Recherche appliquée

120 cochons et 180 moutons vont être utilisés dans la seconde partie de ce programme sur les dispositifs implantables du thorax, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils reçoivent des prélèvements sanguins réguliers, une anesthésie générale et des implantations chirurgicales de plusieurs heures, suivies d'une nécropsie et d'une analyse des organes. Les bénéfices avancés pour les futurs patients, moins de réopérations et une récupération plus rapide, restent des perspectives quand la mise à mort des animaux est certaine. Le porteur écrit que l'expérimentation sur l'"organisme entier" est "incontournable" et relève d'une "obligation règlementaire" pour valider ces dispositifs.

Objectifs

Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. Le diagnostic et le traitement des pathologies interessant les structures et organes thoraciques (cage thoracique, plèvre, médiastin par exemple) ou des affections pulmonaires et bronchiques (ex: les tumeurs et les suites de cancers, les fibroses, les sténoses...) par des méthodes chirurgicales se sont considérablement développés au XXe siècle avec le développement de la vidéo endoscopie et de la thoracoscopie thérapeutique, de techniques chirurgicales peu invasives assistées ou non par la robotique, par le développement de dispositifs médicaux implantables, ou de nouvelles techniques de greffes et de biopsies. Il est dorénavant possible d’opérer avec des ouvertures très réduites et une réduction importante du traumatisme tissulaire. Le développement et l’évaluation de nouveaux dispositifs, méthodes, techniques, molécules et tissus pour le diagnostic et le traitement des affections du thorax, des organes thoraciques et des poumons par des techniques de chirurgie standard ou mini-invasives, demandent une phase de recherche et de développement préalable. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour les valider selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés avec ajout d'anesthésiques locaux pour certains actes chirurgicaux, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge multimodale de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Le système respiratoire du mouton et du porc reproduisent fidèlement la physiologie humaine et le processus de cicatrisation est similaire à celui observé chez l'homme. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. - L'ovin est le modèle pertinent pour l'évaluation de la durabilité des dispositifs chez l'Homme. - Le modèle porcin est pertinent pour l'évaluation de la thrombogénicité des dispositifs ainsi que pour évaluer les systèmes d'ancrage des dispositifs. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.

Opérés puis soumis à des prélèvements sanguins hebdomadaires et à des implantations chirurgicales de plusieurs heures, 120 cochons et 180 moutons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Les interventions servent à tester des versions successives de dispositifs médicaux implantables du thorax et des poumons avant leur passage en phase réglementaire. Le porteur décrit une douleur postopératoire de plusieurs jours selon l'invasivité de la technique, et présente le recours à l'animal comme "indispensable" et "incontournable" faute d'alternative reproduisant l'"organisme entier". Il retient le mouton et le cochon pour la ressemblance de leur système respiratoire et de leur cicatrisation avec ceux de l'être humain, l'analyse des organes après la mort clôturant l'évaluation.

Objectifs

Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. Le diagnostic et le traitement des pathologies interessant les structures et organes thoraciques (cage thoracique, plèvre, médiastin par exemple) ou des affections pulmonaires et bronchiques (ex: les tumeurs et les suites de cancers, les fibroses, les sténoses...) par des méthodes chirurgicales se sont considérablement développés au XXe siècle avec le développement de la vidéo endoscopie et de la thoracoscopie thérapeutique, de techniques chirurgicales peu invasives assistées ou non par la robotique, par le développement de dispositifs médicaux implantables, ou de nouvelles techniques de greffes et de biopsies. Il est dorénavant possible d’opérer avec des ouvertures très réduites et une réduction importante du traumatisme tissulaire. Le développement et l’évaluation de nouveaux dispositifs, méthodes, techniques, molécules et tissus pour le diagnostic et le traitement des affections du thorax, des organes thoraciques et des poumons par des techniques de chirurgie standard ou mini-invasives, demandent une phase de recherche et de développement préalable. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour les valider selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés avec ajout d'anesthésiques locaux pour certains actes chirurgicaux, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge multimodale de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Le système respiratoire du mouton et du porc reproduisent fidèlement la physiologie humaine et le processus de cicatrisation est similaire à celui observé chez l'homme. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. - L'ovin est le modèle pertinent pour l'évaluation de la durabilité des dispositifs chez l'Homme. - Le modèle porcin est pertinent pour l'évaluation de la thrombogénicité des dispositifs ainsi que pour évaluer les systèmes d'ancrage des dispositifs. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.

