Troubles cardiaques

24 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit deux injections sous la peau destinées à déclencher une myocardite, puis passe quatre examens d'imagerie sous anesthésie dont trois de quatre-vingts minutes, les autres étant utilisés comme témoins avec jusqu'à trois examens. Le porteur attend une perte de poids légère à modérée et une baisse transitoire de la fonction cardiaque, et tue les rats en fin de protocole pour analyser leur cœur. L'outil visé, une imagerie non invasive de l'inflammation cardiaque, n'aiderait les patients qu'"à plus long terme", tandis que les anesthésies répétées et l'inflammation provoquée commencent dès le premier jour.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de mettre au point une méthode d’imagerie permettant de détecter avec précision la présence d’une inflammation au niveau du cœur. Cette approche repose sur une technique d’imagerie médicale non invasive, capable de visualiser directement les zones du cœur où l’inflammation est active, sans recourir à une chirurgie ou à des gestes invasifs. Le projet se déroule en deux étapes. Dans un premier temps, l’imagerie est étudiée chez des rats témoins afin de vérifier que le signal obtenu est stable, reproductible et interprétable. Dans un second temps, l’approche est appliquée à un modèle expérimental d’inflammation cardiaque, afin de s’assurer que le signal observé augmente effectivement en présence d’une inflammation et qu’il est cohérent avec les observations réalisées sur le tissu cardiaque. Le but final est de disposer d’un outil d’imagerie fiable, précis et simple d’emploi pour mieux détecter et suivre l’inflammation du cœur. À plus long terme, cette approche pourrait contribuer à une meilleure compréhension des maladies cardiaques inflammatoires et à l’amélioration de leur prise en charge.

Bénéfices attendus

Les bénéfices susceptibles de découler de ce projet sont multiples: Les myocardites restent difficiles à caractériser : les symptômes sont très variables d’un individu à l’autre et l’état de fonctionnement du cœur ne reflète pas toujours l’intensité réelle de la pathologie. Dans ce contexte, le développement d’une méthode d’imagerie permettant de visualiser directement l’inflammation cardiaque contribuerait à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués, en complément des approches actuellement disponibles. Cette approche offrirait un outil non invasif permettant de détecter et de suivre l’inflammation du cœur dans le temps, avec une meilleure précision que les indicateurs indirects actuellement utilisés. A plus long terme, elle pourrait aider à améliorer le diagnostic, le suivi de l’évolution de la maladie et l’évaluation de la réponse aux traitements, dans des contextes cliniques variés où l’inflammation cardiaque joue un rôle majeur.

Procédures

2 injections sous-cutanées (J0 et J7) pour induire la maladie, durée quelques minutes. Séances d’imagerie réalisées sous anesthésie : rats témoins : jusqu’à 3 examens (80 min chacune), rats avec myocardite : 4 examens (1 de 20 min et 3 de 80 min). Euthanasie sous anesthésie générale en fin de protocole pour analyses des tissus.

Impact sur les animaux

Chez les rats présentant une myocardite, le modèle induit une inflammation cardiaque moyenne. Les effets attendus sont limités : une perte de poids légère à modérée et une diminution transitoire de la fonction cardiaque. Tous les animaux seront exposés à des anesthésies générales courtes et répétées pour les examens d’imagerie, ainsi qu’à des injections réalisées dans un cadre strictement contrôlé. Une surveillance quotidienne est assurée, et l’euthanasie est immédiate dès qu’un point limite est atteint.

Devenir

Rats témoins : Euthanasiés en fin de procédure pour analyser leur cœur et vérifier son fonctionnement . Rats avec myocardite : Euthanasiés sous anesthésie pour faire les analyses sur leur cœur. En cas d'atteinte d'un point limite, les animaux seront immédiatement retirés du protocole et euthanasiés de manière indolore pour éviter toute souffrance inutile.

Remplacement

Aucune méthode in vitro ne permet de reproduire la distribution du biomarqueur, la perfusion myocardique ou la dynamique de système immunitaire en situation réelle.

Réduction

Chaque animal est suivi longitudinalement, ce qui augmente la quantité d’informations par individu et limite le nombre total d’animaux nécessaires (24 au total).

Raffinement

toutes les procédures sont réalisées sous anesthésie gazeuse, avec surveillance continue et retour rapide en cage. Les animaux sont suivis quotidiennement, et les critères d’arrêt sont appliqués strictement pour éviter toute souffrance inutile.

