Troubles cardiaques

72 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Chaque animal subit une ouverture du thorax puis un arrêt cardiaque provoqué, le cœur étant prélevé pour tester un dispositif de transport de greffon et une solution de préservation mis au point au laboratoire, protégés par deux brevets. Le porteur décrit une mise à mort sous anesthésie sans réveil et situe le seul stress possible à l'induction de l'anesthésie. Sur le remplacement, il affirme que les essais sur cellules restent "très insuffisants" pour représenter les phénomènes en jeu dans le greffon et retient le porc pour la proximité de son cœur avec celui de l'humain.

Objectifs

CONTEXTE La transplantation cardiaque est face à un problème majeur : la pénurie de greffons. Pour pallier à ce problème, les équipes cliniques envisagent d’utiliser de nouvelles sources de greffons dits à « critères élargis » (provenant de donneurs âgés, pathologiques, en arrêt cardiaque ou encore lointains géographiquement). Afin d'assurer une protection optimale de ces greffons fragiles, nous avons mis au point un nouveau procédé de transport par perfusion hypothermique qui permettrait d’optimiser la protection du cœur. Ce dispositif a fait l’objet de 2 brevets et a été récompensé par le prix de l’innovation. OBJECTIF GÉNÉRAL DU PROJET Notre objectif est d'optimiser la survie du greffon cardiaque grâce à un nouveau dispositif de transport des greffons, associé à une nouvelle solution innovante de préservation du greffon. Le dispositif de transport ainsi que la solution de préservation ont été mis au point dans notre laboratoire. Les études précliniques expérimentales proposées seront menées chez le porc. Ces travaux doivent permettre un passage du procédé en clinique humaine dans les prochaines années. RECHERCHE DE TYPE PRÉCLINIQUE Il s’agit d’une recherche translationnelle avec 3 objectifs opérationnels: 1- Prolonger le temps de préservation du greffon cardiaque. 2- Optimiser les conditions de survie des cœurs prélevés arrêtés. 3-Développer une méthode originale et non invasive d’évaluation de la viabilité du greffon par des analyses en imagerie (IRM et ultrasonore)

Bénéfices attendus

Le projet permettra une meilleure connaissance scientifique des phénomènes de survie des greffons avant transplantation. Les résultats obtenus faciliteront nous l’espérons : (i)les partenariats industriels (en cours), (ii)le transfert des données expérimentales vers la clinique humaine. Concernant les bénéfices cliniques, le nouveau procédé de préservation des greffons permettra d’augmenter le pool de donneurs (près d’1/3 de donneurs supplémentaires), par l’utilisation de greffons géographiquement éloignés et de greffons provenant de patients à critères élargis. Ces nouvelles sources de greffons permettront de pallier, au moins en partie, à la pénurie des greffons, problème crucial de la transplantation cardiaque aujourd’hui.

Procédures

Dans un premier objectif, les animaux sont placés sous anesthésie générale et couverture analgésique adéquates (phase de préparartion de 30 min environ) puis seront soumis à une procédure chirurgicale (ouverture du thorax et cardioplégie) d’une durée de 30 minutes environ. L’animal est mis à mort pendant l’anesthésie générale. Durée totale de la procédure sous anesthésie générale : 60 minutes environ. Dans un premier objectif, les animaux sont placés sous anesthésie générale et couverture analgésique adéquates (phase de préparartion de 30 min environ) puis une injection intraveineuse de molécules anticoagulante, anesthésiante et curarisante induit un arrêt cardiorespiratoire puis la mort de l’animal. 30 min après la mort de l'animal le cœur est prélevé. Durée totale de la procédure sous anesthésie générale : 70 minutes environ.

Impact sur les animaux

Tous les travaux se dérouleront sur des animaux sous anesthésie générale, complétée par des antalgiques. La mise à mort aura lieu durant la phase d'anesthésie (induction d'un arrêt cardiaque in situ) et donc sans réveil de l'animal. Le seul moment où l'animal est susceptible de ressentir un stress est l'induction de l'anesthésie à l’initiation de l’expérimentation. Les protocoles utilisés ont été mis en œuvre pour éviter toute douleur ou souffrance de l'animal. Il s’agit de procédures sans réveil.

