Recherche appliquée

540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des souriceaux sont séparés de leur mère puis exposés de façon répétée à une baisse d'oxygène (hypoxie intermittente), avec imagerie du cerveau sous anesthésie et tests d'exploration, pour étudier les conséquences de l'apnée du sommeil de l'enfant. Le porteur indique que la séparation maternelle peut générer de l'angoisse et que le protocole ralentit la croissance, et que toutes les souris sont tuées entre 30 et 35 jours pour prélever leur cerveau. Il affirme que les méthodes sans animaux ne peuvent répondre à la complexité d'un "organisme entier" et juge le modèle animal "indispensable".

Objectifs

Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil (SAOS) de l’enfant est une maladie fréquente (4% des enfants) responsable à moyen terme de difficultés scolaires, de troubles du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité et à long terme potentiellement de complications cardiovasculaires. Le SAOS est caractérisé par une alternance de périodes d’apnées et de périodes de respiration sans apnées. Durant les phases d’apnées, les patients présentent une diminution du taux d’oxygène (hypoxie) dans le sang pouvant être plus ou moins sévère. Le modèle de SAOS le plus utilisé est l'hypoxie intermittente caractérisée par des épisodes de diminution du taux d’oxygène dans le sang. Pour ce faire, nous faisons alors varier la quantité inspirée en oxygène et sa durée et mesurer les conséquences. Ce modèle permet donc d’étudier de façon spécifique les conséquences d’une hypoxie intermittente sur le plan cognitif et physiologique dans un modèle murin juvénile.

Bénéfices attendus

Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil chez l’enfant est très peu étudié pourtant cela concerne beaucoup d’enfants (4% de la population). Ce projet permetterait de mieux comprendre les déterminants du pronostic de ce syndrome en terme de fonction cognitive (mémoire) et de fonction cardio-vasculaire. Une meilleure compréhension permet une meilleure prise en charge.

Procédures

Séparation maternelle de 2 fois 3h pour les souris âgées de 15 à 27 jours. Entre 30 et 35 jours de vie : ces souris seront soumises une fois à une courte anesthésie (30 minutes maximum) afin de réaliser une imagerie ultrasonore fonctionnelle à temps réel du cerveau . C'est une imagerie éveillée sur boîte cranienne et peau intactes (sans cranioctomie) ) qui mesure les variations du flux sanguin cérébral et renseigne ainsi l’activité cérébrale. Gestes techniques : prise de poids et de température, tests de comportements par exposition des animaux dans une arène vide puis dans une arène munie de deux objets, préhension des animaux pour la lecture du tatouage d'identification sur les pattes, pour le déplacement dans les chambres d'exposition et pour l’administration une fois d’anesthésiant et le rasage au niveau de la tête pour l'imagerie fonctionnelle

Impact sur les animaux

- séparation maternelle limitant le contact maternel pouvant générer de l'angoisse - troubles cardio-vasculaires selon le protocole d'hypoxie intermittente (hypoxie intermittente = épisode de diminution de la fraction inspirée en oxygène réalisée de manière intermittente et non continue) - croissance pondérale ralentit selon le protocole.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort avant prélèvement du cerveau pour des études histologiques entre 30 et 35 jours de vie.

Remplacement

Dans le SAOS, les études épidémiologiques enrichissent déjà les connaissances de la maladie mais sont limitées par la possibilité d’étudier plus finement les paramètres connus et ceux potentiellement contributifs pour des raisons éthiques évidentes des tests chez l’humain. Bien que des méthodes non-animales jouent un rôle important dans la recherche scientifique pour comprendre isolément des mécanismes, elles ne peuvent pas répondre à la complexité d’un système intégré d’un organisme entier. De plus, les animaux et les humains partagent une grande similarité aussi bien sur le plan anatomique, génétique que fonctionnel. Pour étudier les maladies humaines et répondre aux exigences de sécurité pour la santé humaine, l’utilisation de modèle animal est indispensable.

Réduction

Nos méthodes de mesures étant non invasives, nous privilégions au maximum une étude longitudinale ce qui réduit le nombre d’animaux utilisés. Ainsi, nous effectuerons le bilan physiologique (ventilation, fréquence cardiaque, croissance pondérale,....), cognitif (mémoire) et cérébro-vasculaire (activité neuronal, fluctuatio du débit sanguin cérébral) sur les mêmes portées. Compte tenu de la grande variabilité inter-individuelle dans les paramètres physiologiques, nous avons déterminé un lot expérimental de 30 animaux par groupe pour mettre en évidence une différence biologiquement significative. Si toutefois, par des analyses intermédiaires, nous obtenons une puissance statistique suffisante dans le test de nos hypothèses, nous n’augmenterons pas le nombre d’animaux pour respecter le lot de 30 animaux.

