Troubles respiratoires
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Interaction cœur-poumon et effet du préconditionnement ischémique dans la greffe pulmonaire chez le porc
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
30 porcs de 50 à 70 kg vont être opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Après ouverture du thorax, les artères pulmonaires droite et gauche sont cerclées puis alternativement bloquées et rouvertes pendant six heures pour la plupart des animaux, ce qui provoque des désaturations et des fibrillations cardiaques que le porteur annonce comme attendues. L'objectif déclaré porte sur la prévention de la dysfonction du greffon après une transplantation pulmonaire chez l'humain, les organes prélevés servant aux analyses, la tête et les viscères à des formations en chirurgie viscérale et ORL. Après des travaux sur des greffons humains rejetés et des modèles d'ischémie in vitro, le porteur affirme qu'il était "incontournable" de passer sur un modèle proche de l'humain.
Objectifs
Notre étude a pour but de montrer: L'effet du préconditionnement ischémique : Étudier si de brefs cycles d'arrêt de circulation/reprise de circulation du sang dans l'artère pulmonaire avant le prélèvement des poumons peuvent limiter les dommages tissulaires et inflammatoires L'interaction cœur-poumon : Évaluer les conséquences d'un arrêt de circulation sanguine pulmonaire sur la fonction et l'intégrité tissulaire du coeur, notamment en raison de l'augmentation brutale de la post-charge induite par le clampage de l'artère pulmonaire.
Bénéfices attendus
L'objectif final est d'améliorer la prévention de la dysfonction primaire du greffon pour réduire la mortalité postopératoire chez l'humain. Cette étude vise ainsi à valider de nouvelles stratégies thérapeutiques protectrices pour le cœur et les poumons.
Procédures
Tous les animaux vont subir une induction par injection intramusculaire. Suivant les différents groupes les animaux vont subir: une anesthésie générale et une chirurgie avec thoracotomie avec cerclage des artères pulmonaires droite et gauche. La durée de cette intervention sera d'environ 1h. Pour les groupe HNF, sans HNF 6 h d'ischémie reperfusion droite et gauche en alternance. Pour le groupe préconditinnement 30 min d'ischémie reperfusion droite et gauche en alternance. Puis pour tous les animaux une mise à mort.
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir une perte de conscience lors de l’induction ils seront désorientés. Durant l’intervention ils vont être sujet a désaturation du fait des clampages successifs et des fibrillations cardiaques ventriculaires ou auriculaires.
Devenir
Tous les animaux seront mise à mort à la fin de la procédure pour un prélèvement des tissus et organes à analyser.
Remplacement
Après de nombreuses analyses sur des prélèvements humains de greffes rejetées, des analyses poussées sur de potentielles causes et des modèles in-vitro d’ischémies il était incontournable de passer sur un modèle animal proche de l’homme avec des réactions hémodynamiques très proche voir similaires.
Réduction
Pour répondre au principe de réduction nous avons liés 2 études complémentaires qui ont pour but d’améliorer la qualité du greffon en le conditionnant tel un entrainement et la survie du receveur en limitant les atteintes cardiaques du ventricule droit par des moyens pharmacologiques. De ce fait nous pouvons multiplier les organes à analyser sans augmenter le nombre d’animaux utilisés de plus les témoins permettant d’évaluer les niveaux de base des métabolites sont commun aux deux études. Nous avons ensuite utilisé les premiers résultats obtenus chez le rat pour modéliser et donc apprécier statistiquement le modèle et le calquer sur le porc qui est un modèle beaucoup plus proche de l’homme.
Raffinement
L’ensemble de l’étude sera sans réveil. Elle sera effectuée sous anesthésie générale avec une analgésie très poussée et des temps opératoires réduits à l’extrême. Les procédures chirurgicales complexes sont effectuées par des chirurgiens humain spécialiste de la greffe pulmonaire et formés à l'expérimentation animale. L’anesthésie l’analgésie et le monitoring sera suivit par des vétérinaires car ce projet est en partenariat avec une école vétérinaire. Un médecin anesthésiste réanimateur habilité a l'expérimentation animale sera aussi présent pour assurer les gestes de réanimation nécessaire durant la procédure. Après prélèvement des organes à analyser, les viscères et la tête seront récupérées pour être utiliser dans des formations en chirurgie viscérale et ORL. La carcasse sera donnée au laboratoire d’anatomie de l’école vétérinaire.
Choix des espèces
On peut considérer le modèle porcin comme un modèle de haute-fidélité pour les chirurgiens thoraciques. L'anatomie cardio-pulmonaire est extrêmement proche ainsi que l'abord chirurgical. Il permet de recréer les tempêtes hémodynamiques et inflammatoires de la greffe dans un environnement contrôlé, afin de tester des manœuvres de "pilotage" (comme le préconditionnement ou le prélèvement) avant de les appliquer en conditions réelles sur des patients. Les porcs seront des jeunes de 50 à 70 kg pour pouvoir supporter plus facilement la chirurgie tout en conservant une anatomie proche de l’homme et être facilement manipulable.
Développement d’antiviraux virucides à large spectre non toxiques
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Perte de poids, hypothermie, difficultés respiratoires : réunir ces critères déclenche la mise à mort immédiate. 3 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dont 1 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Toutes sont infectées par instillation intranasale sous anesthésie, par le virus respiratoire syncytial ou la grippe A, puis manipulées chaque jour pour la pesée et la prise de température, traitées par gavage, injection ou instillation, 2 880 passant deux séances d'imagerie. Le porteur reconnaît que l'infection peut aller jusqu'à une atteinte clinique sévère, voire la mort, et présente ces antiviraux comme une "avancée importante en médecine" dont le passage au développement préclinique et clinique reste entièrement à venir.
Objectifs
Ce projet a pour objectif principal l’optimisation et l’évaluation approfondie d’une nouvelle famille d’antiviraux développée conjointement par les différents laboratoires co-porteurs. Cette nouvelle classe d'antiviraux utilise des molécules organiques (bêta-cyclodextrines) mimant les récepteurs cellulaires pour se lier aux virus et détruire physiquement leur structure de façon irréversible et non toxique. Elle constitue donc une forme de nanoparticules antivirales. S’appuyant sur une expertise complémentaire en virologie et en science des matériaux, ces trois équipes ont mis en évidence le fort potentiel thérapeutique de ces molécules. Néanmoins, plusieurs verrous scientifiques majeurs subsistent, que ce projet vise à lever afin d’accélérer le développement de cette famille d’antiviraux. En identifiant des molécules plus puissantes dotées d’une activité à large spectre, nous ambitionnons de renforcer l’efficacité in vivo contre le virus respiratoire syncytial, le virus influenza A et d’autres virus humains d’importance majeure. Cet objectif est particulièrement crucial pour la prise en charge des virus respiratoires circulants chez les populations à risque et constitue un enjeu clé de la préparation pour faire face aux pandémies. Nous étudierons également la possibilité de modifications chimiques visant à conférer une biodisponibilité orale, un critère déterminant pour faciliter l’administration, améliorer l’observance thérapeutique et soutenir de futures études cliniques. Une autre question centrale portera sur la capacité de l’inactivation virale induite par ces molécules à générer des débris viraux immunogènes, susceptibles de stimuler une réponse immunitaire protectrice et une mémoire immunologique. L’objectif est ainsi de développer non seulement un antiviral hautement efficace, mais également une molécule capable de conférer une protection durable contre l’infection. Les résultats attendus permettront d’optimiser davantage la structure de ces antiviraux et de les rapprocher d’un développement clinique, tout en contribuant à l’émergence de nouveaux outils et méthodologies de recherche. Les travaux portant sur les stratégies de conjugaison pour une administration orale et sur la détection in vivo de ces macromolécules complexes apporteront des connaissances essentielles à la synthèse et à la caractérisation de nouveaux matériaux bioactifs ciblant les virus respiratoires.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait constituer une avancée importante en médecine en validant un concept de traitement capable de convertir une simple inactivation virale en une réponse immunitaire protectrice, robuste et durable. L’optimisation de la biodisponibilité orale des composés lèvera un verrou technologique déterminant, ouvrant la voie à leur transfert vers le développement préclinique et clinique.
Procédures
3600 animaux concernés pour l’ensemble des interventions, chaque type d’intervention impliquant une proportion variable : Anesthésie et instillation intranasale : chaque animal recevra une anesthésie chimique unique d’environ 20 minutes (par injection, 30s), nécessaire pour l’administration intranasale. Cette intervention sera réalisée sur tous les 3600 animaux. Manipulation et contention pour le suivi clinique : les animaux vigiles seront manipulés quotidiennement pour la mesure du poids et de la température corporelle, chaque opération durant environ 1 minute par animal. Cette mesure sera effectuée sur l’ensemble des 3600 souris. Traitement des animaux : les souris traitées recevront les solutions de composés par gavage, instillation intra-nasale ou injection, durée de l’administration inférieure à 1 minute. Imagerie: effectuée sous anesthésie gazeuse, à deux reprises espacées de quatre jours, chaque séance (anesthésie incluse) durant moins de 5 minutes. Cette intervention sera réalisée sur 2880 animaux. Imagerie: Les souris recevront une injection sous anesthésie gazeuse (durée de l’injection inférieure à 30 secondes). Prélèvement sanguin : deux échantillons seront prélevés sur chaque animal anesthésié, (1 minute). Cette intervention concernera 10% des effectifs soit 360 animaux. Mesure des paramètres respiratoires : réalisée à deux reprises au cours du protocole sur les animaux vigiles, chaque mesure durant 2 à 3 minutes. Cette intervention sera appliquée à tous les animaux. Ces interventions ont été planifiées pour limiter la durée de manipulation et le stress des animaux tout en garantissant la collecte de données fiables sur l’ensemble du groupe. Génotypage : une petite partie des souris pourra être l’objet d’un prélèvement de 1mm de queue.