10 050 souris vont être utilisées, la plupart tuées à l'issue et 150 réutilisées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut subir jusqu'à trois neurochirurgies, une épilepsie provoquée par injection d'un produit chimique dans le cerveau, puis des enregistrements de plusieurs heures et des injections répétées. Le projet teste les candidats médicaments d'industriels du médicament sur ce modèle d'épilepsie du lobe temporal. La justification de l'effectif de plus de dix mille souris tient en quelques lignes générales sur la réduction.

Objectifs

Les désordres de type épileptique représentent l’une des atteintes cérébrales les plus importantes au monde. En effet environ 1% de la population mondiale va dans sa vie avoir une crise d’épilepsie. Au niveau de l’activité cérébrale lors d’une crise de type épileptique, il est observé une modification transitoire du fonctionnement d’un ou plusieurs réseaux de neurones qui vont mal fonctionner. Malgré le développement de plus de 20 antiépileptiques lors des 30 dernières années, plus de 30% des patients épileptiques n’ont pas leur épilepsie contrôlée par les antiépileptiques. De plus, les principaux antiépileptiques utilisés en clinique montrent certes une efficacité sur les décharges épileptiques mais provoquent de nombreux effets secondaires (fatigabilité, somnolence, tremblement, troubles de l’apprentissage ou de l’humeur, prise ou perte de poids…). Il apparait donc comme critique de développer de nouveaux traitements antiépileptiques afin de traiter les patients épileptiques résistants aux traitements déjà existants et qui provoquent moins d’effets secondaires afin d’améliorer le contrôle de la maladie et la qualité de vie des patients. Dans ce projet, nous nous proposons de tester, sélectionner et valider de nouveaux candidats médicament développées par les industriels du médicament. Cette approche repose sur l’utilisation d’un modèle de souris reproduisant les principales caractéristiques d’une forme d’épilepsie humaine : l’épilepsie du lobe temporal. Une étude pharmacologique extensive de ce modèle de souris du lobe temporal a montré une certaine résistance à certains antiépileptiques. Ce modèle apparait donc comme un modèle pertinent pour la sélection et la validation de nouveaux traitements antiépileptiques. Ce projet facilitera le développement de candidats médicament antiépileptiques plus efficaces et présentant moins d’effets secondaires pour des patients souffrant d’épilepsies non contrôlées efficacement par les traitements actuels.

Bénéfices attendus

Les traitements actuels contre l’épilepsie ne sont pas satisfaisants, il est donc nécessaire de valider de nouveaux candidats médicament. Ce projet vise à aider les industriels du médicament à identifier, sélectionner et valider de nouveaux médicaments afin de pallier au manque d’alternatives thérapeutiques disponibles.

Procédures

Les animaux de ce projet vont subir jusqu’à 3 neurochirurgies d’environ une heure chacune, et potentiellement une chirurgie (pose de pompe). Ces chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. Une première chirurgie permettra l’induction du modèle par injection de molécule chimique dans le cerveau (durée 2 minutes). Par la suite, les animaux pourront subir d’autres sessions de chirurgie pendant lesquelles les animaux vont avoir soit une seconde injection de matériel génétique ou de vecteur viral (quelques minutes), et/ou la mise en place d’un dispositif d’enregistrement, et/ou la mise en place de chambre implantable en sous cutané pour la délivrance des médicaments (quelques minutes). Les animaux pourront être soumis à des enregistrements (d’une dizaine d’heures maximum) une à deux fois par semaine. Lors de ces enregistrements des traitements pharmacologiques seront administrés : au maximum 2 injections (quelques minutes) par enregistrement (maximum 10h) avec un maximum de 10 enregistrements par plan d’étude croisé. Une période de repos de 2 jours minimum sera respectée entre 2 sessions (en fonction du délai possible d'admission des candidats médicaments). Lors des tests pharmacologiques en administration de longue durée (chronique), les injections pourront être réalisées une à 2 fois par jour, sur une durée maximum de 4 semaines. Des prélèvements sanguins (d'une durée de quelques minutes) pourront être faits en fonction du plan expérimental établi. Le nombre maximum de prélèvements pouvant être effectués est dépendant de la technique de prélèvement utilisée.