Raffinement

Mesures pour minimiser une possible angoisse des animaux : durée de mesure courte, regroupement des souris lors de l’exposition à l’hypoxie intermittente, fourniture d’une quantité de sciure maternelle dans les chambres d’exposition (boîtes dans lesquelles les souris sont exposées à l'hypoxie intermittente), remise à la mère d’une heure entre les 2 sessions journalière d’hypoxie intermittente afin de maintenir le contact maternel. Fréquence de la surveillance : pesée journalière pendant l’exposition à l’hypoxie intermittente (15 à 27 jours) et à chaque point de mesure (tests comportementaux, mesures physiologiques), vérification journalière pour les besoins en eau et nourriture de la mère et de sa portée, vérification journalière des points limites (état du pelage, du comportement de la souris dans sa portée et comportement de la mère envers sa portée). Une dose letale d'aneshésiant est administrée à l'animal avant le prélèvement de cerveau pour des études histologiques.

Choix des espèces

Les souris, étant des mammifères, elles sont suffisamment proches de l’Homme. Nous partageons 95% de nos gènes avec la souris. La souris est de petite taille, la reproduction est rapide car la durée de gestation est courte, la manipulation est facile ce qui en fait un modèle efficace pour la recherche. La période choisie pour l’exposition à l’hypoxie intermittente correspond à la petite enfance jusqu'au début de l’adolescence, période de manifestation du syndrome d’apnées obstructives du sommeil de l’enfant.

1 940 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe d'îlots pancréatiques sous anesthésie, des injections de lymphocytes, des dosages de glycémie trois fois par semaine pendant quatre mois et une biopsie de la queue, pour étudier le rôle d'une protéine dans le diabète de type 1 sur la souris NOD, qui développe spontanément un diabète. Le porteur indique que le diabète provoque soif, déshydratation et perte de poids, et que la greffe d'îlots peut entraîner douleurs et mobilité réduite. La retombée annoncée, une nouvelle cible thérapeutique, reste conditionnelle, tandis que le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne remplace la souris, qu'il décrit comme un "outil incontournable".

Objectifs

Le diabète représente un enjeu majeur de santé publique dont l’importance ne cesse de s’accroitre Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune complexe qui résulte de la destruction spécifique des cellules pancréatiques qui produisent l'insuline et de la perte de la capacité́ à contrôler le niveau de glucose dans le sang. La maladie survient suite à une réaction anormale du système immunitaire. Des cellules du système immunitaire, les lymphocytes T, identifient les cellules du pancréas comme des cellules étrangères à l’organisme du patient, et les éliminent. Au cours d’une réponse immune ces cellules jouent un rôle crucial dans la reconnaissance et élimination des cellules qui présentent des fragments des protéines appelés peptides, issues de pathogènes ou des protéines de notre organisme. Ce projet vise à examiner le rôle d’une protéine responsable de la réduction des peptides à la taille optimale pour l’activation du système immunitaire dans la physiopathologie du diabète auto-immun et à étudier les mécanismes qui contribuent à déclencher la réponse auto-immune. Le modèle de la souris non-obèse diabétique, qui développe un diabète auto-immun spontané partageant de nombreuses caractéristiques avec le diabète de type I humain sera utilisé dans ce projet. Ce travail pourrait, à terme, permettre l’identification et l’utilisation de cette protéine comme une nouvelle cible thérapeutique dans le diabète auto-immun.

Bénéfices attendus

Le principal bénéfice attendu du projet est la détermination du rôle de la protéine étudiée dans la pathogenèse du diabète auto-immun. Si cette protéine est impliquée dans l’apparition du diabète elle pourrait faire l’objet d’un ciblage thérapeutique.