Choix des espèces

Le rat est une espèce largement utilisée dans les modèles expérimentaux de myocardite. Il développe de manière fiable une inflammation du cœur, permettant l’obtention de résultats reproductibles. Les animaux seront utilisés à un âge jeune adulte (8 à 10 semaines, 180–220 g). A ce stade, leur cœur fonctionne de façon stable, et leur taille permet de réaliser des injections fiables et des examens d’imagerie de bonne qualité.

L'enjeu déclaré est la validation réglementaire de dispositifs d'assistance cardiaque mécanique avant leur pose chez des patients. 200 moutons, 100 bovins et 50 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour nécropsie et examen histopathologique du site d'implantation. Chaque animal subit une, parfois deux interventions chirurgicales pouvant durer plusieurs heures, jusqu'à douze examens d'imagerie sur six mois, des jeûnes de douze à seize heures avant chaque anesthésie et des prélèvements sanguins pouvant aller jusqu'à un par jour. Le porteur qualifie l'expérimentation sur "organisme entier" d'"incontournable" et la présente comme une "obligation règlementaire", tout en précisant qu'aucune approche statistique n'a servi à fixer l'effectif.

Objectifs

Les dispositifs d'assistance cardiaque mécaniques permettent de suppléer aux défaillances cardiaque et/ou respiratoire en assurant le débit circulatoire nécessaire et l’oxygénation. Ces appareils peuvent temporairement ou de façon plus durable aider le coeur dans son rôle de pompe dans le cas des insuffisances cardiaques sévères par exemple. Ces dispositifs sont de différents types, il peut par exemple s'agir d'un dispositif externe d'Oxygénation par Membrane Extracorporelle (ECMO), d'une prothèse ventriculaire implantable, d'un ballonnet implantable au niveau de l'aorte, ou d'un coeur artificiel total. Les dispositifs d'assistance ventriculaire gauche sont particulièrement intéressants pour les patients en attente d'une greffe du cœur. En raison de la forte demande de cœurs par rapport au nombre de cœurs disponibles pour un don, un dispositif d'assistance ventriculaire gauche peut véritablement sauver des vies. Ils peuvent également servir en attendant que la fonction cardiaque se rétablisse (assistance à la réadaptation) ou en tant que traitement à long terme à l’intention des patients d’insuffisance cardiaque en phase terminale et qui ne sont pas candidats à une greffe. Tous les dispositifs d'assistance cardiaque implantables nécessitent un système d'alimentation et de transmission de l'energie pour pouvoir fonctionner. Ce projet de recherche a pour objectif le développement et l'évaluation de l'efficacité et de la sécurité de nouveaux dispositifs et techniques d'assistance cardiaque mécanique pour le traitement de l'insuffisance cardiaque. Ce projet se déroulera dans 2 Etablissements Utilisateurs EU 1/2 et EU 2/2.

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour 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.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins de faible volume à des fins de biologie médicale sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. Les fréquences maximales des prélèvements pouvant être d’un prélèvement par jour sur une courte période de quelques jours à une semaine ou d’un prélèvement par semaine jusqu’à 6 mois. - 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. - Préalablement aux anesthésies générales, les animaux seront mis à jeun pour une durée de 12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins. - Le nombre maximal d’examens d’imagerie par animal pourra aller jusqu’à 12 sur une période de 6 mois. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif cardio-vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. 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. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2.

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/bovins) 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 de type lésion vasculaire, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - 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, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

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 examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, 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 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, plateau technique opératoire 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 de la douleur sont systématiquement appliqués (anti-inflammatoires non stéroïdiens et/ou opioïdes). 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, autorisés par la Direction Départementale de la Protection des Populations, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis et revêtements antidérapants, 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).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 cardio-vasculaire du mouton, du bovin, et du porc reproduisent fidèlement la physiologie cardiaque humaine et le processus de cicatrisation du coeur et des vaisseaux 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 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. - Le modèle veau est pertinent pour sa taille et son fort développement thoracique. - L'ovin, le bovin et le porcin possèdent des cavités thoracique et abdominales qui permettent d'implanter les dispositifs d'assistance ainsi que les systèmes de transfert d'énergie associés. 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.

