Troubles gastrointestinaux

Toutes tuées pour que leurs organes soient prélevés et analysés, 100 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Infectées par Helicobacter pylori, elles subissent un gavage par jour pendant trois jours puis deux par jour pendant sept jours, sur animal vigile. Le porteur annonce une possible perte de poids liée au stress du gavage et à l'infection, et ne décrit aucun autre effet. Il indique que l'activité antibactérienne du composé a déjà été montrée en culture, et juge les expériences chez la souris "indispensables" pour confirmer sa biodisponibilité dans la muqueuse gastrique.

Objectifs

Le cancer gastrique est actuellement la 4e cause de mortalité par cancer dans le monde. L’infection chronique par Helicobacter pylori est considérée comme étant responsable d'une grande majorité des cancers de l'estomac. L’objectif est de montrer l’efficacité anti bactérienne contre Helicobacter pylori du composé développé par notre collaborateur.

Bénéfices attendus

L’objectif à terme est de développer un nouveau médicament pour le traitement de l’infection à H. pylori.

Procédures

Gavage : animaux vigiles, 1 fois par jour pendant 3 jours puis 2 fois par jour pendant 7 jours. Le gavage dure moins d'une 1 minute.

Impact sur les animaux

Possible perte de poids liée au stress du gavage 2 fois par jour et à l’infection à H. pylori.

Devenir

Les souris seront euthanasiées afin que leurs organes soient prélevés et analysés.

Remplacement

L’effet antibactérien du composé sur Helicobacter pylori a été montré in vitro par nos collaborateurs. Des expérimentations chez la souris avec ce composé sont indispensables afin de confirmer sa biodisponibilité et son activité in vivo dans la muqueuse gastrique, éléments qui ne peuvent pas être modélisés in vitro.

Réduction

Le modèle d’infection à H. pylori est connu et maitrisé. Sur les échantillons prélevés nous prévoyons de réaliser des études statistiques ; pour cela, d’après les publications précédentes de l’équipe et d’après la littérature scientifique sur ces modèles murins d’infection par H. pylori qui présentent une certaine hétérogénéité de réponse entre animaux, des groupes de 10 animaux par condition expérimentale sont requis. Une application permettant de déterminer le nombre d’animaux optimal a été utilisé.

Raffinement

Les souris sont hébergées en groupes sociaux avec un enrichissement du milieu (nids de litière et maisonnettes en polycarbonate). Les souris seront suivies quotidiennement par le personnel de l’animalerie ainsi que par les expérimentateurs en suivant des critères bien définis. En cas de souffrance des mesures conservatoires seront mises en place pour soulager l'animal. Si l'état de l'animal ne s'améliore pas alors il sera mis à mort.

Choix des espèces

Le modèle d’infection à H. pylori a été mis au point chez la souris et est parfaitement maitrisé. Les souris seront utilisées à un âge de 6 semaines car c’est l'âge optimal pour permettre une infection à H. pylori. Après ce stade l’infection ne se met pas en place.

Une dissection de la sous-muqueuse de l'œsophage provoque une sténose, donc une gêne à avaler et un risque de vomissements, auxquels s'ajoutent la perforation et la péritonite liées à la pose d'une prothèse. 40 cochons vont être utilisés dans ces procédures classées à un niveau de souffrance modéré, chacun subissant de deux à cinq interventions sous anesthésie générale, de vingt minutes à deux heures, suivies chaque fois de 24 heures à jeun. Le porteur écarte l'idée de pratiquer deux procédures sur le même animal, au motif que la sévérité serait alors "trop importante" pour maintenir un niveau de bien-être suffisant. Tous sont tués en fin de protocole pour examiner à l'œil nu les zones traitées.