Procédures

Le dosage glycémique avec un lecteur de glycémie capillaire, pour suivre l’évolution du diabète sera effectué par prélèvements d’une goutte de sang lorsque la glycosurie mesurée avec une bandelette urinaire s’avère positive. Le temps estimé pour effectuer le dosage de glycosurie ou de glycémie est environ 10 secondes par souris. La frequence sera de 3 fois par semaine sur un periode de 4 mois. L'administration des produits par voie intrapéritonéale se fera une seule fois et le temps necessaire est de 5 secondes par souris. L’injection des lymphocytes par voie intraveineuse se fera une seule fois, après induction de l’anesthésie, le temps necessaire est de 5 secondes par souris. La greffe d'îlot sera effectuée une seule fois sous anesthésie generale et la durée de l'intervention est de 15 minutes. La biopsie de la queue avant sevrage entre 2 et 4 semaines se fera une seule fois, ce prélèvement s'ajoutera au marquage des animaux par tatouage réalisé par le personnel de l'animalerie. Le temps necessaire est de 5 secondes par souris.

Impact sur les animaux

Le degré de sévérité des procédures expérimentales dans lesquelles sont inclus les animaux est modéré. Le diabète est responsable d’une augmentation de la soif et d’une déshydratation et tardivement une perte de poids. Ces manifestations sont précédées d’une augmentation du taux de sucre dans le sang et les urines. Les injections intrapéritonéales et les prélèvements sanguins au niveau de la veine mandibulaire ou de la veine caudale induisent un douleur de courte durée. L’animal peut subir un stress au cours de l’anesthésie. Les greffes d’îlots peuvent induire chez les animaux des douleurs les jours suivant la chirurgie accompagnées d’une perte de poids et d'une mobilité́ réduite.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures. Ceci est justifié par le fait que l'incidence du diabete sera determinée et la reponse immune alors caractérisés.

Remplacement

Les modèles animaux représentent un outil incontournable dans l’étude des mécanismes immuno-pathologiques. Aucun modèle alternatif in vitro n’est disponible pour étudier les mécanismes immunitaires complexes intervenant dans la physiopathologie du diabète auto-immun, alors que la souris NOD représente un modèle très performant et hautement informatif. Étant donné que le paramètre principal étudié dans ce projet est la survenue d’une maladie résultant d’un ensemble complexe d’acteurs cellulaires et de médiateurs solubles, l’utilisation du modèle de la souris est incontournable.

Réduction

Le nombre de souris utilisées est maintenu au minimum pour obtenir des résultats statistiquement interprétables. L’incidence du diabète et les différences entre les populations lymphocytaires au cours des différents traitements seront analysées par un test statistique adapté. Le protocole expérimental prévoit l’analyse du système immunitaire des animaux pour limiter la répétition des expériences. La stratégie d’accouplement qui a été choisie permet de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les points finaux pour chaque procédure ont été établis afin d’éviter toute souffrance indésirable des souris. Les animaux sont hébergés dans des cages adaptées, 3-5 souris par cage pour préserver leurs interactions sociales et limiter les phénomènes de disputes ou de stress engendrés par une surpopulation. L’environnement est enrichi par des objets. Les animaux sont observés quotidiennement par le personnel de l'animalerie formé au bien-être des animaux et par les expérimentateurs. Les injections intraveineuses sont effectuées sous anesthésie générale. Les animaux qui ont subi une greffe d’ilots seront suivis quotidiennement la première semaine puis 3 fois par semaine par la suite. Du dietgel sera ajouté dans les cages la première semaine pour faciliter l’alimentation.

Choix des espèces

La souris NOD est considérée comme le meilleur modèle du diabète spontané insulino-dépendant auto-immun et permet d’étudier la maladie et la réponse immunitaire diabétogène. La souris NOD développe un diabète auto-immun entre 13 et 30 semaines d'âge. Les modèles animaux représentent un outil incontournable dans l'étude de cette maladie, en effet les mécanismes immunopathologiques décrits à l'aide des modèles murins se sont avérés très similaires aux mécanismes de la maladie chez l'homme. Aucun modèle alternatif in vitro n'est disponible pour étudier les mécanismes immunitaires complexes intervenant dans la physiopathologie du diabète auto-immun. Les souris NOD femelles adultes développent un diabète auto-immun entre 13 et 30 semaines d'âge. Notre étude d’incidence se concentre sur des animaux déclarant un diabète entre 13 et 22 semaines d’âge.

140 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent deux anesthésies générales et une chirurgie provoquant un infarctus du myocarde par fermeture transitoire d'une coronaire, suivie d'une injection d'un produit censé protéger le cœur. Le porteur reconnaît un risque d'arrêt cardiaque définitif pendant l'intervention, qui l'amène à prévoir davantage d'animaux. Tous les cochons sont mis à mort pour l'étude histologique du cœur.