Impact sur les animaux
Le protocole implique une manipulation quotidienne des animaux afin d’une part de leur administrer les composés antiviraux, et d’autre part pour évaluer différentes constantes physiologiques (poids, température, etc.). Il faut mentionner que les molécules testées ont une base organique de type sucre et sont très bien tolérées par les animaux. Ces manipulations répétées sont susceptibles d’induire un stress modéré chez les souris, notamment lorsque les traitements nécessitent une injection (IP ou IV). L’infection virale nécessite une anesthésie générale de courte durée (< 1 heure), réalisée par injection parentérale de l’anesthésique, pouvant entraîner une douleur transitoire liée à la piqûre. Une légère perte de poids est parfois observée le lendemain de l’anesthésie. L’infection virale induit une pathologie dont la sévérité dépend du virus et de la dose d’inoculum administrée, pouvant aller jusqu’à une atteinte clinique sévère, voire une mortalité. Une perte de poids et une hypothermie sont notamment observées au cours des infection par le virus influenza. Une gêne respiratoire, objectivée par des mesures de pléthysmographie, est détectable entre J4 et J10 post-infection. Enfin, les sessions de pléthysmographie, bien que de courte durée (environ 3 minutes), peuvent également générer un stress lié à l’isolement temporaire de l’animal durant la phase de monitoring. Enfin, l’éventuel génotypage des souris IFNAR-/- va induire une nuisance liée au prélèvement de 1mm de queue, correspondant principalement à une douleur transitoire au moment du geste, associée à un stress de courte durée lié à la contention et à la manipulation, ainsi qu’à un inconfort local temporaire au site de prélèvement.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Notre thématique de recherche ne peut être mise en œuvre sans recours à des modèles animaux. En effet, l’évaluation de l’efficacité de nos nanoparticules antivirales repose sur l’étude d'interactions biologiques complexes s’exerçant à l’échelle de l’organisme entier. L’établissement d’une réponse immunitaire protectrice, incluant la capture des débris viraux immunogènes et le recrutement de cellules immunocompétentes vers les sites d’infection, nécessite une coordination systémique entre les systèmes lymphatique, vasculaire et les tissus cibles. De plus, les enjeux de biodisponibilité et de pharmacocinétique liés à l’administration orale impliquent des processus de barrières biologiques et de métabolisme qu’aucune approche in vitro ou ex vivo ne peut actuellement reproduire fidèlement. L’étude intégrée de ces mécanismes d'action et de la mémoire immunologique induite nécessite donc impérativement le recours à des modèles animaux diversifiés, conformément aux principes éthiques des 3R.
Réduction
Notre stratégie de réduction est basée sur l’emploi de tests statistiques nous permettant de valider nos hypothèses scientifiques sur la base de résultats obtenus avec le nombre minimal d’animaux en termes d’effectifs. Afin de garantir la robustesse des résultats tout en respectant le principe de Réduction (3R), les effectifs ont été calculés pour détecter une taille d’effet importante de d = 1,4 (différence de Cohen) avec une puissance statistique de 80 % (risque alpha = 5 %). Ce calcul de la taille d’effet s’appuie sur nos données préliminaires ainsi que sur la pertinence biologique attendue. Il vise à identifier uniquement des variations d’une amplitude significative afin d’écarter les différences minimes et dénuées d'intérêt clinique. En fixant l’effectif à n = 10 par groupe, et en prenant en compte ces paramètres statistiques, l'étude devient calibrée pour détecter des tailles d'effet importantes et garantit donc la robustesse et la reproductibilité des conclusions biologiques. Ces paramètres permettent de mettre en évidence des différences biologiquement pertinentes, même en présence d'une variabilité interindividuelle modérée au sein de groupes de 10 animaux. Les analyses statistiques seront réalisées en fonction de la nature des données (sécrétion de cytokines, détresse respiratoire, réplication virale…), avec des tests t de Student ou des tests non paramétriques (Mann-Whitney) pour les comparaisons simples, et des modèles d’ANOVA à deux facteurs pour les analyses intégrant plusieurs facteurs expérimentaux (nanoparticules et voies d’administration). Des corrections pour comparaisons multiples (Benjamini-Hochberg) pourront être appliquées. La taille d’échantillon est définie à partir de la réplication virale qui correspond à la variable biologique principale de réponse, correspondant au critère quantitatif retenu pour évaluer l’effet des conditions expérimentales. En complément, des analyses multivariées de type analyse en composantes principales (ACP) seront réalisées afin de visualiser les structures globales des données et d’identifier d’éventuels regroupements ou tendances au sein des différents paramètres expérimentaux.
Raffinement
Le bien-être animal est un axe central de notre démarche, visant à minimiser le stress et la souffrance tout au long du challenge infectieux. Les souris sont hébergées par groupes de cinq au sein de cages à couvercle filtrant, dans un environnement climatisé avec accès ad libitum à l’eau et à une alimentation standard. Afin de favoriser les comportements naturels et réduire l'anxiété, l'environnement est enrichi par des carrés de coton (type Neslets/Sizzle-nest), des bûchettes de bois à ronger et des abris en carton. Une surveillance quotidienne rigoureuse permet de déceler tout signe clinique précurseur (perte de poids, hypothermie, difficulté respiratoires, diarrhée, poil hérissé, léthargie, yeux clos ou dos courbé). Pour prévenir toute souffrance inutile, des points limites précis ont été établis : tout animal répondant à l'ensemble des critères prédéfinis sera immédiatement euthanasié. Nous veillons à réduire l'impact des manipulations par des techniques de précision : les prélèvements sanguins sont réalisés avec des micro-aiguilles pour minimiser les volumes prélevés et les traumatismes tissulaires. De même, les administrations de composés antiviraux sont effectuées par injections lentes, garantissant une meilleure tolérance et réduisant la variabilité induite par le stress. Bien que la pléthysmographie impose un bref isolement (2 à 3 minutes), la répétition de la procédure permet une habituation rapide des animaux, confirmée par une diminution du temps d'acquisition dès la deuxième mesure. Lors des génotypages des souris IFNAR-/- nécessitant un prélèvement de queue, une application locale de pommade anesthésiante sera réalisée. De plus, une hémostase par pression manuelle sera faite immédiatement après prélèvement et jusqu'à l'arrêt du saignement. Enfin, une surveillance post-prélèvement sera effectuée jusqu’à 24 heures pour s'assurer de la parfaite cicatrisation du site de prélèvement.
Choix des espèces
Le choix de la souris est guidé par la possibilité de disposer de souris génétiquement modifiées (NF-kB luciférase, IFNAR KO) et donc de pouvoir suivre des processus dynamiques sur les mêmes animaux sans avoir à les euthanasier pour réaliser des mesures. De plus, la disponibilité de certaines souris immunodéficientes nous permet d’élargir le panel de virus ciblés (hPIV3). De plus, la souris constitue un modèle pertinent pour étudier les mécanismes pathologiques induits par les infections virales respiratoires ainsi que la mise en place de réponses humorales et cellulaires adaptatives. Souris âgées de 8 semaines car le système immunitaire est mature.
Etude de l’effet de la fibrose sur la croissance du cancer du poumon – MODIFICATIONS
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles respiratoires
Anesthésiées, la peau et les tissus incisés pour dégager la trachée, les souris reçoivent une injection unique d'une molécule qui déclenche une fibrose pulmonaire, puis la plaie est suturée. Deux semaines plus tard, une seconde intubation sous anesthésie leur inocule des particules virales qui déclenchent un cancer du poumon. 640 souris vont être utilisées de cette façon, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec des difficultés respiratoires, une posture de repli et une perte de poids possibles. Toutes sont tuées à trois échéances différentes, l'établissement indiquant que leur mise à mort est "nécessaire" au prélèvement des poumons.
Objectifs
La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie chronique grave, entrainant la mort en 3 à 5 ans. La fibrose est la formation d'une quantité anormalement abondante de tissu cicatriciel. La cause et les mécanismes qui sous-tendent le développement et l’évolution de cette maladie dans le poumon sont inconnus. Elle se manifeste par une perte d’élasticité du tissu de soutien pulmonaire, résultant en une altération des échanges entre les alvéoles contenant l’oxygène et les vaisseaux sanguins. Le poumon devient progressivement trop abimé pour assurer l'oxygénation du sang et le patient développe une insuffisance respiratoire chronique conduisant au décès. Les médicaments disponibles sont uniquement capables d’en ralentir la progression. Ces traitements permettent d'augmenter la survie de ces patients mais on peut craindre l’apparition de cancer du poumon. En effet, les patients atteints de fibrose pulmonaire sont plus susceptibles de développer des cancers du poumon. Avec l'émergence de nouveaux traitements prometteurs contre la fibrose pulmonaire, il est donc crucial de mieux comprendre les mécanismes favorisant la survenue de ces cancers, menaçant potentiellement les patients atteints de fibrose pulmonaire. Les mécanismes conduisant à l'apparition du cancer chez les patients FPI sont encore mal connus. Notre hypothèse est que la fibrose va favoriser la croissance des cancers chez ces patients atteint de fibrose pulmonaire. Nous étudierons des souris génétiquement modifiées pour modéliser le développement du cancer pulmonaire dans le contexte de la fibrose pulmonaire. Ainsi, nous utiliserons des modèles de fibrose pulmonaire établis chez la souris, impliquant une injection au niveau de la trachée sous anesthésie générale de différentes molécules favorisant le développement de la fibrose pulmonaire.
Bénéfices attendus
Les patients atteints de fibrose pulmonaire sont plus enclins à développer des cancers du poumon (une des formes de cancers les plus courantes et mortelles dans le monde). Nos travaux de recherche permettront d’identifier le rôle de la fibrose sur le développement de ces cancers afin 1) d'identifier de nouvelles thérapies potentielles et 2) de permettre une meilleure prise en charge de ces patients fragiles.
