Troubles respiratoires

48 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun subissant deux interventions chirurgicales sous anesthésie et un prélèvement de 30 ml de sang. Une matrice trachéale décellularisée est implantée dans un muscle pour tester sa vascularisation, avec ou sans immunosuppresseur, en vue d'un futur remplacement de trachée chez l'enfant. Le porteur indique que tous seront tués à l'issue de la seconde intervention pour prélever la matrice, tout en évoquant par ailleurs un possible retour à la ferme pour une partie des animaux. Il présente le recours à l'animal comme "indispensable" avant des essais cliniques, le porc ayant une trachée proche de celle de l'homme.

Objectifs

Chez l’enfant, plusieurs pathologies trachéales congénitales en échec de traitement pourraient bénéficier d’un remplacement trachéal. A ce jour, il n’existe pas de stratégie consensuelle. La technique de décellularisation par ingénierie tissulaire est une stratégie prometteuse : l’élimination des cellules, de leur matériel génétique et de leurs antigènes permet d’obtenir une biocompatibilité accrue avec un risque de rejet faible ; d’autre part, le respect des propriétés biochimiques et biomécaniques de la matrice extracellulaire garantit les capacités de biointégration, limite les risques de malacie cartilagineuse et évite la pose d’un stent prolongé. Nous avons fait le choix de la décellularisation et avons développé une technique fiable et reproductible d’obtention d’une matrice trachéale décellularisée. La première phase du remplacement trachéal est une étape préliminaire de maturation. Elle consiste à implanter la matrice dans un muscle afin d’obtenir une vascularisation adéquate pour assurer la survie du greffon. La néovascularisation induite permet la biointégration et la colonisation cellulaire ; en contrepartie, elle expose également la matrice extra-cellulaire a des phénomènes immunitaires de réaction à corps étranger. Cette réponse non spécifique peut induire une biodégradation rapide et/ou fibrose et sténose. Pour cette raison, l’utilisation d’un traitement immunosuppresseur provisoire durant la phase de maturation pourrait être bénéfique, a fortiori chez l’enfant, chez qui les indications de remplacement sont exceptionnellement tumorales. Ce projet a pour objectif principal de comparer, avec et sans traitement immunosuppresseur, la biointégration d’un substitut trachéal lors de la phase de maturation de la matrice. L’objectif secondaire de ce projet est d’évaluer la durée minimale de maturation pour obtenir une néovascularisation efficace.

Bénéfices attendus

En plus des résultats cliniques, mitigés, déjà publiés, l’une des raisons empêchant un passage en clinique des biomatériaux pour un remplacement trachéal est l’absence d’étude rigoureuse préclinique, dans un modèle animal représentatif de l’anatomie humaine. Ce projet est la première étude systématique de biointégration de MTD dans un modèle porcin. Les bénéfices à court terme seront (1) la connaissance des mécanismes immunologiques en jeu dans la biointégration d’un tissu décellularisé, (2) la détermination de la durée adéqutae de préparation de la matrice à l’implantation afin d’obtenir une vascularisation efficace, (3) l’étude de l’efficacité et la pertinence d’un traitement immunosuppresseur dans un modèle porcin. Les bénéfices à long terme de cette étude seront la preuve de concept de la bio-intégration d’une matrice décellularisée et le passage en clinique pour des remplacements trachéaux. De plus, des résultats positifs permettront d’élargir les indications aux sténoses trachéales courtes. L’interposition d’un tissu biocompatible pourrait être une aide chirurgicale pour limiter les tensions des sutures et les sténoses secondaires. Enfin, le recours à un tissu biocompatible pour d’autres indications de chirurgie des voies aériennes pourrait être possible, notamment pour les chirurgies de sténose du larynx.

Procédures

24 porcs auront deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale. La première intervention dure 60 minutes. La deuxième dure 45 minutes. Un prélèvement sanguin de 30 mL sera réalisé lors de chaque anesthésie générale. Les interventions auront lieu sur une période de 15 jours à 60 jours, en fonction des sous-groupes.