Objectifs

L'infarctus du myocarde (crise cardiaque) est une destruction d’une partie du cœur due à un manque de sang et d’oxygène (ischémie). Cela se produit lorsqu’une artère coronaire (vaisseau sanguin apportant le sang et l’oxygène au cœur) s’obstrue. Les lésions forment une zone tissulaire morte dite infarcie qui ne permet plus une bonne contraction du cœur. La zone infarcie provoque une modification structurelle du cœur appelée remodelage, modification inévitable mais pathologique. Le remodelage est la cause la plus fréquente d’insuffisance cardiaque, caractérisé par une hypertrophie-dilatation du cœur associée au développement d’une fibrose myocardique délétère. Il faut savoir qu’il y a environ 120000 infarctus du myocarde en France tous les ans avec un taux de mortalité autour de 25%. Il existe des techniques médico-chirurgicales qui contribuent à améliorer ce taux en débouchant physiquement l’artère, mais les conséquences à long terme restent potentiellement néfastes. C’est pourquoi il est impératif de trouver des traitements complémentaires. Notre projet a donc pour but de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques pouvant protéger le cœur en diminuant la taille de la zone infarcie et en limitant le remodelage, et ainsi améliorer la qualité de vie des personnes ayant eu une crise cardiaque. Actuellement, par leur caractère préclinique, et en complément des études in vitro, les modèles animaux sont une étape indispensable pour tester de nouvelles stratégies cardio-protectrices permettant de réduire les conséquences de l’infarctus du myocarde. La fréquence cardiaque, la taille du cœur, l’anatomie coronaire, l’innervation du porc sont très proches de celle de l’Homme. Le plan général du projet est d’anesthésier les animaux, de pratiquer un acte chirurgical afin de simuler un infarctus du myocarde en fermant transitoirement une coronaire, puis d’administrer le traitement (ou le placebo) consistant en une injection de produit à visée cardio-protectrice (angiopoïetine-like-4). Ensuite, une analyse tissulaire après prélèvement de la totalité du myocarde sera effectuée, éventuellement complétée par des échocardiographies permettant l’analyse du fonctionnement du myocarde, afin d’évaluer l’efficacité du traitement. Seule l’utilisation d’animaux permet d’atteindre l’objectif du projet, qui doit rester proche de la réalité clinique humaine pour rester scientifiquement valable, et l’anesthésie/analgésie seront adaptées afin de n’induire aucune souffrance inutile.

Bénéfices attendus

Le projet permet d’évaluer de manière très prédictive des stratégies de protection cardiaque, dont les résultats bénéfiques à long terme valent autant pour la santé humaine que pour la santé animale, et jouent sur l’amélioration globale de la qualité de vie, grâce à une amélioration de la fonction cardiaque.

Procédures

Chaque animal sera soumis 2 fois à une anesthésie générale, la première d’environ 1h30 permettant la mise place d’un infarctus, et la seconde d’environ 30 minutes se terminant par la récupération du myocarde. Tous les autres actes sont indolores et consistent en des soins ou à des échocardiographies effectués sous sédation légère afin que l’animal soit bien calme. Quelques prélèvements sanguins sont prévus totalisant au maximum 70mL sur 28j.

Impact sur les animaux

La nuisance principale de ce projet est la possibilité d’un arrêt cardiaque définitif (fibrillation ventriculaire réfractaire) lors de la mise en place de l’infarctus sous anesthésie, malgré tous nos efforts pour empêcher cela. Cela oblige à prévoir un nombre plus important d’animaux à utiliser.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour récupérer le coeur afin d'en faire l'étude histologique.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet actuellement de tester totalement une stratégie de protection cardiaque sans passer finalement par l’expérimentation animale. Le traitement envisagé a déjà été testé in vitro ou sur des animaux de petite taille (rongeurs) aux caractéristiques cardiaques trop dissemblables de l’Homme. Seuls des essais effectués sur un modèle d’étude cardiaque proche de l’Homme sont scientifiquement acceptables pour envisager une extrapolation vers la pratique clinique humaine.

Réduction

Il est prévu d’utiliser le minimum d’animaux pour chaque groupe, et le nombre par lot est fixé à 9. De plus, à chaque fois que c’est possible, les animaux des lots témoins sont mutualisés pour chaque stratégie.