Objectifs

La cicatrisation après une résection endoscopique peut aboutir à la formation d’une sténose dans environ 15% des cas et jusqu’à 90% lorsque la dissection fait plus des ¾ de la circonférence le risque de sténose est de 90%. Pour prévenir cette sténose, l’application de corticoïdes locaux afin de diminuer le processus inflammatoire est utilisée et diminue le risque de sténose entre 12-30% en cas de dissection de plus de 75%. Des dilatations endoscopiques peuvent également être effectuées avec néanmoins un risque de sténose dans les suites de la dissection estimé à 59% des cas. En cas de sténose des dilatations itératives sont nécessaires (jusqu’à 30 séances) et non dénuées de risque (perforation). La mise en place systématique d’un stent dans la sous muqueuse pour créer une nouvelle lumière digestive est une technique encore non évaluée mais qui pourrait permettre d’éviter une sténose en créant un nouveau chenal. Enfin, ce processus sténosant pourrait être détourné pour traiter des fistules ou encore fermer des orifices naturels pour modifier l’anatomie notamment à des fins bariatriques. Nous souhaitons donc évaluer plusieurs nouvelles procédures utilisant ce processus de cicatrisation excessive entrainant une sténose après dissection circonférentielle de la sous-muqueuse sur des modèles animaux. Nous proposons ainsi 3 procédures : 1) En créant une sténose par dissection sous muqueuse endoscopique puis en traitant ces sténoses en évaluant si la sous-muqueuse profonde de l'œsophage pourrait être utilisée comme tunnel pour placer un stent sous-muqueux afin de créer une nouvelle lumière œsophagienne qui permettrait le passage de l’endoscope. 2) Pour fermer le pylore en même temps que l'anastomose guidée simulant ainsi un by-pass gastrique 3) Pour fermer les fistules recto-vésicales Ce projet permettra également une évaluation à court terme de l’efficacité des techniques sus-cité par la possibilité d’une reprise alimentaire des porcs après la réalisation du tunnel oesophagien et de la gastroentéroanastomose , et par l’absence de récidive de fistule qui se manifesterait par la présence d’une fécalurie au décours de l’intervention numéro 3.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’apporter des preuves sur l’efficacité d’un traitement endoscopique pour : 1) La prévention des sténoses œsophagiennes post dissection sous muqueuse. En effet, actuellement les dissections cicronférentielles de l’œsophage entrainent de nombreuses complications et sont un frein à cette technique endoscopique en faveur d’une chirurgie plus morbide. La preuve d’une prévention de la sténose par pose d’une prothèse oesophagienne systématique sur modèle animal permettra de proposer une étude de faisabilité chez l’homme. 2) La réalisation de By-pass par voie endoscopique. En cas de succès de la technique sur modèle animal, une étude pilote chez l’homme pourra être proposé au patient souffrant d’obésité morbide et ne pouvant subir une intervention chirurgicale lourde du fait de leur trop nombreuses co-morbidités. 3) La fermeture des fistules par technique endoscopique combinée (dissection et clip). Nous avons déjà apporté quelques cas humain de l’efficacité de la technique, néanmoins des données plus robuste sont nécessaire. Une validation préalable sur animal est nécessaire avant de pouvoir diffuser la technique sur le sujet humain

Procédures

Procédure 1 : les animaux auront de 3 à 5 interventions, sous anesthésie générale, dont procédure chirurgicale de dissection sous muqueuse (durée : 1-2h) , avec pour la moitié une pose de prothèse lors de cette intervention. La pose de prothèse peut également être faite en cas d’apparition d’une sténose avec nouvelle anesthésie générale pour les animaux n’ayant pas eu de prothèse initiale. Les autres interventions sont des évaluations endoscopiques (durée : 30-45min). La dernière anesthésie générale est celle pour l’euthanasie(durée : 30-45min). Procédure 2 : les animaux qui suivent cette procédure auront 1 intervention sous anesthésie générale par voie endoscopique (durée : 1-2h) et une réévaluation endoscopie avant mise à mort (durée 30-45min). Procédure 3 : Les animaux subiront 4 interventions sous anesthésie générale : 1 création de fistule (durée 45min-1h30), 1 intervention pour le retrait de la prothèse (45min-1h), un procédure de dissection sous-muqueuse (durée 1-2h) et une réévaluation endoscopique avant mise à mort (durée 30-45min)