Douze à seize heures de mise à jeun, une pose de cathéter, une anesthésie générale, une chirurgie d'implantation pouvant durer plusieurs heures, puis jusqu'à douze examens d'imagerie et des prises de sang répétées pendant six mois. 200 moutons, 100 bovins et 50 cochons vont être utilisés ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certains subissent d'abord une seconde chirurgie destinée à créer la lésion, ligature d'un vaisseau ou perte de tissu, avant de recevoir le dispositif d'assistance cardiaque à évaluer. Le porteur écrit que l'expérimentation sur "l'organisme entier" est "incontournable" et relève d'une obligation réglementaire pour les dispositifs implantables, et que l'effectif de 350 animaux a été fixé sans approche statistique. Tous sont tués pour l'autopsie et l'examen des tissus, qui mesurent la tolérance de l'organisme et l'usure du dispositif.

Objectifs

Les dispositifs d'assistance cardiaque mécaniques permettent de suppléer aux défaillances cardiaque et/ou respiratoire en assurant le débit circulatoire nécessaire et l’oxygénation. Ces appareils peuvent temporairement ou de façon plus durable aider le coeur dans son rôle de pompe dans le cas des insuffisances cardiaques sévères par exemple. Ces dispositifs sont de différents types, il peut par exemple s'agir d'un dispositif externe d'Oxygénation par Membrane Extracorporelle (ECMO), d'une prothèse ventriculaire implantable, d'un ballonnet implantable au niveau de l'aorte, ou d'un coeur artificiel total. Les dispositifs d'assistance ventriculaire gauche sont particulièrement intéressants pour les patients en attente d'une greffe du cœur. En raison de la forte demande de cœurs par rapport au nombre de cœurs disponibles pour un don, un dispositif d'assistance ventriculaire gauche peut véritablement sauver des vies. Ils peuvent également servir en attendant que la fonction cardiaque se rétablisse (assistance à la réadaptation) ou en tant que traitement à long terme à l’intention des patients d’insuffisance cardiaque en phase terminale et qui ne sont pas candidats à une greffe. Tous les dispositifs d'assistance cardiaque implantables nécessitent un système d'alimentation et de transmission de l'energie pour pouvoir fonctionner. Ce projet de recherche a pour objectif le développement et l'évaluation de l'efficacité et de la sécurité de nouveaux dispositifs et techniques d'assistance cardiaque mécanique pour le traitement de l'insuffisance cardiaque. Ce projet se déroulera dans 2 Etablissements Utilisateurs EU 1/2 et EU 2/2.

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour 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.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins de faible volume à des fins de biologie médicale sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. Les fréquences maximales des prélèvements pouvant être d’un prélèvement par jour sur une courte période de quelques jours à une semaine ou d’un prélèvement par semaine jusqu’à 6 mois. - 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. - Préalablement aux anesthésies générales, les animaux seront mis à jeun pour une durée de 12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins. - Le nombre maximal d’examens d’imagerie par animal pourra aller jusqu’à 12 sur une période de 6 mois. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif cardio-vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. 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. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2.

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/bovins) 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 de type lésion vasculaire, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - 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, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

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 examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, 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 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, plateau technique opératoire 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 de la douleur sont systématiquement appliqués (anti-inflammatoires non stéroïdiens et/ou opioïdes). 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, autorisés par la Direction Départementale de la Protection des Populations, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis et revêtements antidérapants, 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).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 cardio-vasculaire du mouton, du bovin, et du porc reproduisent fidèlement la physiologie cardiaque humaine et le processus de cicatrisation du coeur et des vaisseaux 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 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. - Le modèle veau est pertinent pour sa taille et son fort développement thoracique. - L'ovin, le bovin et le porcin possèdent des cavités thoracique et abdominales qui permettent d'implanter les dispositifs d'assistance ainsi que les systèmes de transfert d'énergie associés. 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.

Un anévrisme est créé par chirurgie, un dispositif endovasculaire y est implanté, puis un dernier contrôle par imagerie précède la mise à mort. 200 lapins vont être utilisés ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour prélever la pièce anatomique. Chacun subit au moins trois anesthésies générales, vit seul en cage pendant tout le projet et peut recevoir un antiagrégant par sonde de gavage une à deux fois par jour pendant plusieurs semaines. Le projet sert à tester jusqu'à quarante dispositifs industriels avant leur usage chez l'humain, et le porteur écrit que la fréquence des anesthésies "sera discutée en amont", sans fixer de nombre maximal, ni faire reposer l'effectif de 200 animaux sur un calcul statistique.