Impact sur les animaux

La première intervention peut être génératrice de stress et de douleur modérée dont la durée prévisible est de 3 à 4 jours. L’infection du site opératoire est une complication potentielle. Le prélèvement du muscle sterno-céphalique peut entrainer des douleurs modérées à la mobilisation de la tête. Il n’y pas de trouble de déglutition attendu. La perte de poids, sauf cause infectieuse, n’est pas attendue. Pour les animaux qui auront un traitement par immunosuppresseurs, la susceptibilité aux infections est augmentée durant toute la durée du traitement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la deuxième intervention pour prélèvement de la matrice trachéale implantée, et pour le prélèvement de la trachée native.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible car l’étude porte sur la bio-intégration d’un substitut au sein d’un organisme vivant complexe (avec une anatomie proche de celle de l’homme). Il n’y a ni modèle in vitro ni modèle in silico. Par ailleurs, cette étude n’a pas été rapportée par une autre équipe à ce jour. Le recours à l'expérimentation animale est indispensable pour ce projet avant la réalisation d’essais cliniques chez l’homme.

Réduction

Nous avons déjà débuté les procédures chirurgicales d’implantation sterno-céphalique (Procédure 1) sur des porcs mis à mort dans d’autres expérimentations animales. Ces chirurgies préliminaires nous permettent d’affiner et de perfectionner les techniques chirurgicales au prélable. Cette stratégie nous permet de ne pas créer de sous-groupe d’étude préliminaire. Le nombre total d’animaux a été calculé en respectant les critères pour une analyse statistique non paramétrique par échantillons appariés. Pour des analyses significatives comparatives, le nombre de 4 animaux dans chaque bras (avec ou sans traitement) pour chaque durée de maturation (J15, J30 ou J60) a été défini a priori, soit 24 animaux au total. Le critère d'évaluation principal est l’activité inflammatoire au sein de la MTD. Les paramètres étudiés seront : la nécrose du muscle sterno-céphalique, la dégradation de la MTD, la présence de trous au sein de la MTD, la réduction de calibre, la quantité d’anticorps antiHLA, la quantité d’ADN circulant, l’infilitration cellulaire et sa caractérisation, les taux plasmatiques de cellules inflammatoires et le taux de cytokines. Lors de l’explantation de la MTD maturée, la trachée native réséquée est prélevée pour des études histologiques, immunologiques et biomécaniques. Les prélèvements non utilisés seront cryopréservés ou fixés pour une possibilité d’étude rétrospective sans recourir à de nouvelles expérimentations animales. Enfin lors de la mise à mort, sur le principe de la mutualisation des prélèvements, d’autres tissus du porc pourront également être mis à disposition de nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés, de manière globale, en expérimentation animale.

Raffinement

La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi). Le vétérinaire référent du Laboratoire passera une fois par semaine voir les animaux ainsi qu’à la demande des zootechniciens si besoin. Durant les périodes post-opératoires immédiates, le suivi des animaux est quotidien à l’aide d’une grille de suivi des points limites définis a priori (alimentation, perte de poids, dyspnée, douleur). Les animaux auront un traitement antalgique adapté. Afin d’éviter une surinfection de la zone de greffe, une antibioprophylaxie systématique sera administrée. En cas de signes externes de souffrance (perte de poids, cachexie, prostration, fièvre) ou de dyspnée persistante pendant plus de 24h, les animaux seront mis à mort pour raisons humanitaires. Pour les porcs qui seront mis à mort à 60 jours, un retour à la ferme sera envisagé.

Choix des espèces

Parmi les différents modèles animaux envisageables (rongeurs, lapins, chèvre, mouton, porc), le porc a une trachée dont les caractéristiques anatomiques et biomécaniques se rapprochent le plus de celle de l’homme. De plus, des modèles de porcs bénéficiant de remplacement trachéal par aorte cryopréservée ou par substitut trachéal ont déjà été étudiés et publiés. Enfin, les mécanismes immunologiques porcins ont été bien décrits. Cette connaissance établie facilitera notre analyse de la réaction inflammatoire potentielle sur le site de greffe, avec ou sans traitement immunosuppresseur. Animaux mâtures sexuellement pour limiter la croissance des tissus, plus intense chez chez les animaux en croissance (juvéniles). L'âge est relativement secondaire en revanche nous visons des animaux dont le poids est stabilisé entre 45 et 60 kg. Cette stabilité (relative) du poids est habituellement atteinte entre 12 et 18 mois.

150 cochons et moutons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent des prélèvements sanguins, des anesthésies générales et des chirurgies thoraciques avec pose d'implants et examens d'imagerie, avant leur mise à mort pour une nécropsie et un examen des tissus, afin d'évaluer des dispositifs pour les affections pulmonaires et thoraciques. Le porteur présente le recours à l'animal comme une obligation réglementaire et "incontournable". Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou numérique n'est adapté et que l'expérimentation sur "organisme entier" est indispensable.