Impact sur les animaux

Les animaux devront rester à jeun les 24 heures qui suivent les différentes interventions. Procédure 1 : Du fait de la dissection sous muqueuse de l’œsophage, les animaux vont développer une sténose œsophagienne qui va entrainer une dysphagie avec un risque de diminution de la prise alimentaire voir de vomissement en cas de sténose complète (occlusion haute). Les complications inhérentes au geste sont dominées par la perforation œsophagienne per endoscopique, et la migration de la prothèse œsophagienne pouvant entrainer une perforation et une péritonite. Ils pourront avoir une alimentation liquide après 24 heures de jeune, en l’absence de vomissement après 24 heures d’alimentation liquide, une alimentation moulinée pourra être proposée progressivement sur 48 heures. Procédure 2 : Les nuisances peuvent être la perforation, la migration de la prothèse d’apposition pouvant entrainer une perforation et une péritonite. Après les 24 heures de jeun, une reprise alimentaire progressive sera entreprise, avec à J1 une alimentation liquide, puis à J2 une alimentation mixée et à J3 une alimentation normale. Procédure 3 : Les complications de cette technique sont : la perforation, la migration de la prothèse d’apposition pouvant entrainer une perforation et une péritonite. Il existe également un risque d’infection urinaire. Après les 24 heures de jeun, une alimentation normale pourra être reprise.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure à des fins d’analyse macroscopique des zones traitées

Remplacement

l’utilisation de l’animal est indispensable car aucun modèle n’est en mesure de reproduire les difficultés techniques retrouvées in vivo (mouvements de l’intestin, de l’anse jéjunale par rapport à l’estomac, mouvements respiratoires) dont la maîtrise est primordiale dans la réussite de ces techniques. Par ailleurs, le processus sténotique/fibrosant ne peut être évalué sur simulateur virtuels /mécanique ou modèle ex vivo puisque ce phénomène nécessite l’activation d’un processus cellulaire inflammatoire non reproductible en laboratoire à l’heure actuelle.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit à 5 par groupe pour chaque groupe afin de réduire le nombre d’animaux. Chaque procédure pourra être répétée au besoin une fois. Dans l'objectif de réduire le nombre d'animaux, la possibilité d'effectuer plusieurs procédures différentes sur le même animal a été étudiée. Cependant, le fait de pratiquer 2 procédures ou plus sur le même animal serait selon nous d'un niveau de sévérité trop important pour maintenir un niveau de bien-être suffisant de l'animal.

Raffinement

Les animaux seront récupérés a minima 5 jours avant l’intervention et logés dans une animalerie adaptée avec enrichissement du milieu permettant une prise en charge adéquate avec les règles du bien-être animal. La procédure est réalisée sous anesthésie générale ; des règles d’euthanasie strictes en cas de signe de souffrance identifiée pendant la procédure ont été stipulées. Une surveillance particulière sera effectuée sur les animaux en post-opératoire avec le suivi notamment de l’alimentation pour être en mesure de détecter au plus tôt la présence de sténose œsophagienne (surveillance toutes les 6-8 heures sur la période à risque). Le risque d’infection urinaire était présent dans les procédures de fistules, ce point sera particulièrement suivi, et un traitement antibiotique sera mise en place de manière préventive.

Choix des espèces

Les simulateurs virtuels et mécaniques ont démontré leur efficacité pour réduire l’utilisation du modèle animal pour l’apprentissage de l’écho-endoscopie diagnostique et de la ponction sous écho-endoscopie. Les modèles ex-vivo ont démontré eux leur utilité pour l’apprentissage du drainage des collections pancréatiques en suturant sur les faces postérieures et antérieures de l’estomac des morceaux d’intestin de porc remplies de gel d’échographie. A l’heure actuelle, aucun modèle n’existe permettant de remplacer le modèle animal vivant anesthésié. Effectivement, aucun modèle ex-vivo combinant l’estomac et l’intestin grêle jusqu’à l’angle de TREITZ n’est disponible et de plus la difficulté technique est basée sur une combinaison des mouvements péristaltiques de l’intestin grêle, une mobilité de l’anse jéjunale par rapport à l’estomac et les mouvements digestifs liés aux mouvements respiratoires. Ces difficultés techniques ne peuvent à l’heure actuelle être appréhendées uniquement sur un modèle animal vivant anesthésié. Par ailleurs le processus sténotique/fibrosant ne peut être évalué sur simulateur virtuels /mécanique ou modèle ex vivo puisque ce phénomène nécessite l’activation d’un processus cellulaire inflammatoire non reproductible en laboratoire à l’heure actuelle.