Procédures
En début de procédure, les souris recevront, sous anesthésie générale, une injection unique d'une molécule induisant la fibrose pulmonaire. Cette molécule sera injectée directement au niveau de la trachée chez les souris endormies, après dissection de la peau et des tissus sous cutanés : la visualisation directe de la trachée permet une meilleure chance de succès de la procédure. Après injection, la lésion sera suturée par un ou deux points de suture (la totalité de la procédure de l’incision de la peau à la suture durera de 5 à 7 minutes) : la souris recevra un antalgique au cours de la procédure, et qui pourra être répétée. Deux semaines plus tard, les souris recevront une injection unique de particules virales qui activera la formation du cancer du poumon. L’injection se fera via la trachée, après intubation, sous anesthésie générale gazeuse (durée de la procédure: 5 minutes) avec des suites post-opératoires similaires à l’injection du produit fibrosant. A l'issue de la procédure, les souris seront euthanasiées à 3 temps différents après anesthésie profonde, après quoi un prélèvement de sang sera réalisé ainsi que le recueil des poumons sur l'animal euthanasié.
Impact sur les animaux
Il faut noter que l'induction de la fibrose pulmonaire et d'éventuelle lésions cancéreuses chez les animaux peut déclencher des difficultés respiratoires et une possible altération de l'état général (posture de repli...) avec perte de poids. Un risque d'irritation au niveau de la cicatrice suite aux procédures est également possible et constitue un point de surveillance en post-opératoire.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasiés en fin de procédure en suivant une méthode réglementaire. L'euthanasie de l'animal est nécessaire pour le prélèvement des poumons. Ces prélèvements sont nécessaires pour l’analyse des tissus afin d'étudier et de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement des cancers associés à la fibrose pulmonaire.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des modèles alternatifs comme des cultures d'alvéoles pulmonaires reconstituées en laboratoire ou de tranches de poumon. Cependant, ces méthodes alternatives ne permettent pas de modéliser la réponse d’un organe entier vivant dans le cas du développement de la fibrose pulmonaire et du cancer du poumon.
Réduction
Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique, tout en tenant compte du risque de mortalité si les points limites sont atteints. De plus, les prélèvements obtenus grâce à une seule souris permettent de mener de multiples mesures.
Raffinement
1) Surveillance quotidienne: nous veillerons à ce qu'il n'y ait pas d'animaux isolés dans les cages durant les expériences afin de préserver les groupes sociaux. L'enrichissement consistera en la mise en place de coton dans les cages, et d'une nourriture facile à ingérer en cours de protocole. Les souris auront un accès permanent à de la nourriture et de la boisson. 2) Surveillance clinique en lien avec les procédures: les animaux seront anesthésiés lors des procédures et recevront des antalgiques systématiquement en préopératoire. Une surveillance visuelle quotidienne des animaux est effectuée par l'expérimentateur et permettra de détecter une éventuelle souffrance. Selon la grille de surveillance mise en place, la douleur sera prise en charge par l'administration d'antalgiques si nécessaire. La fréquence de surveillance des animaux pourra être augmentée selon l'état général des animaux et leur poids. En post-opératoire, la douleur et la cicatrice seront également suivies de manière rapprochée. En cas de douleur et d'atteinte d'un point limite, les animaux seront euthanasiés (des antalgiques seront administrés avant l’euthanasie).
Choix des espèces
Les modèles de fibroses pulmonaires chez la souris sont largement décrits dans la littérature. Les souris offrent la possibilité de travailler sur des organismes génétiquement modifiés. Des animaux adultes d'au moins 8 semaines seront utilisés car la fibrose pulmonaire est une pathologie du sujet adulte. Le modèle murin est pertinent du fait de son système respiratoire très similaire à celui de l’Homme.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale – 2/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 120
Moutons : 120
Bovins : 40
300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la seconde moitié de ce projet de robotique chirurgicale, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Ils sont mis à jeun de 6 à 16 heures selon l'espèce, cathétérisés, opérés sous anesthésie générale, certains recevant un implant dont la tenue sera évaluée par imagerie, nécropsie et histopathologie. Le porteur qualifie l'expérimentation sur "l'organisme entier" d'"incontournable" et rappelle qu'il s'agit d'une obligation réglementaire pour les dispositifs médicaux implantables. Le choix des espèces suit des critères anatomiques, les moutons pour leur croissance limitée à l'âge adulte, les bovins pour la taille de leurs organes, les chiens quand ils sont seuls à présenter l'auricule gauche avec ostium, la conduction cardiaque, la prostate bilobée ou la fovéa recherchées.
Objectifs
Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 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 améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.
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, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. 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. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. 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. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). 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.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale – 1/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 120
Moutons : 120
Bovins : 40
Valider des prototypes de robots chirurgicaux et des dispositifs implantables avant leur mise sur le marché : 300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la première moitié de ce projet, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils subissent des prélèvements sanguins hebdomadaires, la pose d'un cathéter, puis des interventions chirurgicales sous anesthésie générale pouvant durer plusieurs heures, avec parfois l'induction volontaire d'une lésion avant de tester le dispositif. Le porteur affirme que les animaux subiront exactement les mêmes nuisances qu'"un futur patient humain", tout en prévoyant une douleur postopératoire de plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. L'effectif de 300 animaux repose sur l'expérience du laboratoire et sur les besoins de mise au point des prototypes, le RNT précisant qu'"aucune approche statistique n'a été réalisée".
Objectifs
Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 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 améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.
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, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. 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. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. 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. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). 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.
Approche préventive par nanoparticules pour réduire les infections pulmonaires dans un modèle de granulomatose chronique septique
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
Infectées par Pseudomonas aeruginosa, les souris peuvent perdre du poids, cesser de s'alimenter, respirer difficilement et mourir dans les jours qui suivent. 509 souris génétiquement modifiées pour reproduire une granulomatose septique chronique vont être utilisées, 373 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 136 dans des procédures d'un niveau sévère, avec jusqu'à six séances d'imagerie sous anesthésie et une tonte du ventre. Le porteur décrit des interventions "brèves, espacées dans le temps" destinées à limiter la contrainte, tout en indiquant que la souffrance liée à l'infection reste "un aspect inévitable du modèle". 248 souris seront réutilisées comme support de formation technique pour entraîner du personnel aux gestes, les autres tuées pour des prélèvements post-mortem, celles qui ont survécu à une dose d'infection tuant un quart des animaux étant écartées de cette réutilisation.
Objectifs
La granulomatose septique chronique est une maladie génétique rare qui affaiblit les défenses naturelles de l’organisme contre les infections. Les personnes atteintes souffrent d’infections graves et répétées, surtout au niveau des poumons, pouvant entraîner un décès plus précoce que la normale. Une bactérie particulièrement dangereuse dans ce contexte est Pseudomonas aeruginosa, responsable d’infections pulmonaires sévères. Les traitements actuels reposent surtout sur les antibiotiques et la prévention des infections. Ils ne sont pas toujours efficaces, notamment en raison de la faiblesse du système immunitaire et de l’apparition de bactéries résistantes. Certaines options plus lourdes, comme la greffe de moelle osseuse, ne peuvent pas être proposées à tous les patients, et les nouveaux traitements sont encore en cours de développement. Dans ce contexte, il est nécessaire d’utiliser un modèle animal reproduisant une forte sensibilité aux infections pulmonaires, afin de pouvoir étudier de manière pertinente l’efficacité de nouvelles approches thérapeutiques. Le projet consiste à tester une approche basée sur des nanoparticules destinées à renforcer les défenses naturelles des poumons contre les infections dans ce modèle. L’objectif est de vérifier si cette stratégie permet de réduire la gravité des infections pulmonaires et de fournir des informations utiles pour le développement de futurs traitements.
Bénéfices attendus
À court terme, l’objectif est de démontrer, dans un modèle animal pertinent, qu’il est possible de limiter efficacement une infection pulmonaire aiguë par Pseudomonas aeruginosa, un pathogène opportuniste. Cette approche repose sur des liposomes transportant des protéines capables de rétablir l’activité microbicide des macrophages alvéolaires, restaurer la production d’espèces réactives de l’oxygène et renforcer la réponse immunitaire locale. À long terme, cette stratégie pourrait devenir une nouvelle thérapie innovante pour l’Homme, améliorant la qualité de vie et l’espérance de vie des patients immunodéficients, tout en réduisant la dépendance aux antibiotiques et en limitant le risque de résistances.
Procédures
Les souris seront soumises à un nombre limité d’interventions réalisées sous anesthésie. Selon le schéma expérimental, chaque animal subira une à deux administrations (l’une pour le produit testé, l’autre pour les bactéries) et jusqu’à six séances d’imagerie, chacune durant environ 5 minutes. Ces imageries permettront soit de suivre la distribution du produit (6 séances), soit de suivre l’évolution de l’infection (3 séances). Chaque anesthésie durera au maximum une dizaine de minutes pour les administrations, et environ 5 minutes pour les imageries. Entre deux séances d’imagerie, les délais seront de 3, 18 ou 24 heures, selon les besoins du suivi longitudinal. Une tonte du pelage, localisée au niveau ventral, sera nécessaire pour les prises de clichés et sera réalisée pendant l’anesthésie. Toutes les interventions sont brèves, espacées dans le temps et réalisées sous anesthésie pour limiter au maximum la contrainte pour les animaux.
Impact sur les animaux
Les interventions sur les souris peuvent provoquer des gênes de courte ou moyenne durée et d’intensité variable. La contention nécessaire pour l’anesthésie provoque un stress très bref, inférieur à une minute, suivi d’une anesthésie courte (5 à 10 minutes). Le réveil peut entraîner une légère perturbation de la respiration ou des mouvements pendant quelques minutes, mais les animaux récupèrent rapidement. En revanche, l’infection bactérienne peut entraîner des effets sévères, apparaissant généralement dans les 24 à 48 heures et durant plusieurs jours : perte de poids importante, baisse marquée de l’activité et de l’appétit, posture voûtée, poils hérissés et respiration rapide ou difficile. Ces effets peuvent évoluer rapidement et entraîner la mort de certains animaux. La surveillance est constante pour suivre l’évolution de chaque animal et limiter au maximum sa détresse. La sévérité globale des interventions dépend surtout de la puissance de l’infection et de la répétition des anesthésies. Toutes les mesures possibles sont prises pour réduire la gêne liée aux manipulations, mais la souffrance liée à l’infection elle-même reste un aspect inévitable du modèle.