Devenir

Le projet consiste à réliser à un prélèvement cardiaque en vue d’éudier le comportement du cœur isolé dans les conditions opératoire pré-transplantation. Tous les animaux utilés sont sont mis à mort (sous anesthésie et sans souffrance) du fait du prélèvement du cœur.

Remplacement

En amont du projet, de nombreux essais ont été réalisés sur modèles cellulaires ce qui a permis d’obtenir nos premiers résultats. Les cellules ont été placées dans différentes solutions (7 solutions testées) et à différentes températures (7 températures évaluées entre 5 et 35°C). Notons toutefois, les protocoles de conservation sur cellules restent très insuffisants pour représenter la complexité des phénomènes physiopathologiques survenant au niveau du greffon cardiaque. Ce projet a pour objet de tester un nouveau dispositif médical et une nouvelle procédure spécifique de perfusion du greffon lesquels nécessitent l’utilisation d’un modèle animal pertinent. Ainsi, pour nous rapprocher au mieux des conditions cliniques, nous mènerons nos travaux chez l’animal, ce qui nous permet de mimer les situations rencontrées en clinique.

Réduction

Concernant la réduction du nombre d'animaux utilisés (8 par groupe), nous nous sommes basés sur une évaluation statistique permettant d’évaluer avec précision le nombre minimal d’animaux nécessaires pour valider nos hypothèses scientifiques. Par ailleurs, en plus de notre fournisseurs agréé, éleveur de porcs fermiers, nous pourrions bénéficier de quelques animaux destinés à être mis à mort dans le cadre d’une autre étude, ce qui permettrait une réduction globale du nombre d’animaux.

Raffinement

Nous sommes en contact avec d’autres équipes (laboratoires), disposées à récupérer du matériel biologique issu de ces animaux (rein, foie, pancréas, cerveau, peau, oreilles, sang ...), en post-mortem. Par ailleurs, de nombreuses petites actions de raffinement seront mise en place comme : le passage régulier de l’animalier dans l’enclos, le fait que celui-ci habitue le porc à sa présence, le caresse au niveau du cou, l’utilisation d'une crème de type Lidocaïne appliquée au niveau de la zone d’injection (cou et cuisse) avant l'anesthésie, et l'utilisation d'une seringue munie d’un prolongateur, permettant l'induction de l'anesthésie à distance de l'animal (ce qui réduit considérablement le stress lié à l’induction de l’anesthésie). De manière générale, le programme antidouleur envisagé est bien adapté. Un autre point concerne l’isolement préopératoire des animaux sur plusieurs jours lors de l’hébergement. Nous tenterons de pallier à cette situation en hébergeant (autant que possible) 2 animaux simultanément. Ce qui impliquera pour nous d’utiliser ces 2 animaux sur la même demi-journée d’expérimentation. Enfin, plusieurs points limites dans nos procédures sont à mentionner, excluant les animaux de l’étude : (i) mauvais état général de l’animal en préopératoire durant l’hébergement (fièvre, blessures, diarrhées…), (ii) mauvaise tolérance aux anesthésiques, pouvant provoquer chez lui un arrêt cardio-respiratoire imprévu, (iii) accident de chirurgie (hémorragie suite à une blessure irréversible sur l’aorte ou sur l’artère pulmonaire, fibrillation irréversible du cœur), (iv) infection du cœur (péricardite découverte lors de l’ouverture du thorax). .

Choix des espèces

Pour nous rapprocher au mieux des conditions cliniques, et dans une optique de transfert clinique, nous mènerons nos travaux chez le porc. Nous avons choisi cette espèce animale, du fait de la proximité anatomique et physiologique entre le cœur de porc et le cœur humain. Par ailleurs, le dispositif médical de perfusion des greffon cardiaque que nous avons conçu est destiné aux cœurs humains. Il est donc indispensable de le tester et l’évaluer expérimentalement avec des greffons de taille similaire. Le cœur de porc se prête parfaitement à cette évaluation. Nous utiliserons de jeunes porcs d’environ trois mois ayant un poids compris entre 35 et 40 kg. Nous avons historiquement une bonne expérience de l’utilisation de ces animaux, à cet âge. En effet, les résultats obtenus ont fait l’objet de nombreuses publications. En outre, pour des raisons pratiques, les animaux de plus de 45-50 kg sont non adaptés à nos installations et à notre matériel, et de ce fait, augmenteraient les difficultés d’expérimentations, tant du point de vue de la manipulation de l’animal que de la gestion de l’anesthésie (perturbations susceptibles de survenir par phénomène de relargage de l’anesthésie du fait de la masse graisseuse importante chez les animaux dépassant les 50 kg). Les animaux utilisés seront donc de jeunes adultes, permettant une transposition par rapport aux patients donneurs jeunes (issus par exemple et tragiquement d’un accident de voiture). La taille et la physiologie des cœurs de ces animaux est proche de celles des cœurs humains. Des animaux plus jeunes ou plus âgés nous éloigneraient de ces critères cliniques.