Raffinement

Des antalgiques, des anesthésiques et des tranquillisants sont utilisées à des doses adaptées. Il est à noter que chez l’Humain, l’infarctus en lui-même peut entrainer de la douleur, mais dans nos conditions expérimentales, elle n’a pas été objectivée (pas de différences comportementales entre avant et après l’infarctus). Des signes indicatifs de fatigue inhérents au modèle expérimental seront possiblement observés en fin de protocole lorsque les animaux seront gardés longtemps, et cette période sera plus particulièrement surveillée. Les animaux bénéficient de sciure pour satisfaire leurs réflexes de fouissage, et de jouets pour améliorer leur qualité de vie. Ils sont logés par petit groupe, hormis le jour de leur manipulation.

Choix des espèces

L’animal choisi est le modèle le plus adapté pour ce projet, et validé depuis plusieurs années dans notre laboratoire. Le porc, par sa fréquence cardiaque, la taille de son myocarde, son anatomie coronaire, son innervation et l’absence de circulation collatérale native, est un modèle proche de l’Homme. Il permet de réaliser des études précliniques très prédictives sur le plan cardiovasculaire. A 2 mois ½ (25kg), âge minimal souhaité et poids maximal souhaité.

1 100 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Implantés dès l'âge de douze jours, ils reçoivent sous la peau du dos des disques de péricarde bovin ou porcin, gardés jusqu'à deux mois, avec un risque de gonflement et de pus au site d'implantation. Le porteur affirme que l'étude de la calcification ne peut se faire que sur un organisme vivant, faute de modèle in vitro. Les ratons sont mis à mort avant le retrait des implants, décrit comme trop mutilant pour les laisser en vie.

Objectifs

La sclérose valvulaire aortique, c'est-à-dire le rétrécissement de l'ouverture de la valve aortique, est un enjeu majeur de santé publique qui touche 2 à 6 % des personnes âgées de plus de 65 ans. Sa prévalence est susceptible de doubler au cours des 50 prochaines années en raison du vieillissement croissant de la population. La sclérose valvulaire aortique est maintenant principalement considérée comme un processus incluant une calcification de la valve. Actuellement, cette pathologie est traitée par remplacement valvulaire avec une valve bioprothétique constituée de péricarde bovin ou porcin. Néanmoins, comme pour la valve native, une calcification des valves bioprothétiques au bout de 10-15 ans d'implantation a été mise en évidence, dégénérescence qui peut conduire à une ré-intervention. Ce travail permettra de valider l’efficacité de traitement des péricardes (notamment avec moins de calcification) afin de proposer une nouvelle valve bioprothétique. Nous évaluerons différents prétraitements cellulaires et moléculaires du péricarde servant à faire une bioprothèse. Nous implanterons des disques de péricarde bovin et porcin en sous-cutanée sur le dos de ratons pour une durée allant d’une semaine à 2 mois. Cette étude portera sur 1100 rats au total (550 rats immunocompétents et 550 rats immunodéprimés) implantés à l’âge de 12 jours.

Bénéfices attendus

A terme ce travail permettra de mieux comprendre le devenir des implants de péricarde in vivo et leur intégration dans les tissus (calcification, colonisation) ou leur dégradation et surtout de proposer un essai clinique humain avec une nouvelle valve cardiaque à base de péricarde porcin génétiquement modifié.

Procédures

Les animaux subissent une implantation en sous cutanée de disques de péricarde et sont gardés de 1 semaine à 2 mois avant la récupération des disques de péricarde.

Impact sur les animaux

Les ratons peuvent avoir au niveau de la zone d’implantation un gonflement, du pus. Les animaux peuvent être gardés jusque 60 jours.

Devenir

Malgré le repérage des implants par palpation la recherche des implants nécessite deux grandes cicatrices au niveau dorsal. De plus le retrait des implants abime la chair de l’animal. Ces deux points constituent une nuisance très importante pour l’animal tant au niveau de la cicatrice que de la chair ce qui nous conduit à la mise à mort de tous les animaux avant retrait des implants de péricarde.

Remplacement

L’étude du devenir du matériel à base de péricardes bovin et porcin après implantation ne peut être réalisée que sur un organisme vivant en raison des multiples interactions qui existent entre les différents types cellulaires ainsi que leur environnement et le matériau implanté. A ce jour il n’existe pas de modèle in vitro pour faire calcifier le péricarde. De plus, des tests préliminaires in vitro nous ont permis de mettre en évidence une protéine d’intérêt dans la calcification des valves. En effet, en faisant une recherche de différentes molécules d’intérêt au niveau du sang circulant de patients opérés d’une dégénérescence de bioprothèse, nous avons pu mettre en évidence la spécificité d’une molécule vis-à-vis de la calcification de ces bioprothèses.