Impact sur les animaux

Les animaux vont subir une à trois neurochirurgies d’environ une heure comprenant la période d’anesthésie, et potentiellement une chirurgie « simple » pour la pose sous cutanée de pompe. Suite à la chirurgie, une diminution de l'activité locomotrice et une déshydratation passagère pourront être observées. Une douleur modérée pourra apparaitre dans les heures suivant l'intervention chirurgicale. Un état de mal-être pourra persister quelques heures après l’injection qui rend les animaux épileptiques. Malgré les études toxicologiques préalablement conduites et exigées avant tout test de composés sur nos animaux, certains effets indésirables non attendus peuvent survenir lors des injections des candidats médicament, notamment une perte de tonus musculaire, une somnolence ou à l'inverse une excitation due aux mécanismes d'action des molécules testées. Les prélèvements sanguins pourront produire une douleur modérée (piqure d’aiguille). La répétition des injections peut engendrer un stress léger lors de la manipulation de l’animal et une douleur modérée au point d’injection (piqure d’aiguille). Les enregistrements peuvent engendrer un stress léger du fait de la manipulation des animaux. Des pertes de dispositif permettant l’enregistrement des neurones du cerveau peuvent survenir, entrainant la mise à mort de l’animal.

Devenir

Les animaux seront mis à mort dans le but de faire des prélèvements et des analyses du cerveau et des tissus. Si les animaux ne sont pas mis à mort, ils pourront être réutilisés (pour de la formation ou pour un autre plan d'étude) si : - le nombre d'injection maximum n'a pas été atteint - le bien-être de l'animal le permet. Une procédure de ré-utilisation des animaux a été écrite et validée par le vétérinaire référent.

Remplacement

Cette étude nécessite donc l'utilisation de modèles animaux car elle cible des mécanismes physiopathologiques complexes qui ne peuvent pas être récapitulés par des modèles plus simples (ex. culture de neurones).

Réduction

Dans le cas des études de test pharmacologique, chaque animal sera testé avant et après les injections pour permettre de comparer les effets du médicament et ainsi réduire le nombre d’animaux utilisé. Le nombre d’animaux a ainsi été déterminé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité scientifique des expériences menées

Raffinement

Les souris qui entrent dans ce projet ont au minimum une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement. Le projet implique la mise en place d’un système d’enregistrement de l'activité des neurones chez le rongeur avec une chirurgie. Une injection d’analgésique sera faite avant la neurochirurgie et sera renouvelée 6 à 8 h après afin de prévenir toute douleur liée à la phase de chirurgie. Après la neurochirurgie, l’état de santé des animaux sera surveillé tout au long des expériences et évalué grâce à une grille mesurant le niveau de douleur et les points limites adaptés. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Dès l’apparition d’un signe clinique d’alerte (poids, comportement...) nous nous réfèrerons à une grille de cotation interne spécifique permettant de prendre les mesures nécessaires en fonction des points limites identifiés afin de préserver le bien-être animal. L’évaluation est réalisée jusqu’à disparition du signe d’alerte. Lors des injections, une surveillance particulière est portée sur les animaux. Un arbre décisionnel peut être consulté en cas d’altération de l’état général de l’animal après l’injection afin de le soulager.

Choix des espèces

Dans ce projet nous utiliserons des souris. Le modèle a été développé chez la souris, car il reproduit les principales caractéristiques observées chez les patients souffrant d’épilepsie du lobe temporal. Ce modèle permet une quantification précise des crises pour évaluer l’effet des candidats médicament. Des animaux adultes seront utilisés dans ce projet. En effet, ce modèle a été développé chez des animaux adultes afin de travailler sur un cerveau mature qui restera stable tout au long de l’étude.

Pour tester les candidats médicaments de clients industriels, 1 160 souris rendues obèses par l'alimentation vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles sont soumises à une course forcée sur tapis roulant jusqu'à épuisement, avec des chocs électriques de faible intensité, ainsi qu'à des mesures de force et à des prélèvements sanguins. L'étude évalue des molécules anti-obésité seules ou combinées à la sémaglutide. Le projet est présenté comme un protocole standardisé destiné à couvrir dix études sur cinq ans pour ces clients.