15 cochons vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque animal subit la pose d'une circulation extracorporelle et une chirurgie de deux heures, avec un risque de choc hémorragique lors de l'installation du dispositif, pour tester une membrane de filtration du sang dans le choc cardiogénique. Le porteur renvoie les retombées cliniques à une meilleure récupération cardiaque attendue, tandis que les cochons sont tués en fin d'intervention pour prélèvement histologique. Il affirme que le modèle d'ischémie-reperfusion ne peut être mené que sur un "organisme dans son entier" et qualifie le recours au gros animal de choix qui "s'impose".

Objectifs

Le choc cardiogénique est une pathologie encore très fréquente en réanimation, avec une augmentation de l’incidence sur les dernières années. Il est défini par l'incapacité du coeur à générer un débit sanguin suffisant permettant aux organes périphériques de subvenir à leurs besoins. On observe initialement une augmentation des résistances vasculaires pour maintenir une pression de perfusion (constriction des vaisseaux périphériques). Par la suite, le système ne parviendra plus à compenser suffisamment, causant alors une dilatation des vaisseaux puis une baisse de l’oxygénation, provoquant une dysfonction d’organes. Il arrive parfois que le choc cardiogénique, lorsqu’il est réfractaire à toute thérapeutique médicamenteuse, nous amène à un traitement plus invasif par une pose d'une circulation extra-corporelle. L'objectif de cette étude est de prouver l'efficacité d'une membrane d’épuration sanguine (cytosorb) visant à filtrer les molécules inflammatoires sans pour autant impacter la réponse immunitaire physiologique. Cette membrane va donc faire baisser le taux de molécules inflammatoires diminuant la réaction immunitaire excessive et améliorant la récupération du coeur et des organes périphériques.

Bénéfices attendus

Les dernières études sur le cytosorb tendent à montrer plutôt une innocuité de cette membrane sans pour autant prouver son efficacité clinique. Aucune ne s’est focalisée sur la circulation extracorporelle dans le contexte de choc cardiogénique. L’objectif de notre étude est de montrer l’implication du cytosorb dans la diminution du phénomène inflammatoire (diminution de l’utilisation de solutions de remplissage et des médicaments).

Procédures

Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'établissement utilisateur n°1 puis une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale (2minutes). A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde et subiront une intervention chirurgicale qui durera 2h (opérations dans l'établissement n°2).

Impact sur les animaux

- stress (diminué par une période de quarantaine dans un environnement adapté et par une prémédication) - douleur (limitée par une surveillance accrue et scopée, et une anesthésie adaptée aux signaux de douleurs, tels la tachycardie ou l’hypertension, un morphinique (sufentanil) est utilisé en pousse-seringue continu). - Effets secondaires à la chirurgie : perte de sang avec choc hémorragique lors de la pose de l’ECMO (circulation extra-corporelle).

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure pour prélèvement en vue de l'étude histologique qui suivra.

Remplacement

La place de cette approche thérapeutique n'a jamais été évaluée. Une vraie étude comparative est nécessaire. Il n'y a pas de modèle existant d'ischémie-reperfusion cellulaires. Le modèle d’ischémie-reperfusion ne peut donc être effectué que sur un organisme dans son entier avec un impact sur les différentes fonctions.