Réduction

Dans un objectif de réduction, quatre disques de péricarde seront implantés par animal afin de limiter le nombre d’animaux utilisés. Le chiffre de 10 péricardes est choisi suite à l’expertise du laboratoire. 2 disques sont gardés pour analyse histologique. 2 disques sont gardés pour congélation et il nous reste 6 disques pour dosage de calcium ce qui permet une analyse robuste et répétable. La taille des échantillons est réduite au minimum mais suffisante pour valider la significativité des taux de calcification. Ce nombre a été calculé selon l'expérience acquise dans notre équipe en tenant compte de la variabilité observée lors d'expériences similaires et les données de la littérature.

Raffinement

Afin de réduire au maximum la douleur et le stress, les animaux disposent d’un accès sans restriction à la nourriture et à la boisson et les conditions d’hébergement sont optimisées avec des enrichissement systématique des cages avec du coton, maisonnettes et / ou bâtonnets de bois. De plus, les implantations en sous cutanée et le retrait des implants seront effectuées sous anesthésie générale. A l’’implantation des ratons, un analgésique leur sera administré afin de réduire la douleur pouvant résulter de l’implantation. Ils seront remis immédiatement après leur réveil avec leur mère afin de limiter le stress. Les animaux seront surveillés de façon hebdomadaire avec mise en place de points limites qui permettront une prise en charge précoce en cas de douleur ou de souffrance.

Choix des espèces

L’implantation en sous-cutanée chez le rat Wistar est communément admise comme modèle d’étude de calcification pour les biomatériaux dans la littérature. Le rat Nude permettra de s’affranchir de la réponse immunitaire et de tester l’implantation de péricardes contenant des cellules progénitrices endothéliales humaines. Les ratons sont âgés de 12 jours, car leur métabolisme en développement est optimal pour observer une réaction et une calcification rapide notamment en raison de l'allaitement.

154 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent deux anesthésies générales et une chirurgie qui provoque un infarctus du myocarde en fermant transitoirement une artère coronaire, suivie d'un traitement par une fraise vibrante placée dans la coronaire. Le porteur reconnaît un risque d'arrêt cardiaque définitif pendant l'intervention, qui l'amène à prévoir davantage d'animaux. Tous les cochons sont mis à mort pour l'étude histologique du cœur.

Objectifs

L'infarctus du myocarde, appelé couramment crise cardiaque, est une destruction d’une partie du cœur due à un manque de sang et d’oxygène (ischémie). Cela se produit lorsqu’une artère coronaire (vaisseau sanguin apportant le sang et l’oxygène au cœur) s’obstrue. Les lésions forment une zone tissulaire morte dite infarcie qui ne permet plus une bonne contraction du cœur. La zone infarcie provoque une modification structurelle du cœur appelée remodelage, modification inévitable mais pathologique. Le remodelage est la cause la plus fréquente d’insuffisance cardiaque, caractérisé par une hypertrophie-dilatation du cœur associée au développement d’une fibrose myocardique délétère. Il existe des techniques médico-chirurgicales qui contribuent à améliorer cela en débouchant physiquement l’artère, mais les conséquences à long terme restent potentiellement néfastes. C’est pourquoi il est impératif de trouver des traitements complémentaires. Notre projet a donc pour but de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques pouvant protéger le cœur en diminuant la taille de la zone infarcie et en limitant le remodelage, et ainsi améliorer la qualité de vie des personnes ayant eu une crise cardiaque. Actuellement, par leur caractère préclinique, et en complément des études in vitro, les modèles animaux sont une étape indispensable pour tester de nouvelles stratégies cardio-protectrices permettant de réduire les conséquences de l’infarctus du myocarde. La fréquence cardiaque, la taille du cœur, l’anatomie coronaire, l’innervation du porc sont très proches de celle de l’Homme. Le plan général du projet est d’anesthésier les animaux, de pratiquer un acte chirurgical afin de simuler un infarctus du myocarde en fermant transitoirement une coronaire, puis de réaliser un traitement cardio-protecteur basé sur des vibrations à très haute fréquence produites par une micro-fraise vibrante au bout d’une tige métallique très fine placée dans la coronaire (système Rotablator). Ensuite, une analyse tissulaire après prélèvement de la totalité du myocarde sera effectuée, éventuellement complétée par des échocardiographies permettant l’analyse du fonctionnement du myocarde, afin d’évaluer l’efficacité du traitement. Seule l’utilisation d’animaux permet d’atteindre l’objectif du projet, qui doit rester proche de la réalité clinique humaine pour rester scientifiquement valable, et l’anesthésie et l’analgésie seront adaptées afin de n’induire aucune souffrance inutile.