Objectifs

L'obésité dans le monde a presque triplé depuis 1975, pour atteindre plus de 650 millions de personnes obèses en 2016, selon l'OMS. L'obésité est alors considérée comme un fardeau de santé publique, pour lequel une variété de thérapeutiques, de procédures chirurgicales et de dispositifs médicaux sont actuellement à l'étude. Parmi ceux-ci, la sémaglutide, un agoniste des récepteurs GLP-1R, a obtenu récemment une autorisation de mise sur le marché. La Sémaglutide présente une efficacité impressionnante, du niveau de celle de la chirurgie bariatrique, mais certaines inquiétudes émergent car la perte de poids résultante de son utilisation provient à la fois d'une perte de masse grasse mais également d'une perte de masse musculaire. Cette dernière s'avère problématique chez l'obèse qui est déjà un sujet à risque de sarcopénie obésogène. Le présent projet résulte de la standardisation du protocole expérimental employé et vise à couvrir 10 études indépendants sur les 5 prochaines années. Ces études seront menées à un stade précoce du développement des candidats médicaments de nos clients et vise à tester leur efficacité anti-obésité chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisse. Les composés testés ont pour intérêt majeur de cibler des voies de signalisation impliquées à la fois dans la régulation du poids corporel et dans la fonction musculaire. Les composés en développement seront ainsi testés en administration seule ou combinée avec la sémaglutide. Le projet devra permettre de montrer l'impact d'un traitement chronique des candidats médicaments seul sur le poids corporel du modèle d'obésité. Dans le cadre des administrations combinées avec le sémaglutide, l'objectif est d'observer un additivité des effets et, ainsi, une amélioration des effets de la combinaison comparativement au sémaglutide seul, mais également d'étudier la capacité des composés à contrer les effets délétères de la sémaglutide sur la fonction musculaire.

Bénéfices attendus

Ce projet s'inscrit dans le cadre du développement de composés anti-obésité visant l'humain. Alors que plusieurs molécules anti-obésité ont été autorisées ces vingt dernières années, un grand nombre d'entre elles se sont vues retirées du marché en raison d'effets secondaires graves. Seules 3 spécialités sont actuellement approuvées en Europe pour des traitements de longue durée du surpoids et de l'obésité, dont la sémaglutide qui est la plus efficace et la plus prescrite. Néanmoins, la sémaglutide présente un effet délétère sur la masse et la fonction musculaire lors d'administration chroniques. Le bénéfice attendu du présent projet est double car si les résultats sont concluants, les candidats médicaments pourront venir compléter l'arsenal thérapeutique anti-obésité, en administration seule ou combinée avec la sémaglutide, et dans ce dernier cas, en améliorer l'efficacité tout en contrant ses effets secondaires au niveau musculaire.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes: 1) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (25 mesures au cours de l'étude; durée de la mesure : 1 minute); 2) Administration de véhicule ou du candidat médicament (14 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 3) Administrations de véhicule ou de sémaglutide (91 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 4) Analyse non invasive de composition corporelle (7 mesures; durée de la mesure: 2 minutes); 5) Prélèvements sanguins (2 prélèvements; durée du prélèvement : 5 minutes); 6) Mesures de force d'agrippement (2 sessions de mesures de 5 minutes); 7) Mesures de performance sur tapis roulant (2 mesures, durée: 35 minutes); 8) Mesures de la force musculaire in vivo (2 mesures, Durée :20 minutes); 9) Anesthésie générale avant la mise à mort et prélèvement d'organes (durée: 10 minutes).