Devenir
À la fin de l’étude, les animaux seront soit réutilisés pour des activités d’enseignement lorsque cela est possible, soit euthanasiés lorsque l’expérience l’exige. En particulier, certains pourront, si l’occasion se présente, participer à des séances de formation technique (tutorat) destinées à former le personnel à des gestes maîtrisés sous la supervision d’un tuteur agréé. Les animaux ayant survécu à une infection par Pseudomonas aeruginosa à une dose induisant 25 % de mortalité ne pourront pas être réutilisés. Enfin, certains seront euthanasiés en fin de protocole pour des prélèvements post-mortem.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, la production de nanoparticules lipidiques actives et non toxiques, ainsi que leur efficacité, ont d’abord été évaluée in vitro sur des lignées cellulaires. Cependant, aucune méthode alternative in vitro ou ex vivo ne permet actuellement de reproduire la complexité physiopathologique d’un organisme vivant, ni d’évaluer la tolérance systémique et les réponses immunitaires globales. Le recours à un modèle murin ici est donc nécessaire pour évaluer l’efficacité et la sécurité d’une stratégie préventive avant toute transposition clinique.
Réduction
Les procédures ont été conçues pour utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables. Le suivi des mêmes animaux à différents moments permet d’obtenir de nombreuses données, tout en réduisant leur nombre total nécessaire. Le nombre d’animaux a été déterminé à partir de données déjà connues dans la littérature ainsi que de résultats issus du laboratoire, évitant ainsi de multiplier les essais préliminaires. L’organisation progressive du projet, où chaque étape repose sur les résultats de la précédente, maximise également les informations obtenues pour chaque animal et contribue à réduire leur utilisation.
Raffinement
Les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de 7 jours. L’enrichissement sera adapté tout au long de l’étude pour garantir leur confort, leur thermorégulation et le maintien de relations sociales normales. Elles seront logées par petits groupes homogènes afin de préserver les interactions entre congénères tout en respectant les normes sanitaires. Toutes les manipulations seront réalisées par du personnel qualifié et, lorsqu’une anesthésie adaptée est nécessaire, elle sera toujours appliquée au préalable pour réduire le stress et la douleur. Après infection, des croquettes et de l’eau gélifiée seront placées au fond de la cage, en plus des sources habituelles, afin de limiter les efforts des animaux et prévenir toute déshydratation. Un suivi clinique quotidien permettra de détecter tout signe de souffrance, et en cas de détection, des actions visant à la supprimer seront réalisées sans délai. Ces mesures garantissent le respect du principe de raffinement, réduisant au maximum le stress et la douleur des animaux et limitant la durée ainsi que l’intensité des interventions, tout en permettant la collecte des données scientifiques nécessaires.
Choix des espèces
Pour étudier la granulomatose septique chronique ou l’infection pulmonaire par Pseudomonas aeruginosa, nous utiliserons des souris spécialement modifiées pour reproduire fidèlement les signes observés chez l’humain, tels que l’inflammation, la perte de poids et, dans certains cas, la mortalité. Les animaux choisis sont jeunes adultes, afin que leur système immunitaire soit mature et représentatif pour l’étude.
Développement de stratégies nutritionnelles ciblées et utilisant des formules infantiles pour les enfants nés par césarienne
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles respiratoires
Jusqu'à 41 contentions et administrations orales par animal, 17 instillations nasales sous anesthésie, 28 pesées, une administration intrarectale. 2 136 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever les organes, dont 984 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Nées par césarienne, elles reçoivent des formules de lait infantile, avant de subir soit une inflammation du côlon déclenchée par voie intrarectale, soit un asthme provoqué par de la poussière d'acariens instillée dans le nez, pour vérifier si ces formules restaurent le microbiote. Sur un effectif de 2 136 animaux, le porteur écrit utiliser "toujours une approche statistique" pour dimensionner ses groupes, sans donner un seul chiffre.
Objectifs
Le microbiote intestinal est une communauté dynamique, composée de microorganismes (bactéries, champignons, virus) influencée par de multiples facteurs tout au long de la vie d’un individu. La transmission du microbiote par la mère est le facteur le plus important qui conditionne le schéma de colonisation microbienne chez le nouveau-né (primocolonisation). Des perturbations au cours de cette période peuvent avoir un impact sur le développement et des conséquences néfastes pour la santé du nouveau-né au cours de sa vie. Des études chez l’homme ont démontré que le microbiote des nouveau-nés mis au monde par césarienne est modifié par rapport à celui des enfants nés par voie naturelle. Par ailleurs, leur risque de développer des maladies chroniques, notamment des maladies inflammatoires de l’intestin et de l’asthme, est également plus important. Notre hypothèse est que la modulation du microbiote intestinal du nouveau-né par le biais de l’administration d’une formule de lait en poudre pour nouveaux-nés améliorée pourrait prévenir le développement de maladies chroniques, notamment les maladies inflammatoires de l’intestin et du poumon comme l’asthme. Dans ce projet, nous utiliserons un modèle de souris née par césarienne pour déterminer la capacité d’une supplémentation avec différentes formules infantiles à restaurer les interactions microbiote-hôte. Pour évaluer si cette restauration est bien fonctionnelle, nous allons soumettre les souris soit à un modèle d’inflammation du côlon soit à un modèle d’asthme.
Bénéfices attendus
Le bénéfice essentiel de ce projet est d’évaluer la capacité de formules infantiles à améliorer la résilience du microbiote intestinal et les conséquences physiologiques liées à la naissance par césarienne. Il s’agit donc d’améliorations de connaissances fondamentales et de perspectives potentielles d’utilisation de formules spécifiques pour aider à la restauration d’un microbiote altéré par la césarienne.
Procédures
- Contentions et administrations orales sur animal vigile: 7 fois pour 180 animaux 14 fois pour 90 animaux 21 fois pour 90 animaux 22 fois pour 720 animaux 28 fois pour 336 animaux 41 fois pour 720 animaux Chaque contention/administration orale dure environ entre 15 secondes et une minute. - Contention et administration intra-nasale sur animal anesthésié : 11 fois pour 720 animaux 17 fois pour 720 animaux Chaque contention/administration nasale dure environ 15 secondes. - Prélèvement de fèces sur animal vigile : 1x pour 90 animaux 2x pour 1 482 animaux 3x pour 48 animaux 6x pour 336 animaux Chaque prélèvement dure quelques minutes. - Anesthésies injectables: 1 fois pour 336 animaux ; Une anesthésie correspond à une piqûre réalisée en 15-20 secondes environ. - Anesthésies gazeuses : 11 fois pour 720 animaux et 17 fois pour 720 animaux - Administration intrarectale sur animal anesthésié : 1 fois pour 336 animaux ; Une administration dure 20 secondes. - Prélèvement de sang : sur animal vigile, 1 fois pour 696 animaux ; sur animal anesthésié, 1 fois pour 1 440 animaux. Un prélèvement a une durée totale de 1 minute environ. Pesées des animaux vigiles : 1x pour 360 animaux 10x pour 720 animaux 24x pour 336 animaux 28x pour 720 animaux Une pesée dure environ 5 secondes.
Impact sur les animaux
L’inflammation intestinale est très localisée au niveau du côlon et peut générer des douleurs modérées pendant quelques jours. Les animaux subiront une perte de poids pendant 2 à 3 jours ainsi qu’une potentielle constipation. La poussière d’acariens, administrée dans le nez, entraîne une inflammation pulmonaire localisée. Elle pourra induire un léger retard de la prise de poids chez les souriceaux. Les souris exposées aux allergènes ressentiront un bref inconfort suite aux instillations et pourraient présenter des modifications respiratoires passagères immédiatement après l'administration de la poussière d’acariens (d’une durée de quelques minutes). La présence de symptômes tels que des éternuements ou des démangeaisons au niveau du museau pourrait être observée transitoirement, mais aucune difficulté respiratoire à long terme n'est attendue. La contention, les administrations orales peuvent générer un inconfort et un stress transitoires pour les animaux. La piqûre nécessaire pour les anesthésies génère une douleur légère et passagère. Par ailleurs, nous isolerons les animaux dans des pots en plastique transparents afin de collecter des fèces individuellement. Cet isolement dure quelques minutes et pourra générer un stress de courte durée. Enfin, en fin d´essai, nous réaliserons un prélèvement de sang. Ce prélèvement génère une brève douleur passagère pour les animaux non anesthésiés (certains le seront).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes nécessaires aux analyses.
Remplacement
Les rongeurs sont utilisés pour les études des interactions microbiote-hôte, car de telles expériences ne peuvent pas être réalisées sur des cultures cellulaires qui ne permettent pas de reconstituer les communications entre les différents organes. A l’heure actuelle, les études in vitro des effets de bactéries, de composés bactériens ou d’autres substances sur l’inflammation intestinale ou l’asthme comportent encore des limites. Des modèles cellulaires existent et sont bien décrits : ils seront d’ailleurs utilisés en amont de notre projet pour effectuer un premier criblage de composés candidats. Cependant, ces modèles in vitro ne reflètent pas de manière idéale la complexité des interactions entre le microbiote intestinal et les bactéries ou composés candidats. L’intérêt d’un modèle in vivo est également d’étudier la réponse du système immunitaire de l’hôte à l’administration de ces bactéries ou composés bactériens. Malgré le fait que certains paramètres peuvent être évalués à partir de modèles in vitro, la complexité des mécanismes immunitaires chez l’hôte fait que ces modèles in vitro ne sont pas suffisants.
Réduction
Les formules testées seront issues d’un programme préalable de criblage in vitro afin de ne conserver, pour les études sur les animaux, que des bactéries ayant montré un potentiel dans ces modèles. Par ailleurs, nous utilisons toujours une approche statistique pour déterminer la taille de nos groupes en fonction de l’intensité des effets que nous souhaitons mettre en évidence et des données déjà disponibles.
