d'implantation/d'injection (par l’acte en lui-même ou la réaction pouvant apparaitre dans la zone). Des effets liés au produit en cas d'effets indésirable peuvent aussi être constatés, avec des signes de douleur ou de mal-être.

Devenir

Pour les besoins de l'étude, une autopsie est nécessaire afin d’observer les organes. Ceci permet d'évaluer les effets potentiels de toxicité du produit de santé à tester. Ces analyses réalisées sur le sang et sur les organes prélevés expliquent l'impossibilité en fin d'étude de maintenir en vie les animaux utilisés.

Remplacement

L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. Les méthodes alternatives existantes ne permettent pas d’évaluer les effets toxiques à court, moyen ou long terme des produits de santé sur les différents organes, en raison de la complexité des mécanismes de régulation d’un organisme vivant. Il n'existe pas de test in vitro validé ni de modèle simulé par ordinateur capable de reproduire la complexité d'une réaction locale des tissus et/ou des effets à distance sur l’organisme. L’utilisation d’animaux est alors obligatoire pour y parvenir.

Réduction

Le nombre d’animaux est limité au strict nécessaire, conformément aux attendus réglementaires en vigueur. Lorsque cela est possible, les groupes témoins sont mutualisés et le maximum de données sont recueillies sur tous les animaux. Des études préliminaires, réalisées sur un nombre restreint d’animaux, peuvent être menées pour orienter la suite du projet de développement du produit avant la réalisation d’étude réglementaire sur un nombre plus important d’animaux.

Raffinement

Elle repose sur l’utilisation d’analgésiques et d’anesthésiques lorsque cela est nécessaire, ainsi qu’un suivi sanitaire et clinique renforcé durant les phases post-opératoires. En cas d’anomalie clinique le nécessitant, un examen par l’équipe vétérinaire est réalisé afin d’assurer une prise en charge adaptée de l’animal. Le suivi des animaux permet la mise en place de mesures très rapidement après détection d’un point limite précoce.

Choix des espèces

Les espèces animales choisies (rat et lapin) sont définies dans les textes de référence. De plus, elles sont largement utilisées, rendant disponibles de nombreuses données dans la littérature et permettant ainsi une interprétation robuste des effets observés. Le modèle lapin est généralement privilégié par rapport au modèle rat lorsque la taille du dispositif à implanter est plus grande car l’espace sous-cutané ou intramusculaire est plus important. Au démarrage de l’étude, les rats sont généralement utilisés au stade jeune adulte (rats âgés d’environ 6 à 8 semaines) et les lapins devront peser au minimum 2.5 kg, l’organisme étant ainsi entièrement développé sur le plan physiologique et métabolique. Ce stade permet une évaluation fiable et reproductible des effets systémiques, sans interférence liée à la croissance ou au vieillissement, et limite la variabilité biologique. Lorsque la procédure le nécessite ou dans le cas des propriétés intrinsèques du produit à tester (ex : quantité et/ou taille du matériel à tester importante), des animaux d’un poids plus important (donc plus âgés) peuvent être utilisés. Le choix du stade de développement est décrit dans le(s) texte(s) de référence qui recommande(nt) généralement l'utilisation d'animaux adultes. Au démarrage de l’étude, les rats sont généralement utilisés au stade jeune adulte (rats âgés d’environ 6 à 8 semaines) et les lapins devront peser au minimum 2.5 kg, l’organisme étant ainsi entièrement développé sur le plan physiologique et métabolique. Ce stade est recommandé pour les études de toxicité systémique selon la norme ISO 10993-11, car il permet une évaluation fiable et reproductible des effets systémiques, sans interférence liée à la croissance ou au vieillissement, et limite la variabilité biologique. Lorsque la procédure le nécessite ou dans le cas des propriétés intrinsèques du produit à tester (ex : quantité et/ou taille du matériel à tester importante), des animaux d’un poids plus important (donc plus âgés) peuvent être utilisés.

5 800 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le protocole prévoit des injections dans le sang, dans le ventre ou sous la peau, réparties sur des durées de quatorze jours à un an, parfois l'implantation d'un dispositif dans la peau ou le muscle sous anesthésie, des tatouages pour repérer les sites, le retrait des fils ou des agrafes après environ quatorze jours de cicatrisation et jusqu'à huit prélèvements sanguins. Ces essais servent à constituer les dossiers réglementaires de produits de santé, et le porteur écrit que leur intégration dans les dossiers de soumission pourra conduire "à court terme" à une mise sur le marché ou à son maintien. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun test in vitro validé ni aucune simulation informatique ne reproduit la complexité d'une réaction locale des tissus, et que le recours aux rats est alors "obligatoire".

Objectifs

Le projet vise à respecter les exigences des autorités réglementaires et des normes en vigueur avant l’utilisation d’un produit de santé chez l’Homme. Il évalue la toxicité (i.e. les éventuels effets indésirables sur le corps) et/ou les effets locaux (i.e. les éventuels effets indésirable au lieu d'administration) du produit de santé ou de ses composants après administration dans le sang, dans le ventre, sous la peau ou dans le muscle (sur une durée de 14 jours à un an, afin de reproduire au mieux la façon dont le produit sera utilisé chez les patients). L'objectif est de vérifier que le produit de santé ne présente pas de risque indésirable pour l'organisme, notamment si certains de ses composants ou particules peuvent se retrouver dans le sang. Les risques éventuels liés à l’utilisation de ce produit doivent être acceptables et garantir une haute protection de la santé et de la sécurité des patients et des utilisateurs.

Bénéfices attendus

Ce projet permet de s’assurer, avant sa mise sur le marché, que l’utilisation du produit de santé ne compromet ni l’état clinique et la sécurité des patients, ni la sécurité et la santé des utilisateurs afin de répondre aux exigences des autorités réglementaires. Il permet ainsi d’évaluer les risques éventuels liés à l’utilisation de ce produit et s’assurer le cas échéant qu’ils constituent des risques acceptables au regard des bienfaits/bénéfices apportés aux patients et sont compatibles avec un niveau élevé de protection de la santé et de la sécurité des patients comme des utilisateurs. Les résultats seront disponibles à l’issue des études. Leur intégration dans les dossiers de soumission aux autorités de santé compétentes pourra ensuite conduire, à court terme, à une mise sur le marché ou à son maintien.

Procédures

Les animaux recevront une ou plusieurs injections (dans le sang, dans le ventre ou dans la peau). La durée maximale pour chaque injection est de 5 minutes (durée réelle plus souvent inférieure à 1 minute). La fréquence et la dose d'injection sont définies en fonction des textes réglementaires. Pour une administration dans le sang, afin de faciliter la visualisation du vaisseau, si nécessaire, les animaux pourront être placés sous lampe infrarouge maximum 20 minutes. Dans certains cas, une implantation dans la peau ou dans le muscle pourra également être réalisée sur les animaux, ainsi que des tatouages (quelques points pour permettre de bien localiser les sites d’implantation tout au long de l’étude). Ces manipulations prennent au maximum 30 à 40 minutes et sont faites au cours d’une anesthésie, avec traitement contre la douleur. Après cicatrisation (environ 14 jours), retrait des fils ou des agrafes utilisés pour fermer les plaies (maximum 5 minutes par animal). La réalisation de prélèvements sanguins pendant l’étude (si besoin et selon une fréquence et un volume n'affectant pas significativement l'animal, maximum 8), représente une durée maximale de 5 minutes par prélèvement (incluant l’analgésie et l’anesthésie). En fin d’étude, les animaux sont de nouveau traités contre la douleur et anesthésiés. Des prélèvements sanguins et parfois urinaires ont lieu. L’animal est mis à mort ainsi en 10 à 15 minutes (après perte de conscience en 5 à 10 minutes) pour prélèvement des organes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables pouvant être observés sont principalement dus à l’injection dans le sang, dans le ventre et/ou sous la peau, ou à l’implantation dans la peau et/ou dans le muscle, qui peut engendrer un stress et/ou une douleur localisée au niveau du lieu d'injection/d’implantation (par l’acte en lui-même ou la réaction pouvant apparaitre dans la zone). Des effets liés au produit en cas d'effets indésirables peuvent aussi être constatés, avec des signes de douleur ou de mal-être.