Objectifs

Les anévrismes cérébraux correspondent à une dilatation fragile des artères du cerveau. Il s’agit d’une pathologie fréquente (60/1000 habitants) et grave, qui expose au risque d’hémorragie cérébrale par rupture de l’anévrisme, conduisant au décès du patient dans plus de 50% des cas. Les traitements actuellement disponibles sont la chirurgie ou le traitement par voie endovasculaire (par l’intérieur des vaisseaux sanguins), notamment en implantant un dispositif dans l’artère portant l’anévrisme, ou directement dans l’anévrisme, pour empêcher le sang d’aller dans la zone dilatée, le rediriger dans l’artère normale, et permettre ainsi la cicatrisation de l’anévrisme. Cependant, malgré la mise en place d’un dispositif, il existe un pourcentage de cas (de 10 à 30 % en fonction du dispositif) dans lequel l’anévrisme n’apparait pas occlus lors des contrôles, et la cicatrisation de l’anévrisme n’est pas obtenue. Cela incite aujourd’hui les industriels à développer de nouvelles technologies de ces dispositifs afin d’améliorer la cicatrisation biologique. Les industriels innovent également en modifiant la composition et/ou la conformation du dispositif, afin d’améliorer ses performances. Ils créent également de nouveaux dispositifs permettant de traiter ces anévrismes sans les contraintes de la double anti-agrégation plaquettaire, indispensable pour certains d’entre eux. L’adjonction d’un traitement médicamenteux pourrait également permette de favoriser cette cicatrisation. Le projet consiste à étudier, sur un modèle d’anévrisme chez le lapin, la performance d’un dispositif implantable (accompagné ou non par l’adjonction d’un traitement médicamenteux) pour le traitement des anévrismes intracrâniens. Le but de ce projet sera d'étudier la cicatrisation de l’anévrisme et l’efficacité du dispositif par des analyses radiologiques, histologiques et moléculaire, et nécessitera donc l'utilisation de l'animal pour être mené à bien.

Bénéfices attendus

Ce projet se déclinera en plusieurs études (20 études maximum sur la durée totale du projet) et permettra d’effectuer des analyses non réalisables chez l’être humain, afin évaluer la réponse biologique à l’implantation du dispositif, en fonction du ou des traitements administrés aux lapins, ce qui n’a encore jamais été fait sur ce modèle. Ce projet permettra notamment d’évaluer la sécurité et l’efficacité de dispositifs innovants, dans des conditions comparables à l’humain et permettra de tester entre minimum 10 et maximum 40 dispositifs innovants différents, en fonction des conditions. Des analyses de prolifération tissulaire sur le dispositif et de thrombogénicité (analyse du risque de formation de caillots sanguins) apporteront des connaissances supplémentaires ainsi qu’une meilleure compréhension sur les indications du dispositif avant de l’utiliser chez l’humain.

Procédures

Les animaux seront soumis à 3 interventions sous anesthésie générale comportant de la chirurgie d’une durée d’1h environ, pour la création d’un anévrisme, l’implantation du dispositif et le contrôle avant la mise à mort. Un ou plusieurs contrôles intermédiaires (imagerie à rayons X avec possibilité d'imagerie optique nécessitant une nouvelle anesthésie générale et chirurgie), d’une durée de 45 min, pourront être effectués. La fréquence des anesthésies générales sera discutée en amont, en fonction des hypothèses de recherches définies par l’étude, en étroite collaboration avec un vétérinaire pour la faisabilité. En fonction des études issues de ce projet, des prélèvements sanguins pourront être effectués, lors des anesthésies générales, de préférence, ou sous contention adaptée avec la possibilité de recourir à une sédation légère ou une anesthésie locale. Pour les animaux recevant un traitement, ils seront manipulés 1 à 2 fois par jour pendant plusieurs semaines, placés dans une cage de contention et le traitement sera donné par une sonde de gavage (environ 1 min par animal).

Impact sur les animaux

L’anxiété et le stress sont des effets indésirables attendus avant, et après chaque intervention/prélèvement sanguin. Un stress supplémentaire peut être observable sur les animaux qui seront amenés à recevoir un traitement oral quotidien. Une gêne et une douleur post-chirurgicales sont possibles. Les animaux pourront recevoir, en fonction des études issues du projet, un traitement oral antiagrégant (sonde de gavage, 1 minute maximum /jour / animal). Ils auront plusieurs anesthésies générales : une pour la création de l’anévrisme, une pour l’intervention chirurgicale, une pour chaque contrôle intermédiaire et une pour les imageries de contrôle avant mise à mort. Les animaux seront hébergés en cage individuelle tout au long du projet pour des problématiques de suivi et d’agression entre animaux. Malgré la possibilité de conserver des interactions visuelles, auditives et olfactives entre animaux, il est possible que certains animaux développent du stress ou des comportements d’ennui dans leur environnement, comportements qui seront surveillés plus étroitement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour le prélèvement de la pièce anatomique d’intérêt à des fins d’analyse sur les tissus.