Réduction

Modèle déjà en place dans notre structure permettant de réduire le nombre d’animaux à étudier, personnel formé à l’étude et la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé comme le nombre minimum d'animaux nécessaire afin d'obtenir des données statistiquement exploitables. La mise en place des appareillage (canules...) sera réalisée par des chirurgiens cardiaques expérimentés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés par groupes (au minimum 2 animaux) afin de limiter l’angoisse et le stress des animaux. Le milieu est enrichi avec des jouets adaptés (balles...). Une période de quarantaine d’au moins huit jours avant l’entrée des animaux dans le protocole est respectée permettant leur stabilisation physiologique et comportementale en réduisant le stress. Les animaux sont mis à jeun le jour de l’expérimentation et les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés calmantes avec un produit psychotrope aux propriétés antidouleur. Les cochons seront ensuite sous anesthésie profonde pendant tout le protocole d'étude et avec un antidouleur en perfusion continue. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire et la pression artérielle. Toute modification de ces paramètres entrainera une adaptation immédiate des médicaments afin d’assurer le confort de l’animal.

Choix des espèces

Le modèle animal de cochon (animal d’un poids entre 50 et 60 kgs, de morphologie cardiaque mature et avec un poids suffisant pour une circulation extra-corporelle est utilisé pour sa similitude avérée, en terme d’anatomie cardiaque et d’hémodynamique, avec les processus physiologiques rencontrés en clinique. Le choix d’un modèle sur gros animal s’impose pour pouvoir implanter la circulation extra-corporelle, nécessaire à notre projet. De plus, ce modèle est déjà connu de nos équipes.

50 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque animal, profondément endormi et sous ventilation assistée pendant cinq à huit heures, subit un infarctus provoqué puis une reperfusion couplée à un traitement par ondes ultrasonores, avant le prélèvement de son cœur. L'objectif déclaré est de valider une protection du myocarde applicable ensuite à l'humain, étape que le porteur décrit comme "cruciale et préalable à toute étude clinique". Il affirme que le porc, à la physiologie cardiaque proche de l'humain, est "désormais pour des raisons éthiques le modèle recommandé".

Objectifs

L’importance de l’infarctus du myocarde et ses conséquences en termes d’insuffisance cardiaque et de mortalité cardio-vasculaire en font un problème de santé publique majeur dans les pays développés. La taille de l'infarctus est le facteur majeur du pronostic après infarctus du myocarde aigu. Les interventions visant à réduire la taille finale de la lésion ont donc un intérêt clinique majeur pour améliorer le pronostic des patients pris en charge pour infarctus du myocarde. La prise en charge actuelle de l’infarctus du myocarde vise à ré-alimenter le cœur en sang oxygéné (reperfuser) le plus rapidement possible. Cependant des études expérimentales et cliniques ont montré qu’une reperfusion brutale a trop souvent des effets secondaires sur le myocarde ischémique, induisant des lésions supplémentaires. Ces dommages survenant après reperfusion peuvent participer jusqu'à 40% de la taille finale de l’infarctus. L’objectif du projet de recherche lié à la demande d’autorisation était de valider deux nouvelles stratégies thérapeutiques de protection du myocarde, dites de sono-cardioprotection, sur un modèle d’infarctus réalisé chez le Porc, étape cruciale et préalable à toute étude clinique ultérieure. Deux modes d’applications des ultrasons comme stratégie thérapeutique non-invasive avait été envisagées : la mécano-transduction (Shock-Wave) et les ultrasons focalisés de basses intensités (LIPUS). Toutes deux ont été utilisées pour déposer de l'énergie ultra-sonore à différentes intensités dans des endroits focalisés des tissus, avec des utilisations en routine clinique dans le domaine de l'oncologie et en urologie. Trois étapes avaient été fixées pour réaliser cette étude. Les 2 premières étapes ont été accomplies dans le cadre d’une demande d’autorisation de projet précédente. Cette demande est donc destinée à couvrir la 3e et dernière étape du projet. L’évaluation de la méthode et sa validation comme précédemment combinera i) l’imagerie pour explorer le retentissement de l’infarctus du myocarde et des thérapies adjuvantes au niveau du cœur, notamment au niveau inflammatoire ii) des prélèvements sanguins et tissulaires pour des analyses histologiques, biologiques pour relier l’imagerie macroscopique et le niveau cellulaire.