Devenir

Pour les besoins de l'étude, une autopsie est nécessaire afin d’observer les organes. Ceci permet d'évaluer les effets potentiels de toxicité systémique du produit de santé à tester. Ces analyses, réalisées notamment sur les organes prélevés expliquent l'impossibilité en fin d'étude de maintenir en vie les animaux utilisés.

Remplacement

L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. Les méthodes alternatives existantes ne permettent pas d’évaluer les effets toxiques à court, moyen ou long terme des produits de santé sur les différents organes, en raison de la complexité des mécanismes de régulation d’un organisme vivant. Il n'existe pas de test in vitro validé ni de modèle simulé par ordinateur capable de reproduire la complexité d'une réaction locale des tissus et/ou des effets à distance sur l’organisme. L’utilisation d’animaux est alors obligatoire pour y parvenir.

Réduction

Le nombre d’animaux est limité au strict nécessaire, conformément aux attendus réglementaires en vigueur. Lorsque cela est possible, les groupes témoins sont mutualisés et le maximum de données sont recueillies sur tous les animaux. Des études préliminaires, réalisées sur un nombre restreint d’animaux, peuvent être menées pour orienter la suite du projet de développement du produit avant la réalisation d’étude réglementaire sur un nombre plus important d’animaux.

Raffinement

Elle repose sur l’utilisation d’analgésiques et d’anesthésiques lorsque cela est nécessaire, ainsi qu’un suivi sanitaire et clinique renforcé durant les phases d’administration. En cas d’anomalie clinique le nécessitant, un examen par l’équipe vétérinaire est réalisé afin d’assurer une prise en charge adaptée de l’animal. Le suivi des animaux permet la mise en place de mesures très rapidement après détection d’un point limite précoce.

Choix des espèces

Le rat est l’espèce définie dans les textes de référence. Il est largement utilisé, rendant disponibles de nombreuses données dans la littérature et permettant ainsi une interprétation robuste des effets observés. Au démarrage de l’étude, les rats sont généralement utilisés au stade jeune adulte (rats âgés d’environ 6 à 8 semaines) dont l’organisme est entièrement développé sur le plan physiologique et métabolique. Ce stade permet une évaluation fiable et reproductible des effets systémiques, sans interférence liée à la croissance ou au vieillissement, et limite la variabilité biologique. Lorsque la procédure le nécessite ou dans le cas des propriétés intrinsèques du produit à tester (e.g. quantité et/ou taille du matériel à tester importante), des animaux d’un poids plus important (donc plus âgés) peuvent être utilisés.

Deux interventions endoscopiques de trois heures sous anesthésie générale, à un mois d'intervalle, puis un contrôle par endoscopie et scanner tous les quinze jours sous anesthésie jusqu'à huit semaines après l'opération : cinq cochons de 30 à 50 kg subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le dispositif testé est un implant magnétique destiné à maintenir ouverte une couture entre deux segments du tube digestif, et le porteur prévoit qu'il ressorte dans les selles après plusieurs semaines. Les effets annoncés vont du vertige au réveil aux nausées et à la baisse d'appétit, avec une douleur transitoire si la pose oblige à ouvrir la paroi abdominale. Tous les cinq sont tués en fin de procédure pour prélever des organes et pratiquer des analyses histologiques, quatre servant à la preuve de concept et le cinquième étant prévu "en back up" par le porteur.

Objectifs

Les anastomoses digestives sont des communications entre des structures tubulaires ou cavitaires qui ouvrent un passage à des fluides (aliments, bile…). Elles sont indiquées quand il s’agit de rétablir le transit alimentaire (après résection d’un segment malade, d’une tumeur), de court-circuiter une zone pathologique ou obstructive, de dériver ou de drainer des flux. Une anastomose peut être réalisée chirurgicalement à l'aide de sutures, d'agrafes ou de techniques innovantes de compressions pariétales (ie qui rapprochent et maintiennent les parois du tube digestif l’une contre l’autre pour créer une connexion entre elles). Une des problématiques liées aux anastomoses est leur tendance à rétrécir, suite au processus de cicatrisation, et conduire à une sténose avec diminution du diamètre utile. L’objectif de ce projet est d'évaluer la faisabilité, la sécurité et les performances d'un nouveau dispositif médical qui permettrait de traiter les anastomoses par voie endoscopique pour maintenir un calibre fonctionnel suffisant dans le temps. Cette approche pourrait représenter une alternative mini-invasive aux traitements chirurgicaux conventionnels lorsqu'une augmentation du diamètre anastomotique est nécessaire.

Bénéfices attendus

Les résultats attendus permettront d'obtenir des données précliniques essentielles concernant la faisabilité technique de la procédure endoscopique,, la tolérance du dispositif, la qualité de la cicatrisation tissulaire ainsi que la perméabilité de l'anastomose obtenue après traitement. À plus long terme, le développement de cette approche mini-invasive pourrait offrir une alternative aux traitements chirurgicaux plus invasifs chez les patients nécessitant une révision ou un élargissement d'une anastomose gastro-jéjunale. Une telle stratégie pourrait contribuer à réduire la morbidité associée aux reprises chirurgicales, la durée d'hospitalisation, le délai de récupération des patients, ainsi que les coûts associés.

Procédures

Les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales, à un mois d'intervalle, réalisées par voie endoscopique sous anesthésie générale d'une durée de 3 heures. Des examens non invasifs de contrôle (endoscopie et scanner) seront réalisés tous les 15 jours sous anesthésie générale (1 heure), jusqu'à 8 semaines post opératoire. Une prise de sang pourra être réalisée à la faveur des anesthésies de contrôle pour un bilan biologique.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables de la procédure sont liés à l’anesthésie (stress lors de l'injection intramusculaire, Vertige au réveil) et à l'intervention par voie endoscopique (nausées, diminution de l’appétit, modification du transit intestinal). Dans le cas où une incision de la paroi abdominale (laparotomie) serait nécessaire pour aider à la réussite de la procédure endoscopique: douleur transitoire au niveau de la cicatrice, baisse d’activité et éventuel manque d’appétit sur quelques jours pouvant impacter la courbe de croissance.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour la réalisation de prélèvements d'organes et d'analyses histologiques.

Remplacement

Le système testé est destiné à maintenir une anastomose digestive ouverte. Le système testé est destiné à maintenir une anastomose digestive ouverte. Des essais sur banc (forces, déploiement, durabilité, fatigue) ainsi que des tests sur tissus ex vivo ont été réalisés au préalable afin de contrôler, entre autres : - la force entre les aimants : mesure de traction avec un dynamomètre, courbe force/distance, influence de l’épaisseur des tissus interposés, variabilité inter-dispositifs… - le déploiement du dispositif : force maximale, fluidité du mécanisme, absence de blocage, compatibilité avec les différents endoscopes, passage dans le canal opérateur… - la navigation endoscopique, la précision de positionnement, la reproductibilité sur simulateur anatomique (tube digestif de porc). Mais les études ex-vivo ne suffisent pas pour recréer l’environnement biologique exact et valider la performance et la sécurité des systèmes avant leur utilisation chez les patients. Le comportement du tissu digestif est très complexe in vivo, il réagit différemment au niveau fonctionnel (présence de contenu gastrique, élasticité, péristaltisme, réaction inflammatoire…). De plus, l'évaluation du processus de cicatrisation nécessite un organisme vivant intégré pour suivre l’évolution des tissus et la libération progressive du dispositif, attendue après plusieurs semaines dans les selles.