Impact sur les animaux

Les mesures de poids corporel et autres manipulations, les mesures de composition corporelle, les administrations des traitements et les tests d'agrippement pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée (Durée maximum des pesées : 2 minutes/ Durée maximum de mesure de la composition corporelle : 2 minutes/ Durée maximum des traitements : 1 minute ; Durée maximum du test d'agrippement : 5 minutes). Les administrations par voie orales ou intrapéritonéale (selon la voie d'administration du candidat médicament) et sous-cutanée occasionneront également une douleur de faible intensité et de faible durée aux animaux. Les mesures de force musculaire in vivo nécessiteront une anesthésie avec réveil qui peut être source de stress. Les mesure de performance sur tapis roulant pour mesure de la VO2 max occasionne un exercice forcé pour les animaux pouvant être source de stress et de fatigue puisque les animaux sont amenés à courir jusqu'à épuisement ainsi que de douleur légères du fait des chocs électriques de faible intensité. La mise à jeun de 4h préalable aux prélèvements sanguins, bien que réalisée en phase diurne, pourra induire une sensation de faim. Les deux prélèvements sanguins de 50μl seront source de douleurs légères. Enfin, le caractère obèse des souris sera source d'inconfort en réduisant légèrement leur capacité de mouvement.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes et analyses biochimiques et histologiques ultèrieures.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la composition corporelle, et les paramètres de performance musculaire dans le cadre des troubles métaboliques. Par ailleurs, bien que le composé que nous testons ont systématiquement fait l'objet d'études préliminaires réalisées in vitro dans les premières phases de son développement, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur le modèle de souris obèse et l'analyse des paramètres d'intérêt de l’étude. Ainsi, le nombre de 12 animaux par groupe pour les souris obèses a été rationalisé de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés avec une puissance à 0.80 et une erreur alpha à 0.05. Le groupe témoins non obèse a été réduit à 10 animaux compte tenu de la moindre variabilité dans les paramètres étudiés.

Raffinement

Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les traitements seront administrés par des expérimentateurs rodés à ce type de pratique. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Les prélèvements sanguins prévus seront limités au volume minimum nécessaire aux dosages ultérieurs et une crème analgésique sera appliquée sur la queue 30 minutes avant les prélèvements sanguins. Les animaux seront sous contrôle direct et permanent des expérimentateurs pendant les tests de course sur tapis roulant et pendant les test de force par agrippement. Les mesure de force musculaire in vivo seront réalisées sur animal anesthésié et une attention particulière sera apportée pendant la phase de réveil. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques en cas de douleur avérée.

Choix des espèces

Le modèle de souris nourries avec une alimentation enrichie en graisses est un des modèles les plus classiquement utilisés et les mieux documenté dans le cadre d'études précliniques menées dans le contexte des troubles métaboliques. Les animaux seront utilisés au stade adulte de 20 semaines. Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine ciblée par les composés testés, à savoir une population adulte et tient compte d'une période de 14 semaines de régime enrichi en graisse chez le fournisseur.

60 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, après implantation sous anesthésie d'électrodes cérébrales. Elles sont ensuite isolées deux fois une semaine dans des barils individuels pour les phases d'enregistrement. L'étude cherche à caractériser les troubles du sommeil dans un modèle murin de dystrophie myotonique. Elles sont tuées à la fin pour revérifier leur génotype et prélever le cerveau, les bénéfices espérés restant formulés au conditionnel.

Objectifs

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1, prévalence : 1/8000) est une maladie génétique qui affecte presque tous les organes, comme le cœur et les autres muscles, mais aussi le cerveau. Il en résulte des troubles neurologiques qui ont un impact délétère sur les patients DM1 et leurs familles. Outre des symptômes cognitifs handicapants tels qu'une déficience intellectuelle sévère dans la forme congénitale, on retrouve chez les patients DM1 des altérations motrices, des changements de la perception de l’espace, un déficit attentionnel, de la fatigue intellectuelle et quelques cas d'épilepsies. Une somnolence excessive pendant la journée est également un symptôme fréquent. Initialement focalisée sur le muscle, la recherche sur DM1 dispose de peu de données sur la pathologie cérébrale et les mécanismes à l'origine des troubles neurologiques, comme l'altération de la qualité du sommeil, ont été très peu ou pas étudiés à ce jour. Notre but est de caractériser, dans le modèle murin de la pathologie, les modifications du sommeil.

Bénéfices attendus

La description très détaillée du cycle veille-sommeil au travers du modèle murin apporteront des informations inédites sur la pathologie DM1. Nous pensons que les résultats obtenus aideront à la prise en charge de la maladie afin d'améliorer la qualité de vie des patients.

Procédures

Les 60 souris auront une implantation chirurgicale, sous anesthésie générale, d'électrodes pour les mesures de l'activité électroencéphalographiques (EEG) et électromyographiques (EMG), chaque implantation durera au maximum une heure (en moyenne 45 minutes). Les souris seront placées en chambres d’enregistrement pour deux sessions d’une semaine d’enregistrement : une semaine après l’implantation chirurgicale et un mois après.