Raffinement
Les animaux sont hébergés à plusieurs afin de ne pas les exposer à un stress lié à l’isolement. Les quelques fois où les animaux seront séparés pour être manipulés ne représentent qu’un temps très court (10 minutes maximum), pour la récupération de fèces dans des pots. Nous incluons des enrichissements dans les cages : cellulose à déchiqueter et permettant la nidification, bâtons à ronger, maisonnettes en carton (sans encre). Le matériel utilisé est adapté pour empêcher les blessures et réduire l’inconfort. Les manipulateurs maitrisant les gestes, le temps d’intervention et donc le stress seront réduits. Nous utiliserons des anesthésies adaptées en temps et aux besoins des essais. Lors des anesthésies, un gel oculaire sera appliqué pour prévenir le dessèchement des yeux des animaux. Des pads, avec une température stabilisée de 37°C, seront également placés sous les cages pour maintenir la température corporelle des animaux pendant l’anesthésie. Des tapis chauffants électriques pourront aussi être utilisés. Des points limites adaptés sont définis afin de réduire au maximum la douleur ressentie par les animaux. Une grille de score sera utilisée et mènera à des actions permettant d’agir selon un arbre décisionnel adapté et prédéfini.
Choix des espèces
La souris est une espèce de référence en nutrition, toxicologie, cancérologie et immunologie et un modèle d’étude très largement utilisé dans le cadre de l’étude de pathologies intestinales et respiratoires humaines. La lignée retenue pour ce projet a été sélectionnée car elle a de fortes performances de fertilité et une bonne taille de portée. Les souris seront utilisées au stade du nouveau-né, nécessaire pour observer les phénomènes de colonisation bactérienne au moment de la mise-bas, et au stade adulte pour les effets de l’inflammation intestinale ou de l’asthme.
Recherche de nouveaux traitements pour traiter la fibrose pulmonaire dans un modèle murin reproduisant cette pathologie
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Une fibrose pulmonaire est déclenchée par activation d'un gène, puis les souris reçoivent jusqu'à vingt injections en trente jours et boivent une solution sucrée pendant un mois. 584 souris vont être utilisées, dont 496 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur annonce un stress de préhension, un stress d'isolement, des lésions pulmonaires et une perte de poids, sans décrire ce que devient la respiration d'un animal dont le poumon se fibrose pendant un mois. Toutes sont tuées à l'issue, au plus tard deux mois après le début de l'expérience, pour prélever les tissus.
Objectifs
Nous étudions une protéine qui est exprimée sur les membranes des cellules et qui permet un échange de sels entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Cette protéine est impliquée dans l’établissement des fibroses pulmonaires. Nous avons montré qu’un modulateur positif de cette protéine inhibe la fibrose pulmonaire induite par un agent chimique. Dans ce projet, nous souhaitons étendre nos observations à un autre modèle de fibrose pulmonaire qui mime plus fidèlement les mécanismes d’induction de la fibrose chez l’Homme. Sur ce modèle, nous allons tester l’effet de molécules anti fibrosantes combinées aux modulateurs de notre protéine d’intérêt et caractériserons leurs mécanismes d’action dans la résorption de la fibrose pulmonaire.
Bénéfices attendus
Les pathologies fibrosantes du poumon sont aujourd’hui incurables. Au mieux les traitements actuels permettent de ralentir leur progression. Ces expériences pré-cliniques nous permettront de caractériser de nouvelles options thérapeutiques sur un modèle murin qui mime le développement de la fibrose pulmonaire chez l’homme. A terme, ce projet pourrait inciter les cliniciens à tester de nouvelles combinaisons thérapeutiques dans des essais cliniques pour les patients présentant des pathologies fibrosantes du poumon.
Procédures
- Les souris boiront une solution sucrée à volonté pendant 30j. - Injections : 10 secondes x nombre d’injection, au maximum 20 injections par animal réparties sur 30j. - Manipulation pour prise de poids : 15 secondes par animal, au maximum 5 pesées par semaines pour 4 semaines. - Anesthésie, 1 fois. -Traitement anti douleur pré anesthésie.
Impact sur les animaux
- Stress à la préhension. - Stress à l’isolement dans un espace restreint Lésions. - pulmonaires liées à l’induction d'un gène. - Perte de poids liée à la progression de lésions pulmonaires. – Stress liés aux l’injections .
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure
Remplacement
Les concentrations actives des molécules que nous testerons ont été validées in vitro ou grâce à une étude exhaustive de la littérature. Cependant à ce jour il n'existe pas de méthode de remplacement (co culture de cellules, modèles invertébrés, intelligence artificielle) qui permettent de caractériser chez les mammifères les interactions cellulaires et moléculaires mises en jeu dans les pathologies telle que la fibrose pulmonaire. De ce fait, le recours à l’animal vivant est requis.
Réduction
Une étude exhaustive de la littérature a été menée avant d'initier ce projet pour s'assurer de la non-reproduction de résultats déjà publiés. Nous adopterons une technique qui nous permettra de tester plusieurs combinaisons thérapeutiques à partir d'un seul poumon malade. Nous utiliserons une approche non invasive pour caractériser la progression de la fibrose ainsi que l’efficacité des traitements sur animaux vivants. De plus, nous avons réalisé une étude statistique prévisionnelle qui nous permet de prédire le nombre minimal d’animaux qu’il faut inclure par groupe expérimental afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. Dès que nos hypothèses scientifiques seront validées, nous mettrons fin à nos expériences, même si cela signifie utiliser moins d’animaux que prévu initialement. Notre objectif est de limiter au maximum leur utilisation, tout en garantissant la rigueur et la fiabilité de nos résultats.
Raffinement
Les souris sont hébergées dans des portoirs ventilés et stériles et sont surveillées quotidiennement. Nous avons montré l’absence de toxicité de nos composés et de leur véhicule sur des cellules en culture et sur des animaux vivants. Nous utilisons des méthodes non invasives pour étudier les capacités respiratoires des animaux. Pour limiter au maximum la souffrance des souris nous avons établi une fiche d’observation qui liste les mesures que nous prenons pour assurer le bien-être. Les drogues seront administrées par injection en rotation sur différents points, pour limiter les effets locaux.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris car la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet, dans la mesure du possible, d’extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’Homme. De plus, il existe beaucoup d’outils (Anticorps, imagerie) qui permettent de travailler avec les souris. Le modèle génétiquement altéré que nous utiliserons est bien caractérisé dans la littérature. Il est particulièrement adapté à notre projet avec un développement de fibrose pulmonaire après l’expression de la forme active d'une protéine pro fibrosante. Les souris femelles et mâles seront mises en expérimentation à un âge minimum de 8 semaines, soit à l’âge adulte. A cet âge, le système immunitaire des souris est mature. Les souris seront mises à mort au maximum 2 mois après le début de l’expérience pour permettre le prélèvement des tissus et leur analyse.
Etude de l’efficacité de candidats médicaments dans un modèle préclinique d’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Tués à l'issue de mesures que le porteur décrit comme trop invasives pour permettre un réveil, 1 960 rats vont être utilisés dans ce projet, dont 1 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent sous anesthésie une substance qui provoque une hypertension pulmonaire, puis un traitement quotidien pendant cinq semaines, parfois par pompe implantée sous la peau, deux séances d'imagerie cardiaque et une chirurgie de mesure de pression dans le cœur et l'artère pulmonaire. Le porteur indique que la maladie induite peut réduire l'activité, l'appétit et la prise de boisson jusqu'à une perte de poids. Il affirme que les tests sur cellules isolées ne permettent pas d'étudier les effets d'un médicament sur le cœur et les poumons, qualifie de "nécessaire" le recours au rat, et précise que l'âge des animaux sera choisi selon la sévérité recherchée du modèle.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de tester de nouveaux médicaments destinés au traitement d’une maladie grave des poumons appelée hypertension pulmonaire artérielle. Cette maladie entraîne une augmentation de la pression dans les vaisseaux des poumons, ce qui fatigue progressivement le cœur et peut conduire à une insuffisance cardiaque. Elle peut apparaître sans cause connue, être liée à des facteurs familiaux, ou être associée à d’autres maladies ou à certains médicaments. Bien que des traitements existent déjà pour soulager les symptômes, leur efficacité reste limitée et variable selon les patients. Le but de cette étude est donc d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques dans un modèle animal, afin de mieux comprendre leur potentiel avant une éventuelle utilisation chez l’être humain.
Bénéfices attendus
Le modèle utilisé dans ce projet reproduit de manière fiable les principales caractéristiques de la maladie étudiée, en particulier les atteintes des vaisseaux des poumons et du cœur. Chez les animaux, l’augmentation progressive de la pression dans les poumons entraîne des modifications du cœur similaires à celles observées chez les patients atteints de cette maladie. L’utilisation de ce modèle permet de mieux comprendre les mécanismes de la maladie et d’évaluer l’effet de nouveaux médicaments dans des conditions proches de celles rencontrées chez l’être humain. Les résultats obtenus permettront d’identifier les futurs molécules thérapeutiques les plus prometteuses, qui pourraient ensuite être étudiés chez l’homme dans le cadre d’essais cliniques, avec pour objectif d’améliorer la prise en charge future des patients.
Procédures
Les animaux sont anesthésiés afin d’injecter la substance induisant une augmentation de la pression artérielle dans les petits vaisseaux sanguins localisés dans les poumons c'est-à-dire l'hypertension artérielle pulmonaire (durée de l’intervention : 6-8 min). Durant les 5 semaines suivantes, les animaux seront traités quotidiennement avec plusieurs composés par différentes voies d'administration selon les objectifs de l’étude (durée de 1 à 5 minutes selon la voie choisie). Le traitement pourra également être administré via des pompes diffusant les composés, implantées sous anesthésie et analgésie. Au cours du protocole, les animaux seront à nouveau anesthésiés afin de réaliser une imagerie cardiaque (environ 20 min) pour contrôler les répercussions de l'induction de la pathologie et l'effet potentiel des nouvelles molécules thérapeutiques à tester. Une autre imagerie cardiaque sera effectuée en fin de protocole (environ 20 min), puis une chirurgie sera effectuée sous anesthésie et analgésie afin de réaliser des mesures de pression dans le cœur et dans l'artère pulmonaire (environ 20 min). Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours du protocole sur animaux vigiles ou anesthésiés (environ 5 minutes par prélèvement), ou en fin de protocole après les mesures de pression et avant leur mise à mort.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront une substance destinée à provoquer la maladie étudiée. Cette administration est réalisée sous anesthésie générale et peut entraîner une gêne passagère, notamment au niveau respiratoire ainsi qu'une gêne au niveau du site d'injection (démangeaisons, sensation de brûlure). Avec le développement de la maladie, les animaux peuvent présenter une diminution de l’activité, une baisse de l’appétit et de la prise de boisson, pouvant conduire à une perte de poids. Une intervention chirurgicale pourra être réalisée pour implanter un dispositif diffusant le traitement. Cette intervention implique une ouverture de la peau et peut entraîner une douleur ou une gêne temporaire liée à la présence du dispositif. L’administration répétée de médicaments peut générer du stress, car elle nécessite une manipulation et une contention des animaux. Certains effets indésirables liés aux médicaments testés ou aux gestes techniques peuvent survenir, en particulier avec de nouvelles molécules. Des prises de sang et des examens d’imagerie cardiaque seront réalisés sous anesthésie ou avec contention, ce qui peut entraîner un inconfort temporaire, du stress ou une douleur légère. En fin de protocole, des mesures complémentaires seront effectuées sous anesthésie générale.