Bénéfices attendus

Des études préliminaires sur des modèles cellulaires, et à thorax ouvert sur modèle porcin, ont permis de valider l’effet potentiellement protecteur des shock-wave (mécano-transduction). Toutefois, ces résultats, bien que très encourageants, sont très éloignés de la réalité clinique où les ondes de chocs doivent prouver leur efficacité en application directe sur le cœur vivant et battant. L’objectif étant une application humaine de cette technologie, seul un modèle sur gros animal, qui présente une physiologie coronaire et cardiaque très semblable à l’homme a permis d’avancer sur cette problématique. L’espèce animale choisie pour notre étude est le porc de taille réduite, dans lequel nous induisons un infarctus d’intensité similaire à celui retrouvé chez l’homme, nous effectuons la reperfusion couplée à nos deux propositions thérapeutiques innovantes, dont nous avons montré à thorax ouvert, (modèle permettant l’application des ondes de chocs directement sur le cœur) qu’elles permettent de réduire les effets délétères du traitement actuel. Si cette première étape expérimentale a été cruciale pour démontrer l’effet thérapeutique dans la configuration la plus favorable mais invasive, celui-ci doit maintenant être confirmé à thorax fermé avec la procédure non-invasive utilisée sur l’homme. Cette étape finale permettra de suivre chronologiquement la mise en place de la lésion ischémique, puis d’étudier l’efficacité de la thérapie proposée pour limiter les effets délétères de la reperfusion dans un scénario clinique qui pourra être utilisé ensuite directement sur l’Homme.

Procédures

Chaque animal, profondément endormi et placé sous ventilation assistée, sera extemporanément suivi sur le plan physiologique durant le déroulement du protocole. L’endormissement sera entretenu par une perfusion continue d’antalgiques et une anesthésie gazeuse, de sorte qu’à la moindre manifestation de signes de réveil de l’animal une augmentation de l’anesthésiant sera pratiquée et éventuellement suivie d’une augmentation de la vitesse de perfusion : l’objectif est d’éviter toute perception douloureuse à l’animal. L'expérimentation sera immédiatement arrêtée si un problème, lors de la chirurgie, survient : dissection coronaire, hémorragie, poumon atteint. Notre équipe est aussi préparée à une réanimation si une fibrillation ventriculaire arrive: massage cardiaque et défibrillation. L'expérimentation sera arrêtée après 30min de réanimation infructueuse et/ou impossibilité de stabiliser l'animal après réanimation (arythmies importantes, pression artérielle basse). A partir du moment où la chirurgie réalisée est satisfaisante, le protocole d'imagerie commence. La durée maximale de l'expérimentation est constante et évaluée de 5 à 8 heures.

Impact sur les animaux

Puisque le modèle consiste à induire une ischémie aigüe et transitoire sur le cœur de l’animal, il est attendu une anoxie du territoire en aval de l’artère occluse. Comme chez l’homme, cela entraine des anomalies de la fonction segmentaire, et des troubles rythmiques fréquents (extra-systoles (ES), tachycardie ventriculaire (TV)). Par ailleurs on note en général un œdème intra et extracellulaire comme chez l’être humain, et des complications cellulaires qui font justement l’objet de la recherche et des thérapies mises en œuvre. L’ensemble des conséquences induites par la procédure d’ischémie sont prévenues et/ou traitées par l’anesthésie/analgésie et les médicaments anti-arythmiques délivrés en fonction de la symptologie. L’infarctus étant réalisé sur animaux profondément endormis, sous anesthésie générale, la prise en charge de la douleur est prévue. La procédure par voie percutanée est celle utilisée chez l’homme, laquelle limite les conséquences hémorragiques.

Devenir

Pour permettre les prélèvements histologiques, ainsi que la mesure de l’aire à risque et de la zone de nécrose les prélèvements de cœur sous cardioprotection sont nécessaires. Immédiatement après la mort le cœur de l’animal doit ainsi être prélevé afin de permettre la découpe du cœur en tranche, digitaliser les clichés pour une analyse quantitative. Il est donc obligatoire de procéder à un protocole expérimental sans réveil, tous les animaux du protocole seront euthanasiés à la fin de l’expérimentation.