Des souris immunodéficientes reçoivent des injections de composés qui tuent les cellules de leur foie, puis une greffe de cellules hépatiques humaines ou d'implants, avec un risque d'hémorragie accru quand l'injection passe par la veine porte. 7950 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, où des candidats médicaments contre des infections virales, le cancer du foie ou des maladies métaboliques sont administrés par voie respiratoire, orale ou injectable. Le porteur indique que l'humanisation n'aboutit que dans environ 50 % des cas, écrit que le nombre de souris par étude sera "réduit au maximum", et précise que le total a été fixé en anticipant une croissance chaque année, "en accord avec le plan commercial". 200 souris pourront être réutilisées dans d'autres projets de l'établissement, dont un projet de formation interne aux gestes techniques, les autres étant tuées parce qu'elles ne recouvreront pas leur état de santé, selon le porteur.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de caractériser la toxicité et l'efficacité de candidats médicaments visant par exemple à guérir les infections virales, le cancer du foie ou des maladies métaboliques, ou encore des traitements indiqués en cas d'insuffisance hépatique. Pour ce faire nous utiliserons des souris au foie humanisé permettant de recréer un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. Le protocole consiste à remplacer les cellules hépatiques de souris par des cellules hépatiques humaines. Les cellules hépatiques humaines pourront ensuite par exemple être infectées par des virus humains spécifiques et le métabolisme du foie humain pourra être reproduit dans une espèce facilement manipulable, plus acceptable éthiquement que les primates non-humains.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de recréer, dans la souris, un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. De plus les cellules hépatiques humaines pourront être infectées par des virus humains spécifiques et le métabolisme du foie humain pourra être reproduit dans une espèce facilement manipulable, plus acceptable éthiquement que les primates non-humains et bien caractérisée au niveau génétique. Les propriétés génétiques de la souche immunodéficiente pourront également être exploitées pour l’étude de l'insuffisance hépatique.

Procédures

1 ou plusieurs injection(s) de composé(s) induisant la mort des hépatocytes. Chaque injection dure entre 10 et 15 secondes. Injection SC d’analgésique : moins d’une minute. Greffe des cellules ou implants thérapeutiques : entre 5 et 30 minutes. En parallèle, des candidats médicaments seront administrés par voie respiratoire, orale ou injectable pour évaluer leurs activités thérapeutiques. Pour les prélèvements sanguins, les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids de l’animal selon un schéma établi et une limite fixée. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole d’étude et sera contrôlée par un vétérinaire.

Impact sur les animaux

Des nuisances peuvent être induites par la ou les injection(s) de composé induisant la mort des hépatocytes, les risques inhérents à tout acte chirurgical, la greffe des cellules, une gêne au niveau du transit intestinal liée au déplacement des viscères dans les heures suivant l’injection d’hépatocytes via la veine porte, le risque hémorragique accru pour l’injection d’hépatocytes via la veine porte, l’administration de traitements, la greffe d’implants thérapeutiques (patchs ou autres), l’induction des maladies, les effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques et/ou les prélèvements sanguins. Cette douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

Dans le cadre d’une utilisation continue, les animaux issus de ce projet et ayant subit une humanisation pourront être utilisés dans d’autres projets autorisés par le MESRI dans l’établissement utilisateur. Des souris pourront être utilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris », sous réserve d’un avis vétérinaire favorable. Sinon, les animaux sont euthanasiés car ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général.