Remplacement

Ce projet vise à étudier la sécurité, la conformabilité, la biocompatibilité et l’efficacité de dispositifs de traitement d’anévrisme dans des conditions in vivo. Les phénomènes biologiques, tels que la coagulation sanguine, la pression sanguine, ou encore les contraintes liées au déploiement du dispositif n’ont à l’heure actuelle aucune méthode alternative, in vitro ou ex vivo, permettant de reconstruire un modèle proche de ces conditions, ainsi que son suivi au cours du temps. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet est ainsi indispensable.

Réduction

Ce projet est à visée exploratoire et a pour objectif l'obtention de résultats préliminaires au cours d'études de faisabilité et de sécurité. Ces données pourront au besoin servir de base pour établir un nouveau projet intégrant des analyses d'efficacité avec calcul statistique, dans un dossier dédié (distinct de ce dossier). Nous sommes donc ici dans le cadre d’un projet pour lequel plusieurs études distinctes pourront être développées. Dans le cadre de ce présent projet, pour chaque étude, le nombre minimal de lapin sera utilisé. Ainsi, pour chaque dispositif testé dans les conditions de procédure choisie, de groupes nécessaires ; et pour prendre en compte le risque d'échec de la procédure, de 5 à 20 lapins par étude seront utilisés. Par ailleurs, l’implantation chez le même lapin de plusieurs dispositifs pourra éventuellement servir de contrôle et ainsi diminuer le nombre de lapins nécessaires. Le nombre d’animaux nécessaire dans le cadre de prochaines études issues de ce projet sera défini méthodologiquement, en fonction de(s) l’hypothèse(s) de recherche, en association avec la puissance définie à la conception de l’étude. Le nombre d’études issues de ce projet sera fonction du nombre total d’animaux demandés (200) et sera au maximum de 20 études sur la durée totale du projet. Ce nombre d’animaux a été estimée de manière rétrospective, en s’appuyant sur les études précédemment réalisées dans le cadre d’un précédent projet.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux seront gardés pendant une période d'acclimatation de 5 jours minimum avant toute intervention chirurgicale. Leur environnement comportera un enrichissement (bûchettes à ronger, foin...). Les animaux seront suivis quotidiennement et leur état de santé et de bien-être sera évalué tout au long du projet. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés pendant les interventions chirurgicales et seront suivis au cours du projet. Un suivi renforcé sera effectué durant les premiers jours après chaque intervention opératoire. Si un animal présente un signe de douleur ou de souffrance, des analgésiques pourront lui être administrés. Si une infection se présente, un traitement antibiotique pourra être mis en place. Dans le cas où l'animal présenterait une souffrance, une maladie ou une altération physique sans qu'il soit possible de le soulager efficacement (atteinte d'un point limite), l'animal sera sorti d'expérimentation et mis à mort.

Choix des espèces

Le lapin est un modèle animal reconnu pour l’étude des anévrismes intracrâniens. La biologie relative à l’utilisation des dispositifs implantables est ainsi bien documentée chez cette espèce et similaire aux mécanismes humains. Par ailleurs, la taille des vaisseaux sanguins du lapin est similaire à celle des vaisseaux sanguins humains, où sont implantés les dispositifs étudiés. Les animaux utilisés seront des adultes indifférenciés (mâles ou femelles) de plus de 3 kg pour la taille des artères et la taille des dispositifs usuellement utilisés chez l'humain.

Ouverts pour l'implantation d'un dispositif cardiovasculaire, parfois après une première intervention destinée à léser un vaisseau, 2 500 moutons, 500 cochons, 150 chiens et 100 bovins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour nécropsie et examen histologique. Ce volet est le second des deux établissements déclarés pour le même projet, chacun annonçant le même effectif de 3 250 animaux. Le porteur écrit que le nombre d'animaux a été réduit au minimum nécessaire, tout en précisant qu'aucune approche statistique n'a été réalisée. Il présente l'anesthésie générale comme évitant "tous stress et douleur", et annonce par ailleurs une douleur postopératoire pouvant durer plusieurs jours.