Remplacement

REMPLACEMENT : Le projet vise à améliorer la thérapie de l’infarctus cardiaque pour l’homme avec des sondes ultrasonores de taille humaine et des caractéristiques physiques spécifiques. L’évaluation de la méthode et sa validation utilisera l’imagerie pour explorer le retentissement de l’infarctus du myocarde et des thérapies adjuvantes au niveau du cœur. Les sondes de thérapie, mais aussi les outils d’imagerie (IRM) utilisées doivent être les mêmes que ceux utilisés en clinique humaine, avec les mêmes contraintes physiologiques (taille, puissance des ultrasons délivrés. Nous devons aussi nous approcher le plus possible de la physiopathologie humaine le porc est désormais pour des raisons éthiques le modèle recommandé.

Réduction

REDUCTION : Le nombre porcs demandé correspond à l’effectif permettant d’évaluer et de comparer les différents groupes avec la puissance statistique nécessaire pour valider cette étude, compte tenu d'une variabilité inter-individuelle attendue et similaire à l’homme, et de la précision des mesures IRM de zone à risque, taille oedème et taille d’infarctus. Le nombre minimum pour identifier les changements dans le temps est estimé à 15, au moyen de tests statistiques prenant en compte le risque et la puissance attendue pour assurer une bonne différence entre les groupes et les points dans le temps.

Raffinement

RAFFINEMENT : Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupes sociaux, avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire. Pour le transport vers le site d’expérimentation, l’animal déjà isolé dans un box de l’animalerie (mise à jeun de 24h obligatoire avant anesthésie), est tranquillisé avec un sédatif. A son arrivée sur le site d’expérimentation avant l’acheminement au bloc opératoire, l’animal est prémédiqué avec douceur afin de limiter au maximum son stress avant installation sur la table d’opération au bloc opératoire. Une voie veineuse périphérique est posée sur une veine marginale de l’oreille droite ou gauche, et lui seront administrés, en bolus lent, l’anesthésique et l’analgésique. Par la suite en complément une perfusion lente est mise en place pour administration continue de l’anesthésique et de l’analgésique. Chaque animal, profondément endormi et placé sous ventilation assistée, sera extemporanément suivi sur le plan physiologique (fréquence cardiaque, pressions artérielles invasives, débit cardiaque, température corporelle) durant le déroulement du protocole. L’expérimentation sera arrêtée si un problème survenant lors de la procédure ne peut pas être résolu (ex : dissection vasculaire entrainant une hémorragie de l’animal). Notre équipe est également préparée à une réanimation si une fibrillation auriculo-ventriculaire survient : massages cardiaques et défibrillations. L’expérimentation sera arrêtée après 30 minutes de réanimation infructueuse et/ou impossibilité de stabiliser l’animal après réanimation (arythmies importantes, pressions artérielles basses). Enfin pour la mise à mort, l’animal est toujours placé sous anesthésie générale avant induction d’une surcharge de barbiturique.

Choix des espèces

Le projet vise à améliorer la thérapie de l’infarctus cardiaque pour l’homme avec des sondes ultrasonores de taille humaine et des caractéristiques physiques spécifiques. L’évaluation de la méthode et sa validation utilisera l’imagerie pour explorer le retentissement de l’infarctus du myocarde et des thérapies adjuvantes au niveau du cœur. Les sondes ultrasonores de thérapie, mais aussi les outils d’imagerie (IRM) utilisée doit être les même que ceux utilisés en clinique humaine, avec les mêmes contraintes physiologiques (taille, puissance des ultrasons délivrés...). Il n'est pas possible de remplacer le porc par un rongeur, dont l’imagerie comme la thérapie nécessiterait des systèmes dédiés qui ne sont pas équipés des techniques d’imageries développées pour une application humaine. Nous devons aussi nous approcher le plus possible de la physiopathologie humaine et le porc est désormais pour des raisons éthiques le modèle recommandé. Nous utilisons des porcs adultes de taille réduite d’âge supérieur à 1 an, de sexe mâle ou femelle, ayant un poids compris entre 50 et 70 kg. L’éleveur est le spécialiste de cette souche de porcs. Nous avons des données expérimentales importantes sur ce type d’expérimentation, nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles sans réveil de l’animal. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Ce modèle animal est proche de l'imagerie cardiaque chez l'homme et permettra de transposer les connaissances acquises vers une imagerie clinique.