Bénéfices attendus

Le projet permet d’évaluer de manière très prédictive des stratégies de protection cardiaque, dont les résultats bénéfiques à long terme valent autant pour la santé humaine que pour la santé animale, et jouent sur l’amélioration globale de la qualité de vie, grâce à une amélioration de la fonction cardiaque.

Procédures

Chaque animal sera soumis 2 fois à une anesthésie générale, la première d’environ 2h permettant la mise place d’un infarctus, et la seconde d’environ 30 minutes se terminant par la récupération du myocarde. Tous les autres actes sont indolores et consistent en des soins ou à des échocardiographies effectués sous sédation légère afin que l’animal soit bien calme. Quelques prélèvements sanguins sont prévus totalisant au maximum 70mL sur 28j.

Impact sur les animaux

La nuisance principale de ce projet est la possibilité d’un arrêt cardiaque définitif (fibrillation ventriculaire réfractaire) lors de la mise en place de l’infarctus sous anesthésie, malgré tous nos efforts pour empêcher cela. De plus, nous ne pouvons aussi exclure une des rares complications mortelles de l’utilisation du Rotablator, principalement la perforation de la coronaire, entrainant un décès non souhaité. Cela oblige à prévoir un nombre plus important d’animaux à utiliser.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour récupérer le coeur afin d'en faire l'étude histologique.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet actuellement de tester totalement une stratégie de protection cardiaque sans passer finalement par l’expérimentation animale. Il ne parait pas justifié d’effectuer le traitement envisagé in vitro ou sur des animaux de petite taille (rongeurs) aux caractéristiques cardiaques trop dissemblables de l’Homme, alors qu’il a donné des résultats sur notre modèle animal utilisé. Seuls des essais effectués sur un modèle d’étude cardiaque proche de l’Homme sont scientifiquement acceptables pour envisager une extrapolation vers la pratique clinique humaine.

Réduction

Il est prévu d’utiliser le minimum d’animaux pour chaque groupe, et le nombre par lot est fixé à 9. De plus, à chaque fois que c’est possible, les animaux des lots témoins sont mutualisés pour chaque stratégie.

Raffinement

Des antalgiques, des anesthésiques et des tranquillisants sont utilisées à des doses adaptées. Il est à noter que chez l’Humain, l’infarctus en lui-même peut entrainer de la douleur, mais dans nos conditions expérimentales, elle n’a pas été objectivée (pas de différences comportementales entre avant et après l’infarctus). Des signes indicatifs de fatigue inhérents au modèle expérimental seront possiblement observés en fin de protocole lorsque les animaux seront gardés longtemps, et cette période sera plus particulièrement surveillée. Les animaux bénéficient de sciure pour satisfaire leurs réflexes de fouissage, et de jouets pour améliorer leur qualité de vie. Ils sont logés par petit groupe, hormis le jour de leur manipulation.

Choix des espèces

L’animal choisi est le modèle le plus adapté pour ce projet, et validé depuis plusieurs années dans notre laboratoire. Le porc, par sa fréquence cardiaque, la taille de son myocarde, son anatomie coronaire, son innervation et l’absence de circulation collatérale native, est un modèle proche de l’Homme. Il permet de réaliser des études précliniques très prédictives sur le plan cardiovasculaire. A 2 mois ½ (25kg), âge minimal souhaité et poids maximal souhaité.

2 chevaux vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis replacés à l'issue du projet. Déjà réutilisés d'un autre protocole autorisé, ils reçoivent une injection sous-cutanée par semaine pendant quatre semaines et cinq prises de sang, pour tester la tolérance de fragments d'ADN candidats au traitement des tumeurs cutanées équines. Le porteur affirme que le remplacement n'est pas possible, le cheval étant l'espèce cible et les molécules spécifiques. Il décrit une injection peu ou pas douloureuse et une surveillance rapprochée après chaque geste.