Remplacement

Il n'existe à ce jour, aucune alternative performante capable de prédire l'activité/toxicité d'un candidat médicament agissant sur le foie, qui présente une architecture et un fonctionnement complexes qui ne peuvent être reproduits in vitro ou chez d'autres animaux (zébrafish, drosophiles, ...). La souris au foie humanisée constitue donc un modèle scientifiquement valide et pertinent pour le développement et la mise au point de traitements innovants visant à lutter contre les pathologies hépatiques, telles que les maladies virales ou métaboliques, les insuffisances hépatiques et le cancer chez l’humain.

Réduction

Un total de 7950 souris seront utilisées, couvrant une période 5 ans et permettant de réaliser par exemple 78 études précliniques de 50 souris sachant que le processus d’humanisation n’est efficient qu’à environ 50%. Ce nombre a été déterminé sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum en se basant sur des tests statistiques adaptés aux effets attendus de la série et sur base des données historiques collectées par l’entreprise. De plus, 150 souris seront utilisées dans le cadre de l’implantation du patch correspondant à une étude pilote de 5 souris et une première étude de 145 souris pour la mise en place du modèle d’insuffisance hépatique et l’évaluation de l’efficacité du patch. L’humanisation du foie des souris via injection d’hépatocytes dans la veine porte est une mesure de réduction par l’amélioration attendue de la réussite de la greffe (autour de 50% pour l’injection splénique d’hépatocytes (PE1)) et donc l’utilisation de moins d’animaux.

Raffinement

En début d'étude et tout en respectant la réglementation en vigueur, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables composés de 5 individus. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum sauf si le protocole d’étude nécessite un jeûne de nourriture. La durée de ce jeûne ne pourra dépasser 12 heures par semaine avec un maximum de 6h consécutives. L’eau ne sera jamais retirée des cages. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux. La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : par exemple morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. Les souris seront hébergées dans une atmosphère disposant d’un cycle lumière-obscurité, d’une température et d’une hygrométrie contrôlés en permanence. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle de scores appliquée dès le premier geste invasif. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur s’il/elle le juge nécessaire. Concernant les prélèvements sanguins, les fréquences sont limitées et définies dans le protocole d’étude. Les animaux n’attendront pas dans la salle d’euthanasie. Une salle d’attente est prévue à cet effet. Lorsqu’un animal rentre en salle d’euthanasie, il doit être immédiatement euthanasié. Les points limites conduisant à une euthanasie seront fonction du score clinique et de la perte de poids.

Choix des espèces

90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement du gène de la souris par son équivalent humain permet la création de lignées humanisées. De plus, la souche immunodéficiente présente une mutation génétique permettant d’induire la mort sélective des hépatocytes murins. Cela permet non seulement de greffer des hépatocytes humains en vue d’humaniser le foie, mais également d’évaluer des solutions thérapeutiques indiquées dans le cas de défaillance hépatique. L'humanisation du foie se déroulera sur des animaux âgés de 5 à 10 semaines. Il a été décrit que travailler avec des animaux jeunes permet une meilleure prise de greffe. Par ailleurs, la taille de la rate étant, proportionnellement, supérieure, la transplantation des cellules sera facilitée. Les pathologies hépatiques pourront être induites sur les animaux humanisés ou non.

Toutes tuées en fin de procédure pour que soient prélevés les segments de leur tube digestif, 280 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont suivies pendant près de six semaines, reçoivent jusqu'à vingt gavages oro-gastriques pour être infectées par Clostridioides difficile puis réinfectées et traitées aux antibiotiques deux fois par jour pendant huit jours, subissent deux injections dans l'abdomen et deux prélèvements de sang par la joue sous anesthésie. L'infection provoque des diarrhées et une perte de poids que le porteur qualifie de légère à modérée et spontanément résolutive en deux à trois jours. Le recours exclusif à des femelles est justifié non par la biologie de l'infection mais par la "nécessité" de cohérence avec les essais antérieurs de l'équipe.