Objectifs

L’évaluation des nouveaux dispositifs et techniques pour les affections cardiaques structurelles en chirurgie cardiaque et des gros vaisseaux par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives nécessitent une phase de recherche pré-clinique et de développement qui permet de mettre au point le dispositifs et vérifier leur sécurité. La chirurgie cardiaque et des vaisseaux s’est développée depuis la deuxième moitié du XXème siècle, permettant de sauver des millions de personnes par an, avec l’avènement de nouvelles technologies comme la circulation extracorporelle (CEC) permettant la déviation du sang du coeur et des gros vaisseaux. Il est possible dès lors de travailler sur des cavités du coeur pendant que la machine coeur poumons assure la survie du patient durant l’intervention. Les techniques de chirurgie cardiaque s’intéressent à la réparation / remplacement de pathologies cardiovasculaire structurelles telles que par exemple les pathologies valvulaires, des cavités et parois cardiaques ainsi que des gros vaisseaux. Les limites des techniques actuelles est leur invasivité, la nécessité de recours à la machine coeur poumons, ainsi que la durabilité des dispositifs et des matériaux utilisés qui peuvent être mal tolérés par l’organisme. L'objectif de ce projet est l'évaluation de l'efficacité et de la sécurité de nouveaux dispositifs et techniques pour le traitement des affections cardiaques par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives. Ce projet se déroulera dans 2 Etablissements Utilisateurs EU 1/2 et EU 2/2.

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 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.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins de faible volume à des fins de biologie médicale sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. Les fréquences maximales des prélèvements pouvant être d’un prélèvement par jour sur une courte période de quelques jours à une semaine ou d’un prélèvement par semaine jusqu’à 6 mois. - 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. - Préalablement aux anesthésies générales, les animaux seront mis à jeun pour une durée de 12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens. - Le nombre maximal d’examens d’imagerie par animal pourra aller jusqu’à 12 sur une période de 6 mois. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif cardio-vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. 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. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2.

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/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) 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 de type lésion vasculaire, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - 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, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, auniveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par laréalisation 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 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, plateau technique opératoire 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 de la douleur sont systématiquement appliqués (anti-inflammatoires non stéroïdiens et/ou opioïdes). 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, autorisés par la Direction Départementale de la Protection des Population, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants ( dispositifs d'abreuvement, tapis et revêtements antidérapants, 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). 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 vasculaire du mouton, du porc et du chien reproduisent fidèlement les réactions vasculaires humaines et le processus de cicatrisation des vaisseaux est similaire à celui observé chez l'homme. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements angiographiques et échographiques standards. - Chez l'ovin, la taille des veines iliaques externes est comparable à celle des humains. - Le modèle porcin est pertinent pour l'évaluation de la thrombogénicité des dispositifs. - Les débits et les volumes dans la veine cave inférieure ou les veines jugulaires du canidé peuvent être similaires à ceux des veines fémorales humaines, la structure hémodynamique des veines est similaire à celle des veines fémorales humaines. - Le modèle veau est pertinent pour les endoprothèses aortiques complexes. 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.

Valider des prothèses et des techniques de chirurgie cardiaque avant leur mise sur le marché mobilise ici 2 500 moutons, 500 cochons, 150 chiens et 100 bovins, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une ou deux interventions chirurgicales pouvant durer plusieurs heures, jusqu'à douze examens d'imagerie sur six mois, des prélèvements sanguins pouvant aller jusqu'à un par jour et un jeûne de six à seize heures avant chaque anesthésie. Une lésion est créée au préalable chez une partie d'entre eux, par ligature ou occlusion de vaisseaux ou par création d'un défaut tissulaire. Le porteur affirme que l'expérimentation sur "l'organisme entier" est "incontournable" et qu'elle relève d'une obligation réglementaire pour les dispositifs médicaux implantables.

Objectifs

L’évaluation des nouveaux dispositifs et techniques pour les affections cardiaques structurelles en chirurgie cardiaque et des gros vaisseaux par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives nécessitent une phase de recherche pré-clinique et de développement qui permet de mettre au point le dispositifs et vérifier leur sécurité. La chirurgie cardiaque et des vaisseaux s’est développée depuis la deuxième moitié du XXème siècle, permettant de sauver des millions de personnes par an, avec l’avènement de nouvelles technologies comme la circulation extracorporelle (CEC) permettant la déviation du sang du coeur et des gros vaisseaux. Il est possible dès lors de travailler sur des cavités du coeur pendant que la machine coeur poumons assure la survie du patient durant l’intervention. Les techniques de chirurgie cardiaque s’intéressent à la réparation / remplacement de pathologies cardiovasculaire structurelles telles que par exemple les pathologies valvulaires, des cavités et parois cardiaques ainsi que des gros vaisseaux. Les limites des techniques actuelles est leur invasivité, la nécessité de recours à la machine coeur poumons, ainsi que la durabilité des dispositifs et des matériaux utilisés qui peuvent être mal tolérés par l’organisme. L'objectif de ce projet est l'évaluation de l'efficacité et de la sécurité de nouveaux dispositifs et techniques pour le traitement des affections cardiaques par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives. Ce projet se déroulera dans 2 Etablissements Utilisateurs EU 1/2 et EU 2/2.