Impact sur les animaux

Outre l’injection intrapéritonéale de l’anesthésique qui pourra générer un léger stress, la chirurgie pratiquée ne devrait pas induire d’effets indésirables. L’effet indésirable attendu durant les phases d’enregistrement sera uniquement dû à l’isolement des animaux dans des barils individuels (les souris seront isolées deux fois 7 jours).

Devenir

Les animaux seront mis à mort afin de revérifier leur génotype. De plus, les cerveaux seront également prélevés pour des études ex vivo de biologie moléculaire, qui seront déterminées après l'analyse des résultats sur la qualité du sommeil.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour de modèles in vitro d’études du sommeil. L’étude du cycle veille-sommeil n'est possible que sur un animal entier, vigile et se comportant normalement.

Réduction

60 animaux au maximum devraient être utilisés. Nous prévoyons d’utiliser 12 animaux par groupe (souris transgéniques et leurs contrôles). L’obtention des données qualitatives et quantitatives sera analysée par des tests classiquement utilisés dans l’étude du sommeil sur ces effectifs. Si les 12 premières souris d'un groupe donnent des résultats de qualité, on n’utilisera pas les 3 souris supplémentaires de ce même groupe.

Raffinement

Des mesures appropriées seront prises pour suivre la pathologie (surveillance de la pousse des dents qui seront coupées si elles deviennent trop longues), pour minimiser le stress et mal-être individuel (hébergement enrichi et en groupe avant la chirurgie pour éviter un isolement social), pour gérer la douleur avant, pendant et après la chirurgie (médications par un anti-inflammatoire, surveillance de la cicatrisation au niveau de l’implant d’électrodes), et pour limiter l’isolement pendant les phases d’enregistrement électroencéphalographique avec des cages individuelles en espace ouvert pour empêcher que les congénères ne dégradent les implants et permettre aux animaux de se voir et sentir leurs odeurs.

Choix des espèces

Notre choix s'est orienté vers les modèles de souris transgéniques, modèles classiques d'étude de certaines maladies comme celle que nous étudions. Les souris transgéniques créées en insérant le gène humain porteur de la mutation responsable de la maladie permettent d'étudier les mécanismes physiopathologiques. De plus, chez la souris adulte, l’anatomie, les réseaux neuronaux et la neurophysiologie sont maintenant bien caractérisés et de nombreux tests ont été développés pour mesurer le sommeil dans les meilleures conditions possibles et en réponse aux exigences de l'expérimentation animale. Le modèle souris possède enfin les grands principes d’organisation anatomique conservés chez l’homme et les souris ont une taille cérébrale qui permet d’étudier les oscillations locales de l'hippocampe ciblé dans notre projet. L'étude sera réalisée sur des souris âgées de 2 mois (plus précisément 8 semaines) afin d'être à un âge 1/ où le phénotype DM1 est bien établi et 2/ compatible avec l'implantation aisée des électrodes pour la mesure du sommeil.

Pour étudier le rôle des plaquettes dans les maladies du foie liées à l'obésité, 48 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles sont nourries avec un régime riche en graisses, reçoivent des injections répétées sur animal vigile, puis subissent quatre prélèvements sanguins et un prélèvement terminal sous anesthésie. Le déficit en plaquettes induit peut s'accompagner de petits saignements au point d'injection. Toutes sont tuées à la fin, le porteur indiquant avoir besoin d'un grand volume de sang et de prélever des organes.