Objectifs

La chirurgie des structures thoraciques (cage thoracique, plèvre, médiastin et organes du thorax) et le traitement des affections pulmonaires et bronchiques (comme les tumeurs et les suites de cancers, les greffes, les sténoses,) se sont considérablement développés au XXe siècle avec le développement de technologies comme la vidéo endoscopie/thoracoscopie thérapeutique, de techniques chirurgicales peu invasives assistées ou non par la robotique, ou le développement de dispositifs médicaux implantables comme les stents. Il est dorénavant possible d’opérer avec une réduction importante du traumatisme tissulaire. Le développement et l’évaluation de nouveaux dispositifs, molécules, techniques pour le diagnostic et le traitement des affections du thorax, des organes thoraciques et des poumons par des méthodes/dispositifs/tissus et molécules, par des techniques de chirurgie mini-invasives, demandent une phase de recherche/développement préalable. On entend par dispositif implantable tout dispositif destiné à être implanté de façon invasive en totalité dans le corps humain ou à remplacer une surface épithéliale grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer en place après l'intervention. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs/méthodes/techniques selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).

Bénéfices attendus

Les avantages escomptés du projet sont : - Une amélioration de la sécurité et/ou de l'efficacité des implants, dispositifs et techniques évalués. - Une amélioration de la durabilité des implants (permettant par exemple d’éviter le rejet de ceux-ci et les réopérations parfois multiples des patients), la réduction de l'invasivité du geste chirurgical et des temps opératoires (permettant par exemple la réduction du traumatisme tissulaire et du risque infectieux secondaires, corollaires de ces interventions) sont d'autres bénéfices attendus du projet. - Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients, une amélioration des capacités diagnostiques de la pathologie visée peut également être obtenue.

Procédures

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

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - la mise à jeun (12 heures) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - les suites postopératoires (inflammation, douleur : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique), pour cela des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple la protection des plaies, l'usage de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur).

Devenir

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

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. En effet leur utilisation in fine chez les patients represente 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 leur durabilité. Il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro ou numérique adapté pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet. 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. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, une analgésie est mise en place et des protocoles de prise 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 détaillés dans la procédure ANIM-WI-015 sont appliqués tout au long du projet. 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 qui ressemble à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions, ce qui impose l’expérimentation sur des gros animaux pour mimer l’anatomie de patients humains qui vont de l’enfant à l’adulte de grande taille. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. Les animaux utilisés pourront être de tous les stades de développement : juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme. Les animaux utilisés pourront être des : juvéniles ou des adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme, de l'enfant à l'adulte de grande taille.

40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal est immobilisé dans un tube de contention pendant quinze à trente minutes pour recevoir un aérosol, puis reçoit trois anesthésies et injections pour l'imagerie. Le porteur reconnaît que la contention et l'immobilisation répétées sont des sources de stress. L'objectif se limite à comparer deux types de générateurs d'aérosol pour le transfert de gènes vers le poumon.

Objectifs

Nous voulons ici optimiser notre système d'aérosol actuel pour évaluer l'efficacité de transfert de gènes chez le petit animal de formulations issues de nos recherches et de la littérature. L'objectif de ce projet est de pouvoir évaluer l'impact du générateur d'aérosol sur le transfert de gènes appliqué aux poumons. Sur les différents générateurs d'aérosol existants, deux grands types sont majoritairement utilisés en clinique, le générateur pneumatique et le générateur à tamis vibrant. La différence principale entre ces deux générateurs est le mécanisme mis en jeu pour générer l'aérosol. En effet, un générateur pneumatique permet, sous l'effet d'un gaz comprimé, de transformer une solution liquide en microgouttelettes alors qu'un générateur à tamis vibrant utilise une grille de maillage plus ou moins fin et vibrant à haute fréquence pour transformer une solution liquide en microgouttelettes. Dans le cas présent, ces différences physiques jouent sur l'efficacité de transfert de gènes de nos formulations à base de vecteurs synthétiques. Bien que des tests de comparaison d'aérosol des formulations sur culture cellulaire aient été réalisés, il reste nécessaire d'effectuer des tests chez le petit animal de ces mêmes formulations afin de prendre en compte toute la complexité des voies respiratoires pulmonaires lesquelles ne peuvent pas être reproduites en conditions in vitro.