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 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.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins de faible volume à des fins de biologie médicale sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. Les fréquences maximales des prélèvements pouvant être d’un prélèvement par jour sur une courte période de quelques jours à une semaine ou d’un prélèvement par semaine jusqu’à 6 mois. - 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. - Préalablement aux anesthésies générales, les animaux seront mis à jeun pour une durée de 12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens. - Le nombre maximal d’examens d’imagerie par animal pourra aller jusqu’à 12 sur une période de 6 mois. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif cardio-vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. 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. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2.

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/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) 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 de type lésion vasculaire, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - 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, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, auniveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par laréalisation 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 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, plateau technique opératoire 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 de la douleur sont systématiquement appliqués (anti-inflammatoires non stéroïdiens et/ou opioïdes). 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, autorisés par la Direction Départementale de la Protection des Population, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants ( dispositifs d'abreuvement, tapis et revêtements antidérapants, 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). 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 vasculaire du mouton, du porc et du chien reproduisent fidèlement les réactions vasculaires humaines et le processus de cicatrisation des vaisseaux est similaire à celui observé chez l'homme. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements angiographiques et échographiques standards. - Chez l'ovin, la taille des veines iliaques externes est comparable à celle des humains. - Le modèle porcin est pertinent pour l'évaluation de la thrombogénicité des dispositifs. - Les débits et les volumes dans la veine cave inférieure ou les veines jugulaires du canidé peuvent être similaires à ceux des veines fémorales humaines, la structure hémodynamique des veines est similaire à celle des veines fémorales humaines. - Le modèle veau est pertinent pour les endoprothèses aortiques complexes. 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.

Une lésion détruisant environ 30 % du volume ventriculaire est provoquée au cœur de 75 poissons sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après l'opération, les poissons passent douze heures dans un aquarium cloisonné puis retournent en hébergement collectif. Le porteur indique qu'ils ressentiront une douleur aiguë immédiatement après la lésion, tout en qualifiant l'atteinte fonctionnelle de transitoire et limitée à la première heure. Tous sont tués pour des analyses post-mortem, l'espèce téléostéenne retenue mais jamais nommée existant sous deux formes naturelles, l'une capable de régénérer son cœur, l'autre non.

Objectifs

Les crises cardiaques sont la principale cause de décès dans le monde. Une blessure au cœur humain entraîne la perte de millions de cellules cardiaques et est remplacée par une cicatrice raide qui limite les battements du cœur. Il n’existe actuellement aucune option thérapeutique pour guérir une crise cardiaque. Le poisson en revanche, peut se remettre efficacement d’une lésion cardiaque. L’objectif général du projet est donc d’identifier et de comprendre comment le poisson peut régénérer son cœur après une blessure.

Bénéfices attendus

Le cœur humain réagit mal à une crise cardiaque. Il n’existe actuellement aucun traitement pour traiter la cause de la maladie, mais uniquement les symptômes et les complications dus à la blessure. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles stratégies pour améliorer les résultats pour les patients. Ce projet examine comment le poisson peut régénérer son cœur de manière robuste après une blessure. Le projet identifiera les facteurs responsables de cette guérison réussie après une blessure. Ces facteurs identifiés peuvent potentiellement être utilisés dans le contexte humain pour développer de nouvelles thérapies pour traiter les patients atteints de crise cardiaque. Ce projet améliorera nos connaissances sur la façon dont le poisson peut régénérer naturellement et avec succès son cœur. Ces connaissances permettront d’expliquer pourquoi le cœur humain a une capacité de régénération très limitée. Les chercheurs bénéficieront directement de ce projet puisqu’il peut constituer la base de futures études scientifiques et peut être appliqué au domaine de la cardiologie, de la régénération tissulaire chez le poisson et de la régénération dans d’autres modèles animaux. Ce sera également un avantage à court terme. Le bénéfice à long terme sera la contribution des connaissances à la science médicale. Les résultats précliniques du projet pourraient fournir de nouvelles stratégies de traitement visant à améliorer la régénération du cœur humain blessé. De plus, ces connaissances pourraient être utilisées pour améliorer davantage les stratégies diagnostiques et thérapeutiques actuelles.