Devenir
Afin de caractériser l'effet des traitements testés, notamment l'effet biologique, nous devons faire des mesures qui sont trop invasives pour permettre le réveil de l’animal, et il est indispensable de récupérer le cœur et les poumons en fin d'expérience pour évaluer l’efficacité des traitements
Remplacement
Ce projet vise à évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments dans un organisme vivant. Les tests réalisés sur des cellules ou des tissus isolés ne permettent pas d’étudier les effets globaux du médicament sur le cœur et les poumons. L’utilisation d’un modèle animal est nécessaire pour mieux comprendre ces effets et le comportement du médicament dans le corps.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données précédemment acquises dans notre laboratoire. Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, de l'imagerie est utilisée pour permettre de suivre plusieurs paramètres dans le temps sur le même animal.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation d’au moins 5 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations. Une grille de score est établie afin de faire un suivi clinique des animaux, avec la mise en place de mesures adaptées en fonction du score et des critères d’arrêt de souffrance. Des enrichissements multiples leur sont proposés en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Lorsqu’une chirurgie avec réveil sera nécessaire, elle sera réalisée en conditions propres (sans microbes) et les animaux auront un suivi post-opératoire intensif pendant au moins 3 jours. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation et à la contention ainsi qu’aux environnements nouveaux afin de réduire le stress.
Choix des espèces
Le rat est le modèle animal le plus approprié pour cette étude car la maladie peut y être reproduite de façon fiable et ses effets sur le cœur sont comparables à ceux observés chez les patients. Sa taille permet également de réaliser des prises de sang répétées pour mieux suivre l’action du médicament dans l’organisme. Des rats entre 4 et 8 semaines au moment où ils arrivent en acclimatation dans nos locaux sont utilisés dans ce modèle. L’âge des animaux impactant la sévérité du modèle, ces paramètres seront choisis selon les objectifs de l’étude.
Etude des mécanismes allergiques dans des modèles murins
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Sensibilisées à des allergènes, exposées deux fois par semaine pendant six semaines par inhalation, prélevées chaque semaine, 5 100 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les modèles reproduisent l'asthme allergique, l'allergie alimentaire et la réaction anaphylactique, cette dernière pouvant faire chuter la température corporelle. Une trachéotomie terminale sous anesthésie clôt le protocole, sans réveil possible. Toutes les souris sont ensuite tuées pour prélever sang et organes.
Objectifs
Les maladies allergiques, qu’elles soient respiratoires (comme l’asthme allergique) ou alimentaires, sont en constante augmentation dans le monde, aussi bien dans les pays développés que dans les pays en développement. En France, on estime qu’environ un tiers de la population est concerné par au moins une forme d’allergie. Certaines de ces pathologies peuvent être graves, voire mettre en jeu le pronostic vital, comme certaines formes sévères d’asthme ou les réactions allergiques aiguës liées à l’ingestion de fruits à coque. À ce jour, il n’existe pas de traitement permettant de prévenir efficacement les allergies ou d’en contrôler durablement les symptômes. Les mastocytes, qui sont des cellules du système immunitaire, jouent un rôle central dans les réactions allergiques. Leur activation, notamment via les immunoglobulines E (IgE), déclenche les phénomènes inflammatoires responsables des symptômes. Dans ce contexte, ce projet propose d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques reposant sur l’utilisation d’anticorps humanisés ciblant les IgE. Ces stratégies seront étudiées dans différents modèles d’allergies majeures, incluant l’asthme allergique, l’allergie alimentaire et les réactions anaphylactiques. L’objectif est d’améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans les allergies et d’identifier de potentielles pistes de traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans les maladies allergiques, en particulier dans l’asthme allergique, les allergies alimentaires et les réactions anaphylactiques. Ces pathologies, fréquentes et parfois graves, représentent un enjeu important de santé publique. Le projet proposé permettra de mieux caractériser le rôle de certains acteurs clés du système immunitaire dans le déclenchement et l’amplification des réactions allergiques. Cette meilleure compréhension est indispensable pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. À plus long terme, les connaissances acquises dans le cadre de ce projet pourraient contribuer au développement d’approches thérapeutiques innovantes, visant à prévenir ou à mieux contrôler les réactions allergiques, et ainsi à réduire leur impact sur la qualité de vie et la santé des patients.
Procédures
Chaque injection se fera sur animal vigile et sous contention (20 sec), alors que les inhalations (2x par semaine pendant 6 semaines) et les injections intra-dermiques (1x dans le modèle de PCA) se feront sous anesthésie gazeuse, (induction/perte de conscience : 2min ; inhalation 20 sec). Des prélèvements sanguins seront réalisés en sub-mandibulaire sur animal sous anesthésie gazeuse au minimum 1 fois par semaine, avec alternance des joues de prélèvement (induction/perte de conscience : 2min ; prélèvement : 30 sec). Une trachéotomie sera réalisée sous anesthésie générale, après vérification de la profondeur de la narcose et suppression de tout réflexe (10-15min), par du personnel diplomé en « chirurgie de l’animal de laboratoire », en fin de procédure expérimentale et sans réveil possible (procédure sans réveil).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus chez les animaux sont principalement liés aux procédures expérimentales et aux modèles d’allergie utilisés. Les administrations de traitements par injection peuvent entraîner une douleur aiguë de courte durée liée à la piqûre (quelques secondes) ainsi qu’un inconfort transitoire au point d’injection. Des nuisances spécifiques sont attendues en fonction des modèles d’allergie étudiés. Dans le modèle d’asthme allergique, l’exposition aux allergènes par voie respiratoire peut induire une gêne respiratoire transitoire. Dans le modèle d’allergie alimentaire, le gavage peut entraîner un stress de courte durée lié à la contention et à l’administration (environ 20 secondes). Ce modèle peut également provoquer des troubles digestifs (diarrhées, inconfort abdominal). L’induction d’une réaction anaphylactique peut entraîner une baisse transitoire de la température corporelle. Dans le modèle d’anaphylaxie cutanée, une inflammation locale (gonflement de l’oreille) est attendue, pouvant être associée à une sensibilité ou une douleur locale, difficilement quantifiable en l’absence de signes comportementaux marqués. Afin de limiter la douleur et le stress, plusieurs mesures seront mises en place. Les procédures potentiellement les plus invasives ou stressantes (notamment certains prélèvements sanguins et expositions par inhalation) seront réalisées sous anesthésie lorsque cela est compatible avec les objectifs scientifiques. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière permettant de détecter précocement tout signe de souffrance, et des critères d’arrêt seront appliqués si nécessaire.
Devenir
A la fin des procédures, tous les animaux seront mis à mort, afin de réaliser des prélèvements de sang et d’organes pour analyser les cellules et les tissus, notamment grâce à des techniques permettant d’identifier les différents types de cellules et d’observer leur organisation au sein des tissus (comme la cytométrie en flux ou l’histologie).
Remplacement
Bien que des expériences in vitro avec des cellules humaines ou d’animaux sont réalisées au laboratoire, celles-ci expériences in vitro ou méthodes alternitives ne permettent pas de reproduire la réponse systémique d’un organisme complet. Les maladies allergiques sont des maladies multifactorielles complexes dans lesquelles plusieurs organes du corps jouent un rôle important (épithélium, organes lymphoïdes secondaires, système vasculaire…). C’est pourquoi, l’utilisation d’animaux est primordiale afin d’étudier les mécanismes mis en jeu dans les différents modèles allergiques.
Réduction
L'expérience du porteur du projet dans l'analyse de ces divers modèles de pathologies et la présence des données préliminaires nous permet d'anticiper et d'optimiser le nombre d’animaux à analyser dans chaque modèle. Nous utiliserons une moyenne de 4 animaux contrôle versus 4 animaux allergiques de même âge et sexe pour chaque expérience. Pour certaines procédures, chaque souris sera son propre contrôle (une oreille traité vs. une oreille contrôle). Les expériences seront répétées 3 fois de manière indépendante afin d’assurer la validité de nos résultats. En fonction du type d’expérience, du nombre d’échantillons analysés et de la distribution des valeurs, un des tests statistiques suivants sera utilisé :1-way ou 2-way ANOVA, Mann-Whitney ou unpaired 2-tailed Student’s t test.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement et les conditions d'hébergement (enrichissement des cages avec des carrés de ouates, igloos...) seront également surveillées. Lors de leur arrivée dans la zootechnie d’expérimentation, quelle que soit leur origine, le souris auront une phase d’acclimatation dans une pièce séparée sur portoirs ventilés d’au moins cinq jours. Les souris seront hébergées à maximum 5 par cage de 500cm² en portoir ventilé dans un environnement contrôlé. L’enrichissement sera constitué d’une maison en plastique et de frisure de papier kraft pour faire un nid. Une étude rétrospective sera effectuée à la fin de chaque expérience pour déterminer les possibilités de diminution du nombre d'animaux et/ou d'amélioration des procédures pour diminuer la souffrance animale. Bien que des signes de douleur ne semblent pas apparaître dans nos modèles d’allergie, tout animal, présentant une douleur évidente (isolement, baisse importante de l’activité, perte de poids > 10%, pilo-érection et/ou grimace) sera immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
La souris représente le modèle animal le plus utilisé pour étudier la physiopathologie des maladies humaines. En effet, l’élevage de souris est très productif (avec une variation possible en fonction des fonds génétiques étudiés) et nécessite peu de place. Les connaissances et avancées technologiques actuelles permettent de disposer de nombreux modèles sophistiqués. D’ailleurs, la majorité des animaux transgéniques nécessaires à la réalisation de ce projet sont uniquement disponible chez la souris et sous un fond génétique bien contrôlé. Enfin, la physiologie des différents organes chez la souris présente de nombreuses similarités avec celle des organes humains, ce qui permet l’induction de modèles pathologiques mimant les maladies humaines observées chez les patients. Pour la majorité des expériences, les animaux seront utilisés entre 7 et 12 semaines, ce qui correspond à de jeunes adultes qui possèdent un système immunitaire bien développé et mature.