Bénéfices attendus

Ce projet à pour but de déterminer quel générateur d'aérosol est le plus optimal pour l'introduction d'un gène contrôle (ici un gène de bioluminescence) grâce à des vecteurs non viraux dans des cellules du poumon. Les résultats obtenus nous permettraient d'optimiser notre système de nébulisation actuel afin d'obtenir les meilleurs résultats possibles et donc, à terme, diminuer le nombre d'animaux nécessaire pour nos prochaines expérimentations.

Procédures

Chaque animal subit une procédure d'aérosolisation dans un tube limitant ses mouvements. L'aérosol contient soit la solution contenant le gène d'intérêt ou soit du sérum physiologique pour les deux groupes contrôles. Le processus d'aérosol peut durer entre 15 à 30 minutes et donc l'animal devra rester immobilisé durant toute cette période. Une mesure de la lumière émise par les poumons sera réalisée au lendemain des aérosols puis au troisième et septième jour. Les animaux auront une injection d'une durée maximale de 30 secondes suivi d'une anesthésie et d'une mesure de la lumière à proprement parlé d'une durée de 10 minutes. Cette procédure sera réalisée trois fois (J1, J3 et J7). En fin de procédure, les animaux auront une injection d'une durée maximale de 30 secondes d'une solution contenant une anesthésie chimique et un anti-douleur cela afin de pouvoir faire un prélèvement de sang au niveau du coeur.

Impact sur les animaux

Du stress sera généré lors des phases d’habituation au système limitant les mouvements de l’animal. Ce temps d'habituation sera répété tous les jours pendant une semaine avant l'aérosol et ne durera pas plus de 30 minutes par souris. Un stress pourra également être induit lors de chaque geste de pesée d'une durée de 30 secondes. Chaque animal sera pesé 10 fois au total lors de la procédure. L'injection du produit de réaction engendrera aussi un stress ainsi qu'une légère douleur d'environ 15 secondes. Au total, chaque animal recevra 3 injections. L'étape d'aérosol est aussi une source de stress à cause du positionnement de l'animal dans le tube de contention limitant ses mouvements et durera entre 15 et 30 minutes en fonction de la solution aérosolisée et du générateur d'aérosol utilisé. Enfin, un stress de quelques secondes pourra être induit lors de la préhention des animaux pour les mettre dans la boite d'induction pour l'anesthésie préalable à l'imagerie. Comme il y a trois imageries (J1, J3, J7), chaque souris recevra au total trois anesthésies.

Devenir

A l'issue de la procédure, tous les animaux seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements de tissus.

Remplacement

Des études préliminaires de nébulisation de composés à pouvoir transfectant sur des lignées cellulaires ont été réalisées afin de mettre en évidence l'impact du générateur d'aérosol sur l'efficacité de transfection. Cependant, la complexité pulmonaire (respiration, anatomie des poumons...) ne peut pas être obtenu in vitro et nécessite le passage à un modèle souris.

Réduction

Le nombre d'animaux est réduit au maximum pour réaliser cette étude sans nuire aux objectifs initiaux et à l'obtention de tests statistiques robustes.

Raffinement

Une période d'habituation des animaux sera réalisée avec le tube de contention afin de familiariser l'animal à un système qui limite ses mouvements. L'objectif de cette habituation est de diminuer le stress de l'animal et ainsi limiter tout phénomène d'hyperventilation lors des aérosols qui pourrait impacter la qualité des résultats. L'anesthésie gazeuse sera privilégiée à l'anesthésie chimique car elle permet une récupération plus rapide des animaux. Les animaux seront anesthésiés le temps de réaliser l'image soit environ 10 minutes puis remis dans leur cage afin qu'ils puissent récupérer. Sur l'ensemble du projet, les animaux sont anesthésiés une quarantaine de minutes. Les animaux seront surveillés tout le long de la procédure à l'aide d'une grille de soin adaptée.

Choix des espèces

Les animaux utilisés dans cette étude sont des souris. Il s'agit d'une espèce de référence pour ce type d'étude. Les animaux seront receptionnés à l'âge de 6 semaines à l'animalerie. A la suite d'une semaine d'acclimatation, ils pourront intégrer le projet. Les animaux des études précédentes étaient agés de 7 semaines, afin de pouvoir comparer les études entre elles, nous devons garder le même âge pour les animaux.