Objectifs

Les maladies du foie sont des conséquences d’un ensemble de troubles souvent associés à l’obésité. Elles évoluent par étapes : accumulation de graisse, inflammation, accumulation de tissu fibreux, et peuvent parfois conduire au cancer du foie, dont le taux de survie à cinq ans est très faible. Ces maladies touchent plus de 30 % de la population mondiale et sont aujourd’hui la principale cause de maladies hépatiques dans les pays occidentaux. Leurs causes exactes varient d’un patient à l’autre et restent mal comprises, ce qui complique leur prévention et leur traitement. Les plaquettes, connues pour leur rôle dans l’arrêt du saignement, semblent aussi participer au fonctionnement du foie, notamment en cas de troubles métaboliques. Certaines études ont montré que des traitements antiplaquettaires à long terme, peuvent réduire la graisse hépatique, limiter l’inflammation, et diminuer le risque de cancer du foie, tant chez l’homme que dans des modèles animaux. Cependant, on ne comprend pas encore bien comment les plaquettes régulent le métabolisme du foie. Pour y répondre, nous voulons étudier l’effet d’une diminution importante du nombre de plaquettes sur l’apparition des premiers stades de la maladie, en utilisant des souris génétiquement modifiées nourries avec un régime riche en graisses. Ces souris produisent ou ne produisent plus du tout de plaquettes, ce qui aide à comprendre leur rôle précis dans la maladie.

Bénéfices attendus

Ces résultats devraient permettre de mieux appréhender le rôle et l’impact des plaquettes dans les maladies métaboliques hépatiques et leurs conséquences. Ces résultats apporteront donc des informations concernant l’origine de ces maladies hépatiques, et aideront à évaluer l’intérêt de cibler les plaquettes pour le développement de futurs traitements.

Procédures

Les souris seront soumises à un régime alimentaire riche en lipides pendant 1 semaine. La souris vigile recevra 1 injection de 5 secondes pendant 4 jours consécutifs, puis 1 injection de 5 secondes tous les 2 jours pendant 8 jours. Nous réaliserons 4 prélèvements sanguins de 15 sec sur souris anesthésiée et 1 prélèvement sanguin terminal de 1 minute sur souris anesthésiée

Impact sur les animaux

La mise en régime riche en lipides chez la souris induit une accumulation de graisses dans le foie associée à une inflammation de l’organe. L’injection répétée réalisée sur animal vigile peut entrainer un stress à la contention et une douleur au point de piqure de l’aiguille de quelques secondes. Le déficit en plaquette des souris peut être associée à un saignement de quelques secondes lors de l’injection répétée.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, car nous aurons besoin d’un grand volume de sang (700µl), et de prélever des organes.

Remplacement

Les processus qui contrôlent les plaquettes sanguines et les maladies du foie font intervenir de nombreux types de cellules et plusieurs organes, comme le foie, les vaisseaux sanguins, le tissu adipeux ou encore l’intestin. Aujourd’hui, il n’existe pas de modèle en laboratoire capable de reproduire fidèlement toutes ces interactions complexes. Aucun système expérimental ne permet d’imiter un foie complet avec ses différents types de cellules et ses vaisseaux et de modéliser ses échanges avec d’autres organes. Notre projet étudie une maladie du foie qui résulte de plusieurs problèmes combinés : des troubles du métabolisme des graisses, de l’inflammation et des anomalies des vaisseaux sanguins. Pour comprendre ces mécanismes, il est nécessaire d’utiliser un modèle vivant capable de reproduire l’ensemble des échanges métaboliques, hormonaux et immunitaires d’un organisme.

Réduction

Le nombre de souris utilisé dans cette étude est réduit au minimum et permet l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les effectifs ont été déterminés en amont par une approche statistique.

Raffinement

Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum : - Par l’habituation des animaux à l’expérimentateur et aux différents gestes, une fois par jour pendant 5 jours, la semaine avant le début de la procédure (contention, manipulation, et pesées) - Par l’hébergement en groupes sociaux. Les cages sont munies de particules de bois et enrichie avec des carrés de cellulose + des bâtons de coton + de la frisure afin de permettre aux animaux de réaliser un nid conformément à leurs besoins comportementaux - Par une anesthésie générale de l’animal pendant les prélèvements sanguins - Par l’injection d’antalgique et d’analgésique avant le prélèvement terminal puis sur le plan musculaire avant incision - Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffante lors des anesthésies. Des points limites permettent de soustraire les animaux à toute souffrance ou douleur inutile.

Choix des espèces

Nous utilisons des souris car nous disposons de souris génétiquement modifiées ainsi que d'outils pharmacologiques commercialement disponibles et couramment utilisés pour modifier le nombre de plaquettes sanguines chez la souris. Les plaquettes sanguines de souris ont des caractéristiques très proches de celles de l'Homme. Nous utiliserons des souris de 12 à 20 semaines (âge adulte, système cardiovasculaire et métabolique mature).