Etude de nouvelles formulations lipidiques pour une vaccination pulmonaire d’ARN messager chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
Pour mettre au point un vaccin à ARN messager administré directement dans les poumons, 880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à modéré. Elles reçoivent le produit par dépôt dans la gorge sous anesthésie, des injections sur animal vigile jusqu'à quatre fois et autant de séances d'imagerie sous anesthésie. Le porteur affirme que la distribution des formulations et leur passage des barrières pulmonaires ne peuvent s'étudier que dans un "organisme vivant". Les retombées annoncées contre les maladies respiratoires et certains cancers restent renvoyées au long terme, quand la mise à mort pour prélever les organes est programmée pour toutes.
Objectifs
L’ARN messager (ARNm) est une molécule naturellement présente dans les cellules, qui sert à la fabrication des protéines. Ces molécules peuvent être utilisées dans certains vaccins, tels que ceux contre la COVID-19, où elles permettent à l’organisme de produire une protéine du pathogène afin de déclencher une réponse immunitaire contre ce dernier. Les formulations lipidiques ont démontré leur intérêt pour des approches de vaccination par leur capacité à protéger l’ARNm et faciliter son entrée dans les cellules du système immunitaire. Toutefois, ces vaccins ARNm actuellement administrés dans le muscle induisent une protection limitée au niveau des poumons, ce qui peut permettre la transmission de pathogènes malgré la vaccination. L’objectif de ce projet est de développer des nouvelles formulations lipidiques permettant une vaccination ARNm via une administration directement au niveau des voies respiratoires, principal site d’entrée de nombreux agents pathogènes, afin de renforcer la réponse immunitaire. Certaines questions essentielles, telles que la distribution des formulations dans l’organisme et leur capacité à franchir les barrières naturelles des poumons, ne peuvent être étudiées que dans un organisme vivant. Des expériences chez la souris sont ainsi nécessaires afin d’identifier la plus efficace pour une administration pulmonaire d’ARNm.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à sélectionner la meilleure formulation lipidique permettant une bonne expression de l’ARNm et un profil de distribution adéquat pour une vaccination pulmonaire. De plus, ce projet permettra de produire des connaissances nouvelles sur l’administration de vaccins à ARNm par voie pulmonaire, afin d’améliorer leur efficacité au niveau des voies respiratoires. Les résultats attendus pourront contribuer, à long terme, au développement de stratégies de prévention mieux adaptées contre les maladies infectieuses respiratoires et certaines pathologies cancéreuses.
Procédures
Une partie des animaux recevront une administration unique par dépôt dans la gorge et aspiration, sous anesthésie générale – durée 5 min. Une autre partie des animaux recevront une administration unique par dépôt dans la gorge et aspiration, sous anesthésie générale – durée 5 min. Les différents groupes recevront une injection réalisée sur animal vigile – durée 1 min, 4 fois maximum. L’imagerie des souris sera réalisée sous anesthésie générale – durée 10 min, 4 fois maximum.
Impact sur les animaux
L’administration peut occasionner une gêne respiratoire passagère, sans conséquence à long terme. Une réaction inflammatoire locale transitoire des voies respiratoires liée à l’administration pulmonaire des formulations ne peut être exclue et fera l’objet d’une surveillance. Les injections répétées peuvent induire un stress léger et transitoire lié à la contention et à l’injection. Les anesthésies générales de courte durée nécessaires au suivi par imagerie, lorsqu’elles sont répétées, peuvent induire du stress, ainsi que des effets secondaires légers tels qu'une hypothermie transitoire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour étudier l’effet du traitement et analyser son impact sur les organes.
Remplacement
Des tests cellulaires seront effectués au préalable pour sélectionner les formulations lipidiques prometteuses. Cette première sélection permettra de ne tester chez l’animal que les formulations optimales. L’utilisation de souris est nécessaire pour ce projet car elle constitue un organisme modèle fiable pour évaluer la vaccination dans un système biologique complet Il n’existe actuellement aucune alternative capable de reproduire la complexité d’un organisme vivant.
Réduction
Les expériences ont été consciencieusement pensées et élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants. Ce nombre a été déterminé à l’aide d’une approche statistique. Pour l’analyse a posteriori des résultats, des tests statistiques seront utilisés. L’utilisation de l'imagerie nous permet de réduire le nombre d'animaux.
Raffinement
L’administration et les examens d’imagerie seront réalisés sous anesthésie générale. Après l’anesthésie, la souris sera placée dans une cage thermostatée le temps du réveil et de la récupération interventionnelle et post-examen d’imagerie. Des antalgiques sont prévus si l’animal présente un signe de souffrance. Enfin, des points-limites généraux avec l’établissement d’une grille d’évaluation regroupant les critères relatifs au bien-être tout le long de l’étude ont été établis. Une attention particulière sera portée aux conditions d’hébergement des animaux.
Choix des espèces
La souris adulte, c’est-à-dire de 7 semaines, constitue un modèle pertinent pour l’étude de la délivrance pulmonaire d’ARNm en raison de la similitude de l’organisation des voies aériennes et de la présence de mécanismes de sécrétion de mucus et de clairance mucociliaire fonctionnels et comparables. Cette espèce est largement utilisée et validée dans la littérature pour l’administration pulmonaire par aspiration oropharyngée et l’évaluation de formulations lipidiques.
Impact du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né face à une infection respiratoire virale dans un modèle de primate non-humain.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
322 macaques à longue queue vont être utilisés pour étudier la réponse immunitaire du nouveau-né à une infection respiratoire, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Les adultes subissent jusqu'à dix-sept anesthésies, vingt-trois prélèvements sanguins et des lavages broncho-alvéolaires, tandis que tous les nouveau-nés sont tués, parfois jusqu'à l'âge de trois ans, pour prélever leurs organes. Une partie des adultes, 214 individus, est gardée en vie et réutilisée après contrôle de leur état de santé. Le porteur qualifie le recours au primate d'"indispensable", aucun modèle in vitro ne reproduisant selon lui les interactions étudiées.
Objectifs
L’objectif du projet est d’explorer le rôle du microbiote dans l’immunité à la naissance, et d’anticiper les effets délétères causés par son altération (dysbiose) précoce, notamment face à des infections respiratoires virales chez l’enfant. Le système immunitaire est immature à la naissance et se développe au cours des premières années par interaction avec l’environnement. Le microbiote intestinal, soit l’ensemble des micro-organismes peuplant nos intestins, est acquis principalement lors de l’accouchement par voie basse puis via l’allaitement. Il interagit avec le système immunitaire via la production de métabolites et module les composés produits par les cellules immunitaires hôte. Le microbiote, indispensable au rôle de barrière des muqueuses et à l’apprentissage de l’immunité locale, régule la reconnaissance des pathogènes et assure le bon fonctionnement du tissu. La littérature montre qu’une dysbiose altère la capacité du système immunitaire à répondre à une infection. Or, le microbiote peut être fragilisé par l’utilisation d’antibiotiques, pratique fréquente en pédiatrie. Malgré sa reconstitution, les conséquences à court et long terme de cette perturbation passagère restent mal comprises. Notre hypothèse est qu’une telle altération chez le nouveau-né contribue à la sévérité de certaines maladies respiratoires de la petite enfance. La compréhension du rôle du microbiote est donc déterminante pour envisager des stratégies thérapeutiques adaptées. Ce projet vise le virus respiratoire syncytial (VRS), principal agent responsable des bronchiolites aiguës chez l’enfant, dont les symptômes peuvent être très sévères. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du microbiote sur la réponse immunitaire à une infection virale chez le primate non-humain nouveau-né. Une procédure préliminaire sera menée chez des macaques juvéniles et adultes afin d’évaluer la quantité et la présence dans l’organisme des différents antibiotiques utilisés en pédiatrie. Une phase pilote sera ensuite réalisée chez des macaques juvéniles et adultes pour mettre au point le modèle d’infection par le VRS afin de limiter les études préliminaires chez les nouveau-nés. Puis nous comparerons des microbiotes altérés ou non par une antibiothérapie dans les premiers jours de vie. Enfin, des stratégies thérapeutiques fondées sur la vaccination maternelle ou sur une intervention néonatale (vaccinale ou probiotique) seront évaluées.
Bénéfices attendus
Ces travaux sur le primate non-humain permettront d’approfondir les connaissances en immunité pédiatrique actuellement limitées chez le nouveau-né humain pour des raisons évidentes d’éthique, mais également de difficulté d’accès aux différents compartiments (sang, muqueuses, moelle, poumons) et de volume disponible pour les échantillons. Le bénéfice attendu dans un premier temps est une meilleure compréhension des interactions et des mécanismes régulateurs entre système immunitaire et microbiote au cours des premiers temps de vie d’un nouveau-né. C’est au cours de cette période que se façonne la capacité du système immunitaire à réagir à une infection virale ainsi que sa mémoire immunitaire. En analysant ensuite l’impact d’un microbiote intacte ou altéré sur la réponse immunitaire à une infection, nous espérons pouvoir anticiper les effets délétères causés par un déséquilibre du microbiote (dysbiose) précoce. Enfin, l’exploration de stratégies préventives (vaccination maternelle ou administration néonatale de vaccin ou de probiotiques), permettra d’envisager l’ajustement de la prévention et le traitement des nouveau-nés. Au-delà des connaissances fondamentales attendues, ce projet vise également des applications pour la santé humaine. La collaboration avec les pédiatres a pour objectif de transposer ces résultats à l’amélioration des stratégies thérapeutiques lors des dysbioses précoces et à la prévention et la maitrise des infections respiratoires chez les enfants en clinique.