30 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur pose des cathéters dans les veines fémorales sous anesthésie, on administre par voie orale ou intraveineuse un candidat médicament anti-inflammatoire, puis on réalise cinq prélèvements sanguins sur douze heures et un placement en cage à métabolisme pendant vingt-quatre heures. Le projet mesure le devenir de la molécule dans l'organisme en vue d'un futur dossier d'autorisation de mise sur le marché. Le porteur affirme que la pharmacocinétique n'est "pas prévisible" par des études sur cellules et qu'elle doit être fournie in vivo pour ce dossier.

Objectifs

L'IMD-036B est un candidat médicament qui présente des caractéristiques intéressantes pour lutter contre les processus inflmmatoires à l'origine de maladies chroniques inflammatoires comme le psoriasis, la polyarthrite rhumatoïde, la sclérose en plaques ou encore l'hyper-inflammation responsable des orages cytokiniques comme dans le cas des formes graves de COVID19. Afin de compléter les données obtenues sur ce candidat médicament avant de pouvoir mener des essais cliniques chez l'Homme, il est nécessaire de connaître son devenir dans l'organisme et de déterminer si la molécule est bien absorbée et comment elle est éliminée (élimination rénale ou métabolisme hépatique). Notre projet a donc pour but de déterminer les paramètres pharmacocinétiques et la clairance rénale de l'IMD-036B après administration par voie orale (la voie préconisée pour l'administration future chez l'Homme) et par voie intraveineuse (la voie de référence permettant de déterminer la biodisponibilité de la molécule).

Bénéfices attendus

Ce projet est une première étape pour pouvoir déposer un dossier d'AMM pour un nouveau candidat médicament. Les premières données obtenues sur ce candidat médicament laissent fortement penser qu'il permettrait de traiter efficacement les processus inflammatoires dans un certains nombres de maladies chez l'Homme qui n'ont pour le moment peu ou pas de traitement (par exemple, sclérose en plaques ou COVID19). Dans un deuxième temps, son utilisation pourrait également bénéficier aux vétérinaires pour le traitement de dermatites atopiques chez le chien par exemple.

Procédures

1. Pose d'un ou deux cathéters au niveau des veines fémorales sous anesthésie générale + analgésie: une seule chirurgie de maximum 30 minutes avec un réveil rapide, 2. Administration par voie orale ou par voie intraveineuse d'IMD-036B: une seule administration de quelques secondes à une minute max à chaque fois, 3. Cinq prélèvements sanguins sur environ 12h (1 de 100 µL et 4 de 250 µL) via cathéter sur animal vigile: quelques secondes à 1 minute max à chaque fois, 4. Placement en cage à métabolisme pour recueil des urines sur 24h, 5. Prélèvement de sang sous anesthésie via cathéter ou par ponction intracardique suivi de la mise à mort des animaux.

Impact sur les animaux

La toxicité de cette molécule a déjà été testée sur rongeurs après des administrations répétées et à des doses bien plus importantes que celle utilisée dans notre projet. Aucun effet indésirable n'est attendu lors de l'administration unique par voie orale ou intraveineuse d'IMD-036B à la dose de 10 mg/kg à des rats. Les nuisances qui pourraient être observées sont plutôt inhérentes à la chirurgie effectuée sur les animaux, mais il s'agit d'une procédure largement maitrisée par le personnel en charge du projet et avec une analgésie très efficace.

Devenir

Les animaux ayant subi une chirurgie et l'administration d'une molécule qui n'est pas encore disponible sur la marché dont nous ne pouvons donc pas connaître les effets à long terme seront euthanasiés. Les animaux avec des cathéters non fonctionnels qui n'auraient pas reçu la molécule seront euthanasiés pour obtenir des matrices blanches permettant de réaliser gammes et QC pour le dosage de la molécule dans la plasma.

Remplacement

Il n'est pas possible de se passer d'animaux pour ce projet car le devenir d'un médicament dans un organisme (pharmacocinétique) n'est pas prévisible par des études in vitro compte-tenu de la complexité des mécanismes (absorption, métabolisme hépatique, diffusion tissulaire, élimination rénale...). De plus, lors du dépôt de dossier d'AMM pour ce nouveau candidat médicament, il sera nécessaire de fournir des données de pharmacocinétique in vivo.