Réduction

Il s’agit d’une preuve de concept pour démontrer la faisabilité de pose du dispositif par voie endoscopique, sa sécurité et son efficacité. Un effectif réduit à 4 animaux permet de tester nos objectifs (réussite de pose du système, taille de l’anastomose, cicatrisation…). Considérant la variabilité interindividuelle de la physiologie digestive, c'est l'effectif minimum requis pour confirmer les résultats et valider les améliorations du prototype. Un animal supplémentaire est prévu en back up, il ne sera utilisé qu'en cas de complications compromettant l'implantation du dispositif et l'obtention de résultats exploitables.

Raffinement

Les porcs sont hébergés en groupe social, dans des box enrichis de jouets favorisant leurs comportements naturels comme le fouissage et mâchouillement, avec une période d’acclimatation à leur nouvel environnement. Ils reçoivent de l’eau ad libitum et une alimentation adaptée à leurs besoins. Ils sont familiarisés au contact avec les manipulateurs par renforcement positif avec distribution de récompenses. Les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale par voie endoscopique, technique mini invasive d’accès par les orifices naturels, avec thermorégulation, couverture antalgique et monitoring des fonctions vitales. Un médecin expert en echo-endoscopie réalise les gestes spécifiques liés au déploiement et à l’utilisation du dispositif médical testé. Au réveil de l’anesthésie, les animaux sont étroitement surveillés pour détecter tout signe de douleur éventuelle ou de complication. Une alimentation complémentaire liquide appétente (parfum fraise) est proposée pour préparer le tube digestif à l’examen gastroscopique. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure et éviter toute souffrance inutile.

Choix des espèces

Le porc est monogastrique, son tube digestif présente de nombreuses similitudes avec l'anatomie humaine. Des porcs charcutiers juvéniles de 30 et 50 Kg seront utilisés. A ce stade, les interventions endoscopiques peuvent être réalisées dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, volumes des segments digestifs, voies d’abord, ergonomie, orientation…).

Les souris employées ici portent une mutation qui permet de tuer sélectivement leurs propres cellules du foie par injection, et un système immunitaire délibérément détruit, deux conditions qui rendent possible la greffe d'hépatocytes humains. 8 800 d'entre elles vont être utilisées sur cinq ans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à huit injections du composé qui tue leurs hépatocytes, une greffe de cellules par la veine porte, jusqu'à deux puçages sous anesthésie et des prélèvements sanguins répétés, le porteur signalant un risque hémorragique accru, une anémie possible et une gêne du transit intestinal. L'effectif ne repose sur aucun calcul statistique, le porteur l'établissant d'après les études des années antérieures et "en accord avec le plan commercial". 8 600 souris sont tuées, 200 réutilisées dans d'autres projets, dont une formation interne aux gestes techniques sur souris.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de caractériser la toxicité et l'efficacité de candidats médicaments visant par exemple à guérir les infections virales (e.g. hépatites), le cancer du foie ou des maladies métaboliques telles que la MASH (Metabolic dysfunction-Associated Steato Hepatitis), ou encore de traitements indiqués en cas d’insuffisance hépatique. Pour ce faire nous utiliserons des souris au foie humanisé permettant de recréer un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. Le protocole consiste à remplacer les cellules hépatiques de souris par des cellules hépatiques humaines (greffe d’hépatocytes). Dans certains cas, l’humanisation du système immunitaire, en complément d’un foie humanisé, est essentielle pour étudier des processus physiopathologiques complexes, notamment dans le cadre de maladies métaboliques (par exemple, la MASH) ou d’infections virales (comme la dengue). Pour répondre de manière optimale aux objectifs scientifiques et aux questions posées, une double humanisation des souris, incluant à la fois le foie et le système immunitaire, pourra être mise en œuvre. Les cellules hépatiques humaines, et le cas échéant les cellules immunitaires humanisées, pourront ensuite être utilisées pour des études ciblées, comme l’infection par des virus humains spécifiques. Ce modèle permettra de reproduire fidèlement le métabolisme du foie humain dans une espèce facilement manipulable, bien caractérisée sur le plan génétique. Une souche de souris au foie non humanisé sera utilisée. Elle présenten une mutation génétique permettant d’induire la mort sélective des hépatocytes murins par injection. Cela permet non seulement de greffer des hépatocytes humains en vue d’humaniser le foie, mais également d’évaluer des solutions thérapeutiques indiquées dans le cas d’insuffisance hépatique. Par ailleurs, étant fortement immunodéprimée, elle est également permissive, après myéloablation, à la greffe des cellules souches hématopoïétiques ou cellules immunitaires humaines.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à recréer, chez la souris, un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. Lorsque nécessaire, il sera également possible d’humaniser simultanément les compartiments hépatique et immunitaire. Cette double humanisation constitue un avantage majeur, car elle permet de modéliser de manière plus fidèle les interactions complexes entre le foie et le système immunitaire humain, en particulier dans le cadre de maladies métaboliques ou infectieuses. Par ailleurs, les cellules hépatiques humaines pourront être infectées par des virus spécifiques à l’humain, et le métabolisme du foie humain pourra être reproduit dans une espèce facilement manipulable, mieux caractérisée sur le plan génétique, et plus acceptable sur le plan éthique que l’utilisation de primates non-humains. Les propriétés génétiques de la souche immunodéficiente utilisée offrent également des opportunités pour explorer les mécanismes d’insuffisance hépatique et développer des thérapies adaptées à cette pathologie. Enfin, l’intégration d’un système immunitaire humanisé renforcera la pertinence des modèles expérimentaux en permettant d’étudier les réponses immunitaires humaines dans des contextes complexes, tels que les traitements antiviraux ou les pathologies impliquant des mécanismes immunitaires.

Procédures

En fonction des besoins expérimentaux, les souris pourront recevoir, sous anesthésie générale, une puce classique et/ou une puce permettant la mesure de la température corporelle. En cas de perte ou de non-fonctionnement de leur puce électronique, elles pourront recevoir une nouvelle puce avec au maximum deux puçages pendant leur durée de vie. Des prélèvements sanguins seront réalisés avec ou sans anesthésies. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids et à l’âge de l’animal selon un schéma établi et une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Une réhydratation avec du sérum physiologique sera réalisée si nécessaire. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole de l’étude et sera contrôlé par un vétérinaire. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Pour les analyses nécessitant un volume plus important, un prélèvement terminal sous anesthésie gazeuse sera réalisé. Un maximum de 8 injection(s) de composé(s) induisant la mort des hépatocytes et des cellules souches et permettant au moment de la greffe de réduire la présence des macrophages murins présent dans le foie et empêchant les hépatocytes humains de s’implanter. Chaque injection dure entre 10 et 15 secondes. Injection d’analgésique : moins d’une minute. Greffe des cellules ou implants thérapeutiques : entre 5 et 30 minutes. À l’issue des études, les animaux non intégrés aux essais précliniques seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires. Toutes les interventions seront réalisées sous un suivi clinique rigoureux afin de minimiser douleur et stress des animaux.

Impact sur les animaux

Des nuisances peuvent être induites par : -identification par puce électronique classique ou thermopuce : stress, gêne, douleur dans les heures suivants l’injection. -injections : douleur abdominale transitoire, et pour l’agent myéloablatif effets hématologiques possibles -actes chirurgicaux : douleur, risque hémorragique, risque anesthésique, défaut de cicatrisation -traitements et prélèvements sanguins : douleur, hématome ou lésion au point d’injection, anémie en cas de prélèvements répétés -injection d’hépatocytes via la veine porte : gêne au niveau du transit intestinal liée au déplacement des viscères dans les heures suivant, risque hémorragique accru -imagerie sous anesthésie : hypothermie, déshydratation, sécheresse oculaire (gel ophtalmique en prévention).