Procédures
Adultes pour pharmacocinétique : - Anesthésie : 17/animal (entre 30 min et1h) - Traitement antibiotique : 1 administration/jour (10min) jusqu’à 7 jours max/animal. - Prélèvements sanguins : 23/animal (5 min). - Écouvillonnages mucosaux : 9/animal (5 min). - Urines : 10/animal (récupération dans la cage sans intervention sur l’animal) - Imagerie in vivo : jusqu’à 6 sessions/animal (durée < 1 h). - Lavage broncho-alvéolaire (LBA) : 3 prélèvements (20 min). Juvéniles et adultes : - Anesthésie : 11/animal (30min à 1h) - Prélèvement de sang : 10/animal (5 min) - Ecouvillonnage des muqueuses : jusqu’à 10 fois par animal (5 min). - LBA : 5 max (20 min) - Exposition virale : 1 exposition, 30 min - Implantation d’une puce de suivi de la température : 1 fois, 30 min - Imagerie in vivo : 4 sessions max (< 1 h). - Suivi de la respiration : 3/animal (10 min) - Hébergement individuel : 1 fois, 4 semaines max Mères : - Anesthésie : jusqu’à 40/ animal (30 min-1h) - Echographies : 2-3 fois (intervalle 1 mois entre, 30 min) - Prélèvement de sang : Jusqu’à 25 fois en moyenne/animal (durée 5 min) - Ecouvillonnage des muqueuses : Jusqu’à 25 fois en moyenne (5min) - Lait maternel : 25 collectes (10 min) - LBA : Jusqu’à 7 lavages (20min) - Ponction de moelle osseuse : 5 ponctions (20 min) - Vaccination : 1 injection au cours de la gestation (5min) Nouveau-nés : - Anesthésie : jusqu’à 45/animal (15 et 30min) - Prélèvement de sang : jusqu’à 45/animal (5min par prélèvement) - Ecouvillonnage des muqueuses : jusqu’à 45/animal (5min) - LBA : jusqu’à 17 lavages (20min) - Ponction de moelle osseuse : jusqu’à 10 (20min) - Exposition virale : 1 exposition (30min) - Traitement antibiotique ou probiotique : 1 administration/jour pendant 1 à 4 semaines (20min) - Imagerie in vivo : 3 sessions (< 1 h)Euthanasie en fin d’étude
Impact sur les animaux
Nous distinguons les effets de l’expérimentation des effets liés aux infections et traitements. Chez les nouveau-nés, les juvéniles et les adultes, l’infection par le VRS entraîne, d’après la littérature, des formes le plus souvent asymptomatiques, légères ou modérées. Des symptômes pourront être relevés (fièvre, baisse d’activité, lésions pulmonaires) mais sont transitoires et résolus en moyenne après deux semaines. La vaccination maternelle et néonatale pourrait être associée à une réaction locale au site d’injection qui serait transitoire, avec rougeur et gonflement, résolue en quelques jours. Enfin l’administration de probiotiques par voie orale se fera autant que possible par succion et non par gavage, en respectant les volumes préconisés. Nous devons maîtriser la fréquence et la durée des interventions lors des premiers jours de vie afin de ne pas interférer avec la croissance du nouveau-né ni impacter la relation mère/nouveau-né. La fréquence et la durée des interventions lors des premiers jours de vie, sous anesthésie ou vigiles, peuvent engendrer une hypothermie transitoire, un stress, interférer avec la croissance du nouveau-né ou impacter la relation mère/nouveau-né voire un risque de rejet. De même, le sevrage peut entraîner un stress lié à la séparation avec la mère. Les prélèvements de sang répétés peuvent engendrer des perturbations transitoires du profil hématologique. Ce projet repose sur notre expérience passée qui a démontré que nous pouvons suivre un schéma expérimental tel que celui décrit, sans impacter la croissance des nouveau-nés ni la relation avec les mères.
Devenir
Les juvéniles et les adultes seront gardés en vie à la fin de l’étude pilote et réutilisés une fois que l’état sanitaire des animaux aura été vérifié. Tous les nouveau-nés primates non-humains seront euthanasiés, jusqu’à l’âge de 3 ans, pour accéder aux organes et ainsi à l’analyse fine des différents compartiments d’intérêt (charge virale, populations immunitaires, microbiote, métabolites, histologie…). Les femelles primates non-humains seront sorties du projet un mois après le sevrage et pourront être réutilisées sur avis vétérinaire. Elles servent de contrôle des différents systèmes matures et adultes, mais il n’est pas nécessaire d’accéder aux tissus, nos données de laboratoire seront utilisées si nécessaire.
Remplacement
Ce projet nécessite l’étude du système immunitaire et du microbiote en fonctionnement, et ces systèmes intégrés et leurs interactions ne peuvent pas être reproduits in vitro. De même, reproduire in vitro des symptômes dans le cadre d’une pathologie respiratoire n’est pas possible. Le recours à l’animal reste donc indispensable. Nous utiliserons un modèle de primate non humain, le macaque cynomolgus, pour sa proximité phylogénétique avec l’humain : il présente une forte homologie au niveau des acteurs et de l’organisation de la réponse immunitaire et vaccinale mais aussi de la composition microbiotique, contrairement à ce que l’on peut retrouver chez d’autres modèles animaux. Ce modèle, sensible à l’infection par le virus étudié, fera l’objet d’une phase pilote préalable destinée à optimiser les conditions expérimentales et à valider leur pertinence biologique dans ce contexte.
Réduction
Le nombre d’animaux a été ajusté au strict minimum nécessaire pour permettre l’interprétation des effets des conditions expérimentales, tout en tenant compte de la variabilité interindividuelle. Pour les études de pharmacocinétique et de mise au point du modèle juvénile/adulte d’infection, la réduction est obtenue par une évaluation séquentielle des conditions, avec des groupes de 2 animaux pour chaque combinaison testée. Cette approche permet d’écarter rapidement les conditions non pertinentes sans multiplier les groupes. Deux animaux supplémentaires ne seront ajoutés que pour la combinaison ayant montré les résultats les plus concluants, afin de confirmer les observations. Pour l’étude sur le modèle d’infection néonatale, l’effectif est limité à six animaux par groupe, correspondant au minimum requis pour l’analyse prévue. Les paramètres expérimentaux appliqués aux nouveau-nés sont ceux ajustés au cours de la phase préliminaire incluse dans ce projet, évitant ainsi toute répétition d’essais exploratoires à ce stade.
Raffinement
Les animaux seront suivis tous les jours avec une attention particulière pendant les deux premières semaines de vie. Des grilles d’évaluation permettront de suivre et détecter tout écart au bien-être animal. En cas d’atteinte d’un point limite, des mesures seront prises (arrêt des interventions, traitement, sortie d’étude), selon avis du vétérinaire et de la structure du bien-être animal. Également, en cas d’apparition de douleurs ou de signes cliniques liés aux prélèvements ou à l’infection, un traitement symptomatique pourra être mis en place. L’unité minimale d’hébergement des animaux sera le couple mère/enfant qui ne sera séparé qu’au-delà de l’âge minimal réglementaire (8 mois) de sevrage pour cette espèce afin de reformer de nouveaux groupes. Dans l’ensemble, le groupe social multifemelles et multi-nouveau-nés sera favorisé au maximum. Toute intervention sera faite sous anesthésie générale réversible pour permettre un réveil rapide des animaux, avec une anesthésie non systématique du nouveau-né lors des premières semaines de vie, lorsque la balance bénéfice/risque n’est pas favorable (risques d’hypothermie ou de rejet maternel trop importants) par rapport au temps nécessaire pour l’intervention. Enfin, toutes les techniques et analyses ont été miniaturisées pour la procédure chez les nouveau-nés, afin de réduire les volumes de sang nécessaires à prélever.
Choix des espèces
Ce projet a pour objectif final d’évaluer l’impact d’une perturbation du microbiote d’un nouveau-né sur sa réponse immunitaire à une infection respiratoire, et ainsi évaluer le bénéfice de certains traitements ou vaccins sur les effets délétères liés à cette perturbation. Seuls les primates non-humains présentent des caractéristiques anatomiques, physiologiques et immunologiques, en termes de réponse immunitaire et vaccinale, suffisamment proches de l’humain pour permettre une étude pertinente de ces phénomènes. Nous avons choisi le macaque cynomolgus, qui a déjà été modèle d’infection pour nos virus d’intérêt dans des études scientifiques, et chez qui les techniques et outils d’exploration du système immunitaire et du microbiote sont disponibles et maitrisés. L’étude pharmacocinétique de molécules telles que les antibiotiques, ne nécessite pas d’être faite chez le juvénile ou le nouveau-né et se fera sur l’adulte car leur maturité physiologique permet une caractérisation stable et reproductible des profils d’exposition, ce qui facilite l’optimisation des doses et des modalités d’administration avant leur transposition aux animaux plus jeunes. Des animaux juvéniles et adultes sont également mobilisés pour la mise au point et la validation du modèle d’infection par le RSV, les juvéniles présentant un système immunitaire encore en développement, plus proche de celui des nouveau-nés que celui des adultes, tout en permettant des investigations expérimentales plus robustes et moins contraignantes. Cette étape est nécessaire pour établir les conditions d’infection, évaluer la pertinence immunologique du modèle et sécuriser son transfert ultérieur aux stades néonataux. Enfin, notre étude, qui s’intéresse à des développements in utero et néonataux, nécessite d’avoir accès à des femelles gestantes et aux nouveau-nés issus de ces gestations.