Procédures

Poissons subissent une blessure cardiaque sous anesthésie. La phase chirurgicale proprement dite dure environ 30 secondes, tandis que la procédure complète, incluant l’anesthésie et la récupération, s’étend sur quelques minutes. Après récupération, les poissons sont placés pendant 12 heures dans un grand aquarium compartimenté par des cloisons perforées. Ce dispositif permet un hébergement individuel sans isolement, facilitant la surveillance postopératoire, limitant d’éventuels comportements agressifs et favorisant une bonne cicatrisation de l’incision. Au terme de cette période, les séparations sont retirées et les poissons nagent ensemble en hébergement collectif à densité et conditions d’alimentation standards

Impact sur les animaux

Les poissons lésés ressentiront une douleur aiguë immédiatement après la lésion. La phase chirurgicale proprement dite dure environ 30 secondes, tandis que la procédure complète, incluant l’anesthésie et la récupération, s’étend sur quelques minutes. Cette intervention entraîne une altération fonctionnelle transitoire au cours de la première heure suivant l’opération. Par la suite, les poissons retrouvent un comportement normal (nage, alimentation, interactions sociales). La lésion provoque des dommages tissulaires affectant environ 30 % du volume ventriculaire.

Devenir

Les poisson sont mis à mort pour des analyses post-mortem.

Remplacement

Des études très en amont ont porté sur des cœurs de porc issus d’abattoirs. Cependant, la régénération est une interaction complexe entre les éléments moléculaires, cellulaires et environnementaux. Ceci ne peut pas être transposé dans les cellules et il n’existe pas d’alternative non animale. Les cellules cardiaques humaines cultivées dans une boîte sont une bonne source de cellules cardiaques pures. Cependant, elles se comportent comme des cellules cardiaques de bébés. Puisque les crises cardiaques sont presque exclusivement observées chez les patients adultes, il est difficile pour ces cellules cardiaques de modéliser la situation des adultes.

Réduction

Certaines expériences utiliseront tout le cœur et ne pourront donc pas être réutilisées. Lorsque les expériences n’utilisent pas la totalité du cœur, le cœur restant sera conservé indéfiniment au congélateur pour de futures expériences. Ainsi, le tissu peut être utilisé au maximum et éviter tout gaspillage inutile. Les femelles et les mâles seront utilisés pour des expériences Le nombre d'animaux requis est basé sur l'expérience antérieure et la littérature publiée. Ces chiffres sont désormais largement utilisés dans le domaine de la régénération cardiaque à des fins d’analyse statistique.

Raffinement

Le chercheur se tiendra au courant de la littérature pour s’assurer que la technique est appliquée de la manière la plus précise et humaine possible. Les techniques utilisées dans ce projet ont été bien documentées, décrites et publiées. Par conséquent, les taux de mortalité, les comportements et la santé globale du poisson sont connus. Ceux-ci serviront de base au suivi et aux soins postopératoires. Une grille de score permettra de suivre objectivement l’état des animaux. En cas d’atteinte d’un point-limite, l’animal sera mis à mort Pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l'angoisse de l'animal, ce dernier sera anesthésié durant toute les procédures expérimentales. L'anesthésie utilisée est également analgésique. Le chercheur se tiendra au courant de la littérature et modifiera les procédures si nécessaire.

Choix des espèces

Les poissons présentent une réponse robuste et naturelle à la lésion cardiaque. Identifier les signaux qui permettent cette régénération sera précieux pour comprendre et potentiellement appliquer ces connaissances à la situation humaine, dans laquelle les patients sont incapables de se rétablir après une telle atteinte. Pour les études de régénération, des poissons adultes âgés de six mois seront utilisés. Cet âge correspond à la maturité physiologique chez le poisson. et peut être comparé au stade de vie chez l’humain où les lésions cardiaques commencent généralement à apparaître. L'utilisation de cette espèce de poisson téléostéen offre un avantage unique car elle existe sous deux formes naturelles : l'une capable de régénérer son cœur après une blessure, et l'autre ayant perdu cette capacité. La comparaison de ces deux formes dans des conditions expérimentales identiques permet d'établir un contraste direct entre les réponses régénératives et non régénératives au sein du même patrimoine génétique.