Réduction

Le projet sera découpé en deux parties: une première partie consistant à administrer la molécule à 15 rats par voie intraveineuse, la seconde partie consistant à administrer la molécule à 15 autres rats par voie orale. L'utilisation du second lot de 15 rats pour l'administration par voie orale ne sera faite que si les études menées in vitro sur Caco2, en parallèle de la première partie de notre étude, montrent que la molécule présente un bon passage au niveau intestinal. De plus, grâce à des techniques de modélisation des données, il est possible de réduire le nombre de prélèvements sanguins effectués sur les rats en ne réalisant pas tous les prélèvements sanguins à tous les temps sur tous les rats. Enfin, le fait de poser deux cathéters lors d'une seule chirurgie pour l'administration par voie intraveineuse et la réalisation des prélèvements sériés permet de réduire le nombre d'anesthésies pour ces animaux.

Raffinement

La réalisation du projet en deux parties permet de ne pas utiliser inutilement des animaux pour l'administration par voie orale alors que, si la molécule est mal absorbée, les résultats seront inexploitables. Les rats seront hébergés en groupe dans des milieux enrichis (papier pour faire des nids, rouleaux en carton en guise de tunnels et pour ronger), sauf juste après la pose des cathéters (au moins jusqu'au réveil de l'animal) et lors des 24h en cage à métabolisme. Les cages à métabolisme permettront tout de même aux animaux de se voir et se sentir.

Choix des espèces

Les études précliniques qui doivent être effectuées avant les essais cliniques chez l'Homme doivent l'être sur une espèce de référence comme le rat ou la souris. Le choix du rat a été fait car cette espèce permet, contrairement à la souris, de faire des prélèvements sanguins sériés. Animaux adultes. Dans un premier temps, on évitera les animaux trop jeunes ou senescents qui pourraient avoir un métabolisme différent car nous n'avons pas encore connaissance de la cinétique de la molécule et de la variabilité interindividuelle des concentrations plasmatiques et urinaires.

2 400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent deux chirurgies pour implanter puis retirer une pompe diffusant de la bléomycine sous la peau, avec prélèvements sanguins et imagerie, afin de tester des candidats-médicaments contre la sclérodermie. Le porteur indique que les souris développent une fibrose cutanée et interne accompagnée d'une perte de poids. Présentant le projet comme celui d'une "compagnie", il affirme que le recours aux modèles animaux est "indispensable" pour tester l'efficacité de ces thérapies.

Objectifs

La sclérodermie est une maladie chronique d'étiologie inconnue, caractérisée par une fibrose diffuse, des anomalies vasculaires de la peau, des articulations et des organes (œsophage, voies digestives basses, poumons, cœur et reins). Les symptômes fréquents comprennent le phénomène de Raynaud, les polyarthralgies, la dysphagie, le pyrosis et la tuméfaction et, finalement, des sténoses cutanées et des rétractions des doigts. L'atteinte du poumon, du cœur et des reins est la cause de la plupart des décès. Le diagnostic est clinique, mais les examens biologiques confortent le diagnostic et facilitent l'établissement du pronostic. Le traitement spécifique est difficile et l'accent est souvent mis sur le traitement des complications. Le but de notre compagnie est de développer de thérapies capables d'inhiber ces cibles et d'interférer avec l'évolution de la maladie. Grâce à la miniaturisation, nous avons pu mener plusieurs campagnes de criblage à haut débit qui ont permis d’identifier des molécules chimiques ou des cibles biologiques capables de bloquer ces voies de signalisation in vitro. Ces molécules vont être optimisées dans le but d’en faire des médicaments. Dans le cadre de ce projet, les candidats-médicaments qui auront montré un potentiel significatif d’inhibition des voies de signalisation ciblées dans les différentes pathologies seront retenus pour être évalués in vivo sur des modèles animaux de sclérodermie. Ce programme de découverte de médicaments sera mené avec plusieurs séries chimiques agissant via des modes d’action moléculaires différents, mais tous pertinents dans l’objectif de diminuer les symptômes des différentes pathologies d’intérêt. Des combinaisons entre ces modes d’actions seront envisagées au cours de ce programme et testées sur les modèles animaux. L’utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes pathogéniques, identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, tester l’efficacité et la toxicité de thérapies utilisées. Les études in vitro apportent des informations sur l’efficacité, la puissance et la sélectivité de nouveaux agents thérapeutiques potentiels. En complément de ces modèles, les expérimentations chez l’animal qui permettent de préserver l’intégrité des organes impliqués dans la pathologie, leurs interactions cellulaires et leurs interactions avec les systèmes nerveux, endocrine, circulatoire, gastro-intestinal, immunitaire sont indispensables.