20 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures classées sans réveil. Chaque animal subit une intervention cardiaque de deux heures, avec arrêt volontaire du cœur et pose d'une circulation extra-corporelle, pour comparer deux solutions de protection du cœur déjà commercialisées. Le porteur indique qu'aucune étude n'a encore comparé ces deux solutions sur un cœur en ischémie-reperfusion et conclut qu'une étude sur animal entier est "nécessaire". Les bénéfices attendus se limitent à déterminer laquelle des deux solutions préserve le mieux les cellules cardiaques.

Objectifs

L’objectif de cette étude est de comparer deux solutions de protection cardiaque (cardioplégie) chez un modèle porcin d’ischémie-reperfusion (arrêt volontaire du coeur pour permettre une opération chirurgicale puis reperfusion) pour mieux comprendre les pathologies sous-jacentes et développer des nouvelles approches de cardioprotection notamment dans la chirurgie cardiaque mini-invasive. Ce projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs, 2 demandes d'autorisation de projet ont été déposées conjointement.

Bénéfices attendus

A notre connaissance, il n’existe pas d’étude comparant les 2 solutions de cardioplégie disponibles sur le marché sur un cœur en ischémie-reperfusion. L’objectif de cette étude est de déterminer si une des 2 solutions est plus efficace sur la viabilité des cellules cardiaques.

Procédures

Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'établissement untilisateur n°1 puis une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale (2minutes). A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde et subiront une intervention chirurgicale qui durera 2h (opérations dans l'établissement n°2)

Impact sur les animaux

Nuisances attendues sur les animaux : stress durant le transport et l'hébergement, douleur lors de l'installation de l'animal (piqure). Effets secondaires possibles : perte de sang lors de la pose de la circulation extra-corporelle (CEC).

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure pour prélèvement en vue de l'étude histologique qui suivra.

Remplacement

La place de cette approche thérapeutique n'a jamais été évaluée. Une vraie étude comparative est nécessaire. Des manipulations cellulaires sont possibles pour explorer les mécanismes sous-jacents des effets protecteurs des deux cardioplégies. Néanmoins, cela n'aurait pas évité la partie in vivo sur animal maiselle ne pourrait concernée qu'un seul type cellulaire ne représentent pas la pléiotropie des cardioplégies. De plus, il n'y a pas de modèle existant d'ischémie-reperfusion cellulaires. Le modèle d’ischémie-reperfusion ne peut donc être effectué que sur un organisme dans son entier avec un impact sur les différentes fonctions.

Réduction

Modèle déjà en place dans notre structure permettant de réduire le nombre d’animaux à étudier, personnel formé à l’étude et la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé comme le nombre minimum d'animaux nécessaire afin d'obtenir des données statistiquements exploitables. La mise en place des appareillage (canules...) sera réalisée par des chirurgiens cardiaques expérimentés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés par groupes (au minimum 2 animaux) afin de limiter l’angoisse et le stress des animaux. Le milieu est enrichi avec des jouets adaptés (balles...). Une période de quarantaine d’au moins huit jours avant l’entrée des animaux dans le protocole est respectée permettant leur stabilisation physiologique et comportementale en réduisant le stress. Les animaux sont mis à jeun le jour de l’expérimentation et les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés calmantes avec un produit psychotrope aux propriétés antidouleur. Les cochons seront ensuite sous anesthésie profonde pendant tout le protocole d'étude et avec un antidouleur en perfusion continue. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire et la pression artérielle. Toute modification de ces paramètres entrainera une adaptation immédiate des médicaments afin d’assurer le confort de l’animal.

Choix des espèces

Le modèle animal de cochon (animal d’un poids entre 50 et 60 kgs, de morphologie cardiaque mature et avec un poids suffisant pour une cardioplégie) est utilisé pour sa similitude avérée, en termes d’anatomie cardiaque et d’hémodynamique, avec les processus physiologiques rencontrés en clinique. Le choix d’un modèle sur gros animal s’impose pour pouvoir implanter la CEC, nécessaire à notre projet. De plus, ce modèle est déjà connu de nos équipes.