Devenir

Dans le cadre d’une utilisation continue, les animaux issus de ce projet et ayant subit une humanisation pourront être utilisés dans d’autres projets autorisés par le Ministère dans l’établissement utilisateur. Des souris pourront être utilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris », sous réserve d’un avis vétérinaire favorable. Sinon, les animaux sont euthanasiés car ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général. Dans le cadre d’une réutilisation et afin d’affiner le protocole, les animaux issus des procédures « Humanisation du foie des souris via injection splénique d’hépatocytes » et « Humanisation du foie des souris via injection d’hépatocytes dans la veine porte » pourront être utilisés dans la procédure « Mise au point d’un modèle de double humanisation : foie + système immunitaire » de ce même projet.

Remplacement

Il n'existe à ce jour, aucune alternative performante capable de prédire l'activité/toxicité d'un candidat médicament agissant sur le foie, qui présente une architecture et un fonctionnement complexes qui ne peuvent être reproduits in vitro ou chez d'autres animaux (zébrafish, drosophiles, ...). La souris au foie humanisée constitue un modèle scientifiquement valide et pertinent pour le développement et la mise au point de traitements innovants visant à lutter contre les pathologies hépatiques, telles que les maladies virales ou métaboliques, les insuffisances hépatiques et le cancer chez l’humain.

Réduction

Un total de 8800 souris sera utilisé, couvrant une période de 5 ans. 78 études précliniques de 50 souris seront réalisées, sachant que le processus d’humanisation n’est efficient qu’à environ 50%, soit 7800 souris. 1000 souris supplémentaires seront utilisées dans le cadre de l’implantation d’un patch contenant des hépatocytes humaines, permettant de réaliser pour chacune des 4 étapes de cette procédure, 5 études précliniques de 50 souris. L’humanisation du foie des souris via injection d’hépatocytes dans la veine porte est une mesure de réduction par l’amélioration attendue de la réussite de la greffe (autour de 50% pour l’injection splénique d’hépatocytes) et donc l’utilisation de moins d’animaux. Aucune approche statistique n'a été réalisée, l’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum.

Raffinement

En début d'étude et tout en respectant la réglementation en vigueur, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables composés de 5 individus. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum sauf si le protocole d’étude nécessite un jeûne de nourriture. La durée de ce jeûne ne pourra dépasser 12 heures par semaine avec un maximum de 6h consécutives. L’eau ne sera jamais retirée des cages. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux. La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : par exemple morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle de scores appliquée dès que nécessaire (par exemple en cas d’altération de l’état général d’une souris notée lors de l’observation quotidienne). Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur s’il/elle le juge nécessaire. Concernant les prélèvements sanguins, le volume maximal est défini, au-delà il s’agira d’un prélèvement terminal sous anesthésie. Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue. Les points limites conduisant à une euthanasie seront fonction du score clinique et de la perte de poids.

Choix des espèces

90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement du gène de la souris par son équivalent humain permet la création de lignées humanisées. La souche immunodéficiente utilisée présente une mutation génétique permettant d’induire la mort sélective des hépatocytes murins par injection. Cela permet non seulement de greffer des hépatocytes humains en vue d’humaniser le foie, mais également d’évaluer des solutions thérapeutiques indiquées dans le cas d’insuffisance hépatique. Par ailleurs, cette souche étant fortement immunodéprimée, elle est également permissive, après myéloablation, à la greffe des cellules souches hématopoïétiques ou cellules immunitaires humaines. De plus, cette souche et ses dérivés présentent une mutation génétique permettant d’induire la mort sélective des hépatocytes murins par injection. L'humanisation du foie se déroulera sur des animaux âgés de 5 à 12 semaines. Il a été néanmoins décrit que travailler avec des animaux jeunes permet une meilleure prise de greffe. Les pathologies hépatiques pourront être induites sur les animaux humanisés ou non. L'insuffisance hépatique pourra être induite chez la souris immunodéficiente par exemple par une ou plusieurs injection(s) causant la mort des hépatocytes murins, permettant ainsi d’étudier l’effet d’un implant contenant des hépatocytes.

Entraînés au préalable à traverser un tunnel et à marcher sur une plateforme de mesure de force, 40 chats reçoivent onze administrations orales au maximum, puis une solution injectée dans un membre postérieur sous une heure d'anesthésie générale, qui provoque une inflammation et une boiterie d'environ cinq jours. Ils sont hébergés seuls de l'induction jusqu'à sept jours après, subissent une prise de sang par jour, et repassent dans le tunnel jusqu'à cinq fois par mesure, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après trente et un jours de repos, le protocole entier est recommencé sur les mêmes chats, tous gardés en vie à l'issue. Le porteur précise que le groupe recevant le comprimé placebo est le plus exposé à ce protocole, et que la justification du nombre de chats est demandée au donneur d'ordre, le projet servant à évaluer un candidat médicament vétérinaire félin à trois doses.

Objectifs

L'objectif de ce projet est d'évaluer puis de comparer l'efficacité d'un élément d'essai administré à trois doses différentes. L'objectif est de pouvoir démontrer les propriétées anti-inflammatoire et analgésique du produit testé sur un modèle inflammatoire chez le chat. Ce produit test sera mis en comparaison avec un contrôle positif (la référence) et un contrôle négatif (un comprimé placebo). Ce modèle permet de créer une boiterie en induisant réponse inflammatoire au niveau du membre induit. Grâce au modèle boiterie, les propriétées anti-inflammatoire et analgésique des produits testés pourront être évaluées.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont de pouvoir démontrer l'efficacité du produit testé en le comparant aux contrôles positif et négatif. De démontrer les propriétés anti inflammatoires et analgésiques du produit test . Ce projet est nécessaire pour trouver de nouveaux principes actifs pour de futurs médicaments vétérinaires destinés à la médecine féline.

Procédures

Les animaux seront soumis à des administrations orales pour le produit test (sous forme de comprimés), le contrôle négatif (sous forme de comprimé) et le contrôle positif (sous forme orale) . Durée, par administration, inférieure à la minute. Au total un maximum de 11 administrations seront réalisées. Les administrations commenceront 4 jours avant l'induction de l'inflammation et se poursuivront 6 jours après. La réalisation de la boiterie sera induite par administration d'une solution au niveau du membre sous anesthésie générale. La durée d'induction est inférieure à 5 minutes. La durée de l'anesthésie générale est d'environ 1h. Durée de la boiterie induite : environ 5 jours, il s'agit d'un modèle totalement réversible. Les prélèvements sanguins seront réalisés en deux occasions: juste avant la première administration puis juste avant l'induction puis une fois par jour à jour 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 8 après l'induction. Tout prélèvement de sang sera fait selon les bonnes pratiques vétérinaires et conformément à la réglementation en vigueur. La durée d'un prélèvement sanguin est inférieur à la minute. Enfin les animaux passeront de leur plein gré sans laisse ni harnais dans un tunnel pour verifier le temps mis à le traverser puis passeront à la marche sur un système de balance (force plate). Un harnais et une laisse peuvent être utilisés si besoin pour le passage à la force plate. Les animaux auront eu un entrainement au préalable de l'étude. Cela a pour but d'évaluer la force du membre présentant la boiterie pour pouvoir évaluer l'efficacité du médicament testé. Durée d'un passage : inférieur à 1 minute. Plusieurs passages ( maximum 5) sont réalisés par temps afin d'obtenir une moyenne fiable d'interprétation. Ce protocole expérimental sera réalisé en deux occasions avec une période de repos de 31 jours entre chaque induction.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sont ceux liés à l'induction d'une boiterie et d'une inflammation du membre postérieur administré , à la contention lors des prélèvements sanguins, le risque d'hématome lors des prélèvements et au risque anesthésique de toute intervention sous anesthésie générale. Le groupe contrôle négatif sont les animaux les plus exposés à ce modèle. Les effets indésirables liés au modèle lui même sont des gonflements au niveau du membres induit, de la chaleur, parfois rougeur.