Bénéfices attendus

A terme, ce projet permettra de tester et développer de nouvelles approches thérapeutiques innovantes ayant le potentiel d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients atteints de sclérodermie.

Procédures

Les animaux subiront une chirurgie conduisant à l’implantation puis une deuxième chirurgie pour l’explantation d’une pompe osmotique contenant de la bléomycine sous la peau du dos. Chirurgies réalisées sous anesthésie gazeuse puis suivie d’une administration de buprénorphine (locale et/ou eau de boisson). Un prélèvement sanguin (100µl) sera réalisé à la veine submandibulaire sous anesthésie gazeuse au cours de l’étude. Un suivi de la pression partielle en oxygène pourra être réalisé (jusqu'à 3 fois) au cours de l’étude sur animal vigile (5min) Une évaluations de la fibrose pulmonaire pourra être réalisées par imagerie au rayon X sur animal anesthésié à l’isoflurane (jusqu'à maximum 3 fois au cours de l'étude).

Impact sur les animaux

Les animaux développeront les signes cliniques de la sclérodermie qui se caractérisent par une fibrose cutanée diffuse ainsi qu’une augmentation de la fibrose des organes internes associée à une perte de poids.

Devenir

Les animaux sont mis à mort pour les besoins de prélèvements.

Remplacement

La fibrose tissulaire est une pathologie complexe mettant en scène de nombreux acteurs cellulaires, fibroblaste, cellule épithéliales, cellule endothéliale et cellules immunitaires. Dans ce contexte, l’utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes pathogéniques, identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, tester l’efficacité de thérapies anti-fibrotique innovantes pouvant interagir à diffèrent niveaux de la cascade de la pathologie. L’ensemble de nos molécules ont préalablement été testées et validées in vitro puis leur tolérance a été validée avant d’être utilisées dans des études plus larges.

Réduction

Nous utilisons des modèles établis dans la littérature . Une analyse statistique rétrospective a permis de calculer le nombre nécessaire et suffisant d'animaux par groupe pour obtenir pour chaque paramètre étudié une puissance de 80% et alpha=0.05. Les paramètres mesurés seront gardés ou exclus selon qu'ils suivent une distribution normale et présentent une variabilité acceptable. L'analyse statistique concerne des séries indépendantes, supérieures à 2 groupes. L'analyse de variance (ANOVA) sera suivie d'un test paramétrique ou non paramétrique en fonction de la configuration de l'étude, permettant des comparaisons multiples (e.g. Dunnett). Afin de générer des résultats reproductibles et de limiter la variabilité intergroupe au seul effet du paramètre testé, nous veillerons à travailler sur des groupes les plus homogènes possibles au moment de leur inclusion dans l’étude.

Raffinement

Afin de réduire le stress, une acclimatation d’au moins 5 jours sera réalisée avant l'entrée en étude et leur environnement sera enrichi avec des aspens, igloos, et feuilles de cellulose à déchirer ou du sizzle-dry. Afin de pallier l'inconfort lié à la procédure incluant de la chirurgie cutannée, un programme d'anesthésie sera envisagé par inhalation d’isoflurane (induction 4%, maintien 2%) et un schéma à base de buprénorphine à 0,01-0,2 mg/kg/8h en sous cutanée sera utilisée avant et après la chirurgie. Afin de limiter au maximum la souffrance et l’angoisse infligées aux animaux, une surveillance journalière et des points limites précoces et spécifiques aux modèles ont été établis conduisant à l’arrêt temporaire des traitements ou au sacrifice anticipé de l’animal

Choix des espèces

L’espèce animale utilisée dans le cadre de ces recherches est la souris. Les différents modèles seront mis au point, sur la base de la littérature existante et en s’appuyant sur l’expertise du fournisseur. Nous avons souhaité nous appuyer sur de la bibliographie solide et sur des modèles déjà bien documentés afin d’éviter l’utilisation d’un nombre excessif d'animaux pour les mises au point. En accord avec la littérature pour ce modèle, les animaux seront utilisés au stade adulte afin d’évaluer les composés à visée anti-fibrotique, sur un système immunitaire mature