Objectifs

Les mélanomes représentent 3,8% des tumeurs chez le cheval et affectent plus de 80% des chevaux gris de plus de 15 ans. Le mélanome équin est un cancer d’évolution lente mais très métastatique et invasif. Il entraine progressivement des douleurs et troubles fonctionnels (en particulier digestifs), voire des hémorragies chez les chevaux de plus de 10 ans. Actuellement, il n’y a pas de traitement spécifique totalement efficace et les chevaux affectés ont une espérance de vie réduite. Par ailleurs, les jeunes chevaux de races diverses sont fréquemment atteints par des tumeurs cutanées de type sarcoïde, induites par un papillomavirus d’origine bovine ; ces tumeurs souvent placées dans les zones très mobiles (pli du coude, du grasset, passage de sangle) peuvent entraîner saignements et gêne à l’utilisation des animaux, voire leur réforme anticipée.

Bénéfices attendus

Ce projet constitue une étude préliminaire de tolérance de fragments d'ADN candidats au traitement des tumeurs cutanés chez le Cheval (mélanomes et sarcoïdes). Les doses testées vont de ½ à 4 fois la dose de traitement envisagée. Si les injections répétées à 4 fois la dose de traitement par voie sous-cutanée sont bien tolérées, cette étude permettra d’envisager l’utilisation de ces fragments d'ADN à la dose prévue par voie intratumorale (diffusion générale probablement moindre) chez des cas cliniques (chevaux porteurs de mélanomes ou de sarcoïdes).

Procédures

Vigiles, les chevaux sont soumis à une injection sous cutanée une fois par semaine pendant 4 semaines (soit 4 injections au total, 30 s par injection) et à une prise de sang avant le début du protocole puis une fois par semaine pendant 4 semaines (soit 5 prises de sang au total, durée 30 s chacune).

Impact sur les animaux

L’injection est normalement peu à pas douloureuse. Le fragment d'ADN testé est une poudre diluée dans du sérum physiologique, donc facile à injecter avec une aiguille de petit diamètre et ne causant pas d’irritation locale. D’une manière générale ces fragments sont bien tolérés que ce soit par voie générale (injection sous-cutanée ou intra-musculaire) ou locale (intrathécale ou intraoculaire) aussi bien chez l’animal de laboratoire que chez l’homme (nombreux essais cliniques faits et en cours). Il s'agit dans cette demande d'un ADN modifié nu sans emballage lipidique, ni adjuvant ; il est de qualité très purifiée et normalement non réactive. Après purification, un contrôle d’absence d’endotoxine est réalisé par le fabriquant. La dose injectée est faible au regard de la masse totale de l’animal. Nous n’attendons donc normalement pas de réaction particulière après les injections. Néanmoins, cette étude est menée pour le vérifier.

Devenir

La procédure ne devrait pas causer de dommage aux animaux ; ils seront replacés à l’issue du projet.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible, le cheval étant l’espèce cible du traitement évalué, et les fragments d'ADN utilisés des molécules spécifiques. La molécule testée a été retenue parmi d’autres molécules candidates à l’issue d’études in vitro et s’est montrée la plus efficace sur cultures cellulaires issues de tumeurs de cheval.

Réduction

Le nombre de 2 chevaux est le nombre minimal pour cette étude préliminaire observationnelle. Il permettra de vérifier sur deux individus différents que la molécule testée est bien tolérée localement et sans effets généraux. Aucun test statistique n'est donc envisagé. Les 2 chevaux sont réutilisés d'un autre projet autorisé.

Raffinement

Les chevaux feront l’objet d’une surveillance rapprochée après chaque injection avec des examens toutes les 2 heures dans les 8 heures suivant l’injection, puis deux à trois fois par jour. Les chevaux seront dans un environnement hospitalier permettant une surveillance quasi continue et une intervention rapide au moindre signe d’inconfort ou de douleur. Pendant l’essai, les chevaux seront hébergés en box individuel sur paille, avec contact visuel avec des congénères. Ils seront nourris avec du foin à volonté et des granulés complémentaires de fourrage distribués en trois repas par jour. Ils seront pansés et sortis marchés en main 15 minutes deux fois par jour. Les boxes sont également enrichis (foin dans un filet pour allonger le temps d’alimentation, pipolino-balle distributrice de granulés/friandises, etc).

Choix des espèces

Le cheval est l’espèce cible du traitement testé. Par ailleurs, les fragments d'ADN sont spécifiques. Animaux jeunes adultes (en général entre 3 et 5 ans).