Devenir

Tous les animaux seront gardés en vie à la fin de chaque procédure.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire la diffusion d’un produit dans le sang des animaux, il est indispensable de recourir à l’animal. Aucune méthode alternative ne permet d'évaluer l'efficacité d'un produit test sur le modèle boiterie chez le chat. Les essais in vitro sont des tests de cinétique de dissolution et de désagrégation d'un produit. Les essais ex vivo sont des tests qui s'effectuent directement sur des organes ou tissus isolés.

Réduction

40 animaux seront inclus dans ce projet. Ils seront répartis en 5 groupes de 8 animaux. 2 groupes auront les éléments contrôle positif et contrôle négatif puis trois groupes auront l' élément test à trois doses différentes. C'est le nombre d'animaux minimal pour avoir des résultats représentatifs et interprétables et en tenant compte de la variabilité inter individuelle. Une justification du nombre d'animaux est demandée au donneur d'ordre. Des phases préliminaires, comme des études pilotes, ont été réalisées dans le but de déterminer le nombre d'animaux nécessaires pour cette étude. Ces études ont mis en avant qu'il était necessaire d'avoir des groupes de 6 à 8 animaux. Vu la variabilité du modèle, il ne faut pas déséquilibre les groupes pour avoir des résultats exploitables. Ce projet sera fait en "Cross over" cela signifie que chaque animal recevra en 2 occasions ce protocole expérimental avec une période de repos minimale de 31 jours. Cela permet de réduire la variabilité inter individuelle, d'obtenir la même puissance statistique avec moins d'animaux.

Raffinement

Pendant la période d'acclimatation, les animaux auront une phase d'entrainement pour le passage dans le tunnel et une phase d'entraînement à la marche en ligne dans le corridor de Force Plate . Les animaux sont préalablement entraînés à ces exercices à l'aide de renforcement positif. Cette phase sert à familiariser les animaux avec le dispositif experimental. Les animaux seront hébergés par groupe de 2 à 4. Puis ils seront hébergés en condition individuelle à partir de l'induction jusqu'à 7 jours après, temps correspondant à la disparition de la gêne ou boiterie occasionnée. Cet hébergement en individuel est nécessaire pour mettre l'animal dans de bonnes conditions pour la phase de réveil et pour faciliter l'observation des animaux ainsi que de garantir leur tranquilité tout au long de la phase active. En effet, pour les chats, le calme et le repos est plus apprécié lors d'évènements pouvant occasionner une douleur ou une gêne ou une diminution de la capacité motrice que les nombreuses intéractions sociales avec des congénères. Ils garderont un contact visuel, auditif et olfactif pendant la période d'hébergement individuel. De l'enrichissement (exemple: plateformes à différentes hauteurs, tunnels, balle, corde et griffoirs) sera présent autant que possible dans les boxes. Les tablettes dans les hébergements seront remontées aussi longtemps que la présence de boiterie pour l'animal au niveau du membre induit. En cas de détection d'une souffrance ou de douleur , le vétérinaire sera immédiatement prévenu et procèdera à un examen clinique de l'animal concerné afin d'établir un diagnostic et mettre en place un traitement adapté en accord avec le Donneur d'Ordre. Des anesthésiques ou analgésiques pourront être utilisés si necessaire. Toute intervention sur l'animal sera effectuée par une personne habilitée et expérimentée afin de réduire au minimum le stress.

Choix des espèces

Il s'agit de l'espèce cible pour ce projet Chats adultes entre 1 à 9 ans. Ce stade de développement permettra de viser la majorité du stade cible de ce médicament.

Jusqu'à seize prélèvements sanguins d'environ un millilitre en sept jours, dont douze sur une seule journée : 150 chats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, gardés en vie à l'issue et réutilisables dans d'autres projets. Certains subissent aussi une ponction d'urine dans la vessie, éveillés et maintenus sur le dos par contention manuelle, deux fois par vingt-quatre heures au maximum. L'objet du projet est de mesurer le devenir de molécules dans l'organisme du chat pour mettre au point des médicaments destinés à la médecine féline. Le porteur retient cette espèce parce qu'elle est celle à laquelle le médicament est destiné, et précise que les chats utilisés sont de jeunes adultes stérilisés.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de pouvoir tester différents principes actifs et véhicules chez le chat et d'obtenir des données pharmacocinétiques et pharmacodynamiques. La pharmacocinétique et la pharmacodynamie sont des disciplines qui étudient le devenir de la molécule dans l’organisme. Le devenir du médicament selon les doses utilisées, sa voie d'administration et sa concentration sont étudiés chez l'animal: son absorption, sa distribution dans l'organisme, son métabolisme, son élimination. Les chats sont régulièrement utilisés pour la recherche biomédicale dans les domaines de santé animale (espèce pour laquelle le médicament est prévu). L'objectif est de pouvoir générer de nouveaux médicaments pour la médecine vétérinaire.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont de pouvoir déterminer les paramètres pharmacocinétiques des éléments tests pour pouvoir ensuite générer de nouveaux médicaments pour la médecine vétérinaire principalement destinés à la médecine féline.

Procédures

Les animaux seront soumis à des administrations uniques ou répétées de molécules tests selon les études (1 administration à 5 administrations espacées d'au moins 1 semaine). Pour cela les animaux seront vigiles et auront une contention manuelle. Cette contention est facilitée par les entrainements réguliers des animaux à tenir ces positions (par exemple: assis sur la table, ouverture de la cavité buccale, tête légèrement orientée vers le haut, allongés sur le dos pour des prélèvements de cystocentèse). La durée d'une administration est inférieure à la minute. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur les animaux vigiles. Pour une période de 7 jours, le nombre de prélèvements sanguins sera limité à 16 maximum (volume environ égale à 1 mL par temps) et engendrera une période de récupération de 7 jours minimum, la durée du prélèvement est inférieure à la minute. Sur cette période de 7 jours, un total de 12 prélèvements sanguins maximum peuvent être réalisés sur 24h. Certains animaux peuvent être soumis à un recueil d'urine. Dans ce cas, cela se fera soit par miction spontanée ne nécessitant pas de manipulation de l'animal. Les animaux sont pour cela mis en hébergement individuel comprenant des bacs à litière spécifique pour le recueil d'urine. La durée de la mise en individuel peut être de 24h, soit le prélèvement urinaire peut se faire par ponction d'urine dans la vessie sur un animal vigile avec une contention manuelle. La durée du prélèvement est de l'ordre de la minute, l'animal est alors allongé sur le dos. Un maximum de deux prélèvements d'urine dans la vessie sur 24h est accepté, espacées d'au moins 6h. Cela se fait sous échographie pour eviter tout risque de blessure.

Impact sur les animaux

Toutes administrations des différents éléments tests vont engendrer une contention de l'animal. Malgré un entraînement régulier, toute contention peut engendrer un stress ou un inconfort. Les prélèvements de sang ou prélèvements d'urine peuvent également entraîner un stress, un inconfort si c'est un prélèvement dans la vessie directement. Cela se pratiquera sous échographie pour éviter tout risque de blessure

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie à la fin du projet et de chaque protocole en accord avec le vétérinaire responsable. Les animaux pourront être réutilisés dans le cadre d'autres projets.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permettant actuellement de reproduire la diffusion d’un produit dans le sang des animaux au niveau de l'organisme entier, il est indispensable de recourir à l’animal. Les essais in vitro sont des tests de cinétique de dissolution et de désagrégation d'un produit. Les essais ex vivo sont des tests qui s'effectuent directement sur des organes ou tissus isolés. La possibilité de mettre en place ces techniques de remplacement seront évaluées avant la mise en place de chaque projet.

Réduction

150 animaux sont inclus dans ce projet pour une durée de 2 ans. Cela représente en moyenne 75 animaux par an soit en moyenne 7 études par an comprenant une moyenne de 10 à 12 individus par protocole. Un délai minimum de 4 semaines sera respecté entre chaque étude. Si aucune approche statistique n'est réalisée par le Donneur d'Ordre, on calculera pour chaque produit à tester le nombre d’animaux nécessaire, il sera, pour chaque protocole, toujours réduit au minimum, en tenant compte de la variabilité des résultats attendus, un minimum de 3 animaux par produit est nécessaire pour une interprétation des résultats exploitables. Ce nombre peut être augmenté pour obtenir une meilleure fiabilité des résultats, palier à une grande variabilité inter-individuelle ou être homogène dans le sex-ratio des animaux.

Raffinement

Les chats seront hébergés par groupe de 2 à 4 animaux par groupe, par sexe et par affinité dans le respect du plan d'hébergement et de la règlementation en vigueur. De l'enrichissement du milieu (exemple: griffoir, coussin,plateformes à différentes hauteurs, balles ou cordelettes) est présent dans chaque box. Un suivi quotidien est mis en place pour l'observation générale des animaux et la détection précoce de signe clinique pour une prise en charge rapide d'éventuels effets secondaires (observation de l'état de santé général, observation des sites de prélèvement, observation du comportement de l'animal...). Une visite hebdomadaire par le vétérinaire désigné ou son suppléant est réalisée pour évaluer la stabilité et l'équilibre social de tous les groupes de chats.

Choix des espèces

Espèce cible pour les médicaments vétérinaires. Jeunes adultes stérilisés ayant atteint leur taille adulte et un système immunitaire et métabolique mature.

300 animaux sur 3 990 pourront être gardés en vie et renvoyés en hébergement hors étude après avis vétérinaire, les autres seront tués pour le prélèvement d'organes et de fluides. 3 300 rats et 690 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour mesurer les effets de candidats-médicaments commandés par des donneurs d'ordre. Certains reçoivent un cathéter intraveineux implanté à demeure sous anesthésie, portent une veste à capteurs jusqu'à dix-neuf heures, passent jusqu'à sept heures trente dans une enceinte respiratoire ou jusqu'à six heures dans une enceinte à diurèse sans eau ni nourriture, et subissent jusqu'à huit prélèvements sanguins par séance. Le porteur affirme qu'aucune alternative ne permet de mesurer ces effets sur un "organisme entier" et revendique la "nécessité" d'accéder à l'animal dans son entièreté.

Objectifs

Les études de pharmacologie de sécurité chez les rongeurs visent à évaluer les effets d'un candidat-médicament en développement sur les grandes fonctions physiologiques et sont des prérequis réglementaires précliniques permettant à un donneur d’ordre d'initier des études cliniques pour un candidat-médicament destiné à l'Homme. Selon le candidat-médicament, l’établissement utilisateur évalue la procédure à effectuer, sachant que plusieurs procédures peuvent être combinées au sein d’une même étude (par exemple : étude combinant l’évaluation des fonctions respiratoire et neurologiques). Chaque animal est traité par un placebo ou une dose de candidat-médicament selon la voie d'administration prévue chez l'Homme. Les effets du candidat-médicament sont évalués sur une fonction physiologique données (neurologique, respiratoire, gastro-intestinale, rénale ou cardiovasculaire) à l'aide de capteurs et de logiciels enregistrant, en continu, le signal physiologique (fonctions respiratoire et cardiovasculaire), de tests spécifiques (fonctions neurologiques) ou de prélèvements d'organes/fluides biologiques (fonctions gastro-intestinale et rénale) effectués à un ou plusieurs temps après traitement, et dont l'analyse génère des valeurs quantitatives caractérisant la fonction étudiée. Les valeurs des paramètres mesurés à chaque dose de candidat-médicament sont ensuite comparées à celles mesurées en placebo et permettent ainsi d'évaluer l'impact du candidat-médicament sur la fonction étudiée. Pendant la durée de la procédure, de la réception des animaux à leur sortie d'étude, leur état de santé est suivi quotidiennement a minima, leur poids est mesuré périodiquement et l'atteinte de points limites est étroitement surveillée, avec prise de décision vétérinaire rapide et appropriée en cas d'altération du bien-être animal. Des dispositions, compatibles avec l'atteinte des objectifs de l'étude, sont prises pour limiter tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile, par l'utilisation d'habituation à l'environnement expérimental et aux dispositifs d'enregistrement des fonctions physiologiques, de protocoles anesthésiques et analgésiques appropriés, ou par décision vétérinaire d'appliquer des soins, de diminuer les doses de candidat-médicament ou d'arrêter le traitement. En fin de procédure, selon les prérequis du protocole d'étude, les animaux peuvent être gardé en vie ou euthanasiés.

Bénéfices attendus

L'évaluation des effets fonctionnels d'un candidat-médicament en développement par un donneur d'ordre dans les études de pharmacologie de sécurité chez le rongeur est conduite selon des recommandations ("lignes directrices") internationales, et constitue une étape réglementaire avant la conduite d'essais cliniques avec ce candidat-médicament chez des volontaires sains ou des patients. Ces études visent à définir le profil des effets pharmaco-toxicologiques de candidats-médicaments sur certaines fonctions physiologiques (incluant les fonctions vitales) qui surviennent généralement dans les heures à jours suivant leur administration. L'identification des fonctions modifiées par le candidat-médicament - s'il est considéré par le donneur d'ordre comme pouvant progresser dans les phases cliniques - permettra la mise en place de procédures de suivi de ces mêmes fonctions ("monitoring") chez l'Homme (ex.: mesure de l'électrocardiogramme, de la tension artérielle ou de la fréquence respiratoire; examens neurologiques) et donc, de rendre les essais cliniques plus sûrs pour les volontaires ou les patients y participant. En relation avec les données collectées dans les études de toxicologie réglementaire, celles issues des études de pharmacologie de sécurité permettent aussi de définir la dose qui sera testée (avec une marge de sécurité) pour la première administration à l’Homme. Au final, ce projet contribuera au développement de nouvelles solutions thérapeutiques, prophylactiques ou diagnostiques sûres pour les patients. Il est envisagé que, sur une durée de 3 ans, entre 25 et 35 candidats-médicaments pourront être évalués.

Procédures

Ces études consistent généralement en une administration unique du candidat-médicament, pendant une durée de quelques secondes pour des administrations par les voies orale, sous-cutanée, intramusculaire, intraveineuse rapide, ou de quelques minutes pour les administrations par la voie intraveineuse dites en "bolus lent". Certaines administrations par voie intraveineuse peuvent également durer plusieurs dizaines de minutes à quelques heures, et nécessitent l'implantation chirurgicale, sous anesthésie générale gazeuse profonde et avec un protocole analgésique péri-opératoire adapté, d'un cathéter laissé en place de manière permanente dans une veine périphérique. Ce cathéter est relié à un dispositif externe de perfusion adapté aux rongeurs, permettant de connecter la seringue délivrant le candidat-médicament, tout en laissant l'animal libre de ses mouvements. Ce dispositif de perfusion intraveineuse est implanté sous anesthésie générale profonde, à une seule occasion, pendant la période d'acclimatation. Les administrations de candidats-médicaments sont suivies d’évaluation de leurs effets sur les paramètres neurologiques (évalués individuellement pendant un maximum de 15 minutes, à différentes heures après traitement), respiratoires (avec placement de chaque animal dans une enceinte dédiée jusqu'à 7,5 heures), urinaires (avec placement de chaque animal dans une enceinte à diurèse jusqu'à 6 heures). Les animaux dont la fonction cardiovasculaire est évaluée portent une veste avec capteurs intégrés jusqu'à 19 heures. Si requis par le protocole d'étude, un ou plusieurs prélèvements sanguins seront effectués, par ponction d'une veine superficielle chez l'animal vigile, suivant des modalités et un nombre définis par les besoins de l'étude (jusqu'à 2 occasions par étude, avec un maximum de 8 prélèvements par occasion), tout en respectant les recommandations éthiques de l'établissement utilisateur. Si le protocole d'étude requiert un prélèvement sanguin unique d'un volume dépassant ces recommandations, ce prélèvement est effectué chez l'animal en fin d'expérimentation, sous anesthésie générale gazeuse profonde, puis celui-ci est euthanasié. Si requis par le protocole d'étude, une ponction de liquide céphalo rachidien unique est effectuée chez l'animal en fin d'expérimentation, sous anesthésie générale gazeuse profonde, puis celui-ci est euthanasié.

Impact sur les animaux

Les nuisances peuvent inclure (variables selon les individus) : Stress, inconfort ou douleur brève (quelques minutes) lors des administrations, prélèvements sanguins ou euthanasie au gaz carbonique. Les injections intraveineuses lentes peuvent nécessiter une contention en tube, après une période d'habituation. Sensation de chaleur et stress lors du placement en enceinte chauffante utilisée pour prélèvements de sang ou injections intraveineuses ne nécessitant pas de pose de cathéter à demeure. Anesthésie de quelques minutes - avec risque d’incoordination motrice au réveil - , pour prélèvements de sang ou autres fluides biologiques. Anesthésie suivie d’une douleur légère à modérée pendant quelques jours après la pose de cathéters intraveineux à demeure. Port d’un harnais ou d’un bouton métallique permettant la perfusion prolongée par voie intraveineuse sans contention, pouvant provoquer gêne à l'ambulation et au toilettage, grattage et/ou frottements. Connexion à un dispositif de "joint tournant" lors des perfusions intraveineuses de 30 min à 24 heures/jour, pouvant limiter les déplacements dans la cage d'hébergement. Restriction d’espace et absence d’aliment (eau disponible) dans l'enceinte dédiée aux mesures respiratoires jusqu’à 7,5 heures. Restriction d’espace sans accès à l’eau ni à l’aliment dans les enceintes pour collectes urinaires (jusqu’à 6 heures) ou les arènes d’observations comportementales (jusqu’à 10 min). Stress lié à l’hébergement individuel, notamment chez les souris mâles et les animaux porteurs de dispositifs de perfusion intraveineuse implantés à demeure. Effets toxicologiques ou pharmacologiques légers à modérés des candidats-médicaments.

Devenir

Si le protocole d'étude prévoit des prélèvements de tissus et d'organes pour analyses métaboliques, de biologie moléculaire, d'évaluations histopathologiques ou de prélèvements terminaux de fluides biologiques, une fraction ou la totalité des animaux nécessaire à ces analyses sera euthanasiée. Si le protocole d'étude ne prévoit pas de prélèvements nécessitant l'euthanasie des animaux, ceux-ci pourront être gardé en vie et retourner en zone d’hébergement hors étude suite à l’avis du vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies.

Remplacement

Il n’existe pas actuellement d’alternatives à l’utilisation d’animaux qui permettent de déterminer la nature et l'amplitude des effets pharmacologiques de candidats-médicaments sur un organisme entier. Dans les études de pharmacologie de sécurité visant essentiellement à évaluer les effets de candidats-médicaments sur les fonctions physiologiques interdépendantes (en particulier, les fonctions vitales (neurologique, respiratoire et cardiovasculaire), il est nécessaire d’avoir accès à l’animal dans son entièreté, pour évaluer l’ensemble des paramètres demandés par les lignes directrices édictées dans des recommandations réglementaires internationales.

Réduction

Lorsque la pharmacocinétique et/ou le mécanisme d'action du candidat-médicament le permet, les mêmes animaux peuvent être utilisés dans une même étude, dans le but d'évaluer, soit simultanément, soit séquentiellement, plusieurs fonctions physiologiques. Dans le cadre d'application de procédures de manière séquentielles, l'inclusion des animaux dans la seconde procédure suivant la première sera effectuée après un temps d'élimination du candidat-médicament de l'organisme suite à l'administration au cours de la première procédure, et après un examen clinique confirmant la capacité des animaux inclus dans la première procédure, à être inclus dans la seconde. Si l'étude requiert des prélèvements sanguins sur animal vigile et que la méthode analytique le permet, des microprélèvements de quelques dizaines de microlitres seront effectués chez les animaux en exploration fonctionnelle, évitant ainsi l'utilisation d'animaux satellites. S'il n'est pas attendu de différences pharmacologiques ou pharmacocinétiques notable entre mâles et femelles, et sauf avis contraire du protocole d'étude, ou justification d'une indication thérapeutique limitée à un seul sexe chez l'Homme, les études de pharmacologie de sécurité sont effectuées chez des mâles.

Raffinement

Rats mâles et femelles et souris femelles sont hébergés en groupes sociaux (sauf incompatibilité comportementale ou avec la procédure expérimentale) en cage sur litière, avec enrichissement adapté, augmenté en cas d’hébergement individuel. Les techniques limitant stress et inconfort seront privilégiées; les actes pouvant les engendrer seront réduits en nombre et durée au minimum nécessaire et réalisés sous anesthésie générale avec un protocole analgésique adapté. Les rongeurs sont observés au moins une fois par jour pour rapidement détecter des signes cliniques et limiter toute souffrance ou douleur inutile. En cas d'atteinte du bien-être, un vétérinaire prendra des mesures rapides et appropriées (soins, arrêt momentané ou définitif du traitement…). Le stress de la manipulation est réduit par la procédure de gestion de faible stress. Etudes d'évaluation de la respiration par pléthysmographie: une habituation à l'enceinte de mesure en Plexiglas transparent (permettant aux animaux de voir et d'entendre leurs congénères et leur environnement) est effectuée par placement des animaux pendant 1 à 2 heures avant traitement (et en période de prétraitement, si requis au protocole d'étude). Etudes d'évaluation cardiovasculaire par veste connectée: en prétraitement, un fragment du tissu de la veste est déposé dans la cage d'hébergement pendant au moins 24 heures, puis les rats sont équipés de la veste seule (sans capteurs) jusqu'à 5 heures. Administration IV lente > 5 minutes: l'habituation au tube de contention est faite au moins 2 fois avant le premier traitement. Administration par voie orale et prélèvement sanguin en veine jugulaire chez rongeurs âgés ou peu manipulés: l'habituation à la manipulation est mise en place avant le premier traitement. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale avec un protocole analgésique adapté. Si compatibles avec les objectifs de l'étude, des microprélèvements sanguins seront effectués, limitant ainsi le stress et facilitant la récupération. Le design de chaque étude sera détaillé dans le protocole d’étude et une évaluation éthique sera réalisée avant le démarrage. Le pH et l'osmolarité seront mesurés (ou communiqués par le donneur d'ordre) avant toute première administration par voie parentérale. Enfin, les volumes d'administration et de prélèvement de sang ont été établis selon des recommandations internes, elles-mêmes basées sur des recommandations éthiques (Diehl et al. (2001); J. Appl. Toxicol.).

Choix des espèces

Le choix de l'espèce animale dans les études visant à étudier les effets de candidats-médicaments sur les fonctions physiologiques est basé sur les recommandations réglementaires édictées dans des lignes directrices internationales, les informations concernant la distribution et l'élimination des candidats-médicaments dans l'organisme, leur mécanisme d'action après liaison à leur cible biologique, les données de la bibliographie scientifique, et les analogies des fonctions physiologiques entre l’animal et l'Homme. Selon les fonctions physiologiques susceptibles d'être modifiées par le candidat-médicament et de la population concernée par celui-ci, l’âge le plus adéquat sera sélectionné, cet âge pouvant varier de l’âge juvénile jusqu’à l’âge de maturité sexuelle. Ce choix de l'âge répond à l’ensemble des études réglementaires conduites chez l'animal et nécessaires à la conduite des essais cliniques avec un candidat-médicament chez l’Homme.

Privés de nourriture et d'eau jusqu'à huit heures dans des chambres d'enregistrement respiratoire, parfois placés seize heures en cage à collecte d'urine et de fèces, 2 560 rats et 1 600 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ces études de pharmacologie de sécurité mesurent les effets de candidats médicaments sur la respiration et le système nerveux, étape que la réglementation impose avant toute première administration à un être humain. Le porteur justifie la mise à mort systématique par la volonté d'éviter qu'un même animal reçoive plusieurs composés, et décrit ces animaux comme "naïfs", sélectionnés sur des critères d'âge et de poids stricts pour rester comparables aux données historiques. Il annonce une observation fine du comportement lors des tests sur le système nerveux, sans nommer un seul des tests employés.

Objectifs

L'objectif de ce projet est d’évaluer de potentiels effets liés aux médicaments sur les systèmes vitaux de l’organisme tels le système respiratoire et le système nerveux. Les effets potentiellement indésirables d'un ou plusieurs composés pharmaceutiques sont évalués après administration unique ou répétée chez le rat ou la souris. Ces études de pharmacologie de sécurité entrent dans le cadre réglementaire du développement de médicament et sont exigées avant la première administration chez l’Homme. Le présent projet comprend 2 procédures de pharmacologie de sécurité chez le rongeur et couvre l’évaluation de la fonction respiratoire (procédure 1) et du système nerveux (procédure 2).

Bénéfices attendus

Le projet est réalisé dans un cadre réglementaire, conformément aux lignes directrices. Il s’agit d’un prérequis indispensable à la réalisation de la première administration chez l'Homme conformément aux lignes directrices et aux recommandations ICH (éditées par l’International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (ICH)). Les bénéfices escomptés sont la détermination de marge de sécurité dans les doses de médicaments lors de la première administration chez l’Homme. Le but est d’assurer la sécurité des futurs médicaments. Les doses à administrer aux volontaires sont déterminées grâce à ces études et permettent d’assurer l’absence d’effets secondaires sur les fonctions vitales telles que la fonction respiratoire et le système nerveux.

Procédures

Les animaux sont généralement traités par une voie d’administration identique à celle envisagée chez l’Homme (orale, intramusculaire, sous-cutanée ou intraveineuse…). Il s’agit, le plus souvent, d’une administration unique. Parfois, l’administration peut être répétée. La durée de l’administration est généralement rapide (quelques secondes à quelques minutes) et peut atteindre au maximum 1 heure dans le cas de perfusion intraveineuse. La durée totale des études est de maximum 7 jours. Des prélèvements de sang, de fèces ou d’urine pourront être réalisés au cours du temps et analysés afin d’établir des bilans de santé et de déterminer les taux de médicaments chez les animaux. Ces prélèvements sont réalisés à une fréquence et aux volumes conformes aux recommandations éthiques en vigueur. Les animaux seront examinés quotidiennement afin de déceler tout signe clinique. Le poids corporel sera mesuré à différents temps au cours du projet. Les animaux seront euthanasiés à la fin du projet et un examen microscopique pourrait être réalisé sur les tissus collectés si nécessaire. Une mise dans des cages permettant de récupérer les fèces et les urines est parfois nécessaire, au maximum pendant 16h. Dans certaines situations, les animaux peuvent être soumis à un hébergement individuel dans leur cage mais, dans ce cas, leur environnement est amélioré. Il ne s’agit pas d’isolement : les contacts visuels, auditifs, olfactifs entre animaux sont maintenus. Lors des tests sur la fonction respiratoire, les animaux sont hébergés dans les chambres permettant l’enregistrement des paramètres respiratoires. Ils n’ont pas accès à la nourriture ni à l’eau pendant une période de 8h maximum. Lors des tests sur le système nerveux, le comportement des animaux est finement observé, avec une manipulation et une contrainte très limitée.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus correspondent aux effets pharmacologiques du produit administré (ex : action au niveau de la respiration ou du comportement), à l’inconfort, au stress et/ou à la douleur transitoires liés aux procédures (ex : manipulation et contention des animaux, administration en dose unique ou répétée). Une perte de poids peut être observée par exemple. En particulier, la mesure des paramètres respiratoires se fait alors que les animaux n’ont pas accès à la nourriture ni à l’eau. La durée maximum des enregistrements est de 8h.

Devenir

Les animaux utilisés dans le cadre de la pharmacologie de sécurité sont des animaux naïfs n’ayant reçu aucun traitement au préalable. Ces animaux sont généralement acceptés dans ces études en fonction de critères d’âges et de poids très strictes, facilitant une comparaison avec les données historiques obtenus conformément à ces critères. Enfin, pour éviter toute interaction entre plusieurs composés évalués sur un même animal, tous les animaux de ce projet seront euthanasiés à la fin de chaque étude.

Remplacement

Ce projet a pour but d’évaluer les effets indésirables de futurs médicaments sur les fonctions vitales de l’organisme, notamment la fonction respiratoire et le système nerveux. Cette évaluation doit être réalisée sur un organisme entier car les études in vitro ne sont pas une alternative. Seule l’observation sur un organisme entier permet de tenir compte de la complexité des interactions entre les différentes fonctions de l’organisme (ex : système respiratoire et système nerveux).

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe correspond toujours au minimum requis pour permettre une analyse statistique fiable, conformément à la règlementation en vigueur. D’autre part, en fonction du composé testé et de son indication thérapeutique, seul le sexe ciblé ou potentiellement sensible au composé testé est utilisé. En revanche, le plus souvent, le recours aux deux sexes s’avère nécessaire pour une évaluation d’un effet sexe sur les paramètres considérés. Ces caractéristiques sont spécifiques au produit et auront été déterminées au préalable grâce à des études préliminaires.

Raffinement

Les doses utilisées sont généralement similaires à celles envisagées chez l'Homme. En conséquence, des effets toxiques ne sont pas généralement pas attendus à ces doses physiologiques. Une habituation préalable à l’utilisation du pléthysmographe (et du cylindre de contention en cas d’administration intraveineuse) est mise en place avant le traitement. Des enrichissements sont proposés pour les animaux groupés et des enrichissements supplémentaires avec maintien du contact visuel auditif et olfactif sont proposés aux animaux hébergés individuellement, ainsi que la mise à disposition de matériaux de nidification.

Choix des espèces

Les espèces rat et souris sont des espèces de laboratoire très largement utilisée en recherche biomédicale (littérature et connaissance très larges) et sont couramment utilisées lors du développement de nouveaux médicaments. Ce sont des modèles acceptés par les autorités assurant la protection de la santé publique en évaluant les bénéfices et les risques. Le choix de l’espèce/souche est dicté par différents facteurs : résultats déjà existants (essais préliminaires in vitro et in vivo), voie d'administration et parfois sur la base des données historiques sur de médicaments similaires. De façon standard, les rats et les souris seront âgés de 6 à 10 semaines et 6 à 8 semaines, respectivement, correspondant à un développement « jeune adulte » de croissance et de développement nécessaire et suffisant pour conduire les expérimentations (capacité fonctionnelle des organes, volume circulant, etc.).