Objectifs

Clostridioides difficile est une bactérie capable de coloniser le microbiote digestif après sa perturbation par des antibiotiques (ATB). Une fois implanté dans le tube digestif, cette bactérie va provoquer une diarrhée sous l’action des toxines qu’elle produit. Les infections à C. difficile (ICD) sont caractérisées par un taux important de récidive (25% des cas), parfois multiples et particulièrement invalidantes pour les patients malgré un traitement antibiotique bien conduit. A ce jour, les déterminants conduisant à la récidive sont encore mal connus. Plusieurs hypothèses non exclusives ont été avancées pour expliquer leur survenue notamment 1) la persistance de la perturbation du microbiote induite initialement par les antibiotiques, voire la perturbation additionnelle induite par les antibiotiques utilisés dans le traitement des ICD ; 2) une réponse immune non efficace pour neutraliser l’action des toxines produites par la bactérie ; 3) la persistance de la bactérie sous sa forme sporulée (forme de résistance non sensible à l’action des antibiotiques) ou sa survie dans des niches écologiques digestives non accessibles aux antibiotiques. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet a pour objectif de mieux comprendre le processus de colonisation digestive et les déterminants favorisant une disparaition complète de la bactérie du tube digestif ou au contraire la récidive et notamment la rechute à partir de bactéries persistantes dans le tractus digestif sous une forme ou dans une niche écologique particulière à identifier

Bénéfices attendus

Les données qui seront obtenues au cours de ce projet permettront de mieux comprendre le mode de survie de C. difficile au sein du tractus digestif (forme et localisation) permettant la récidive de l'infection et d'identifier des espèces bactériennes associées à la colonisation et à la décolonisation digestive de C. difficile. Elle permettra également de préciser la cinétique de mise en place d'une réponse immune efficace avec la prodcution d'anticorps neutralisant l'action des toxines et son rôle dans le processus de protection de l'hôte contre l'action des toxines produites par la bactérie. Ces données sont essentielles pour identifier et construire les bases de nouvelles stratégies de prévention de traitement des ICD complémentaires aux antibiotiques et limiter le risque de récidive que ce soit par l'utilisation de probiotiques de nouvelles génération et/ou de stratégies d'immunisation notamment la vaccination.

Procédures

Les animaux seront suivis tous les jours longitudinalement pendant près de 6 semaines. Au cours de cette période, ils seront soumis à 2 injections intrapéritonéales sous anesthésie locale du point d’injection (durée de l'IP 30 secondes à 1 minute), à des gavages oro-gastriques (de 1 à 20 selon les procédures) pour l’infection et la réinfection et l'administration biquotidienne des traitements antibiotiques pendant 8 jours (durée du gavage 30 secondes à 1 minute). Il sera également réalisé des prélèvements quotidiens de selles, à 2 prélèvements de sang par voie submandibulaire sous anesthésie générale (durée 2 à 3 minutes).

Impact sur les animaux

Le poinçonnage aux oreilles peut provoquer une douleur légère de courte durée. Les piqures d’aiguille pour les injections intrapéritonéales peuvent provoquer une douleur légère de courte durée. Les gavages orogastriques des animaux pour d’une part pour provoquer une infection digestive et d’autre part pour l’administration par voie orale des antibiotiques du traitement de l’infection peuvent provoquer un stress durant le geste dont la durée est courte. L’infection digestive par C. difficile peut provoquer chez les animaux infectés des signes digestifs de type diarrhée, avec perte de poids légère à modérée liée à une déshydratation légère. Ces signes seront spontanément résolutifs après 2 à 3 jours et l’infection dans ce modèle n’est ni sévère, ni mortelle. Au cours de l’infection, les animaux seront suivis quotidiennement : observation clinique, pesée, recueil des selles et changement de litières. Cette surveillance quotidienne n’occasionne aucune douleur mais peut également provoquer une angoisse légère dans la mesure où elle nécessite de manipuler l’animal. Au cours de ces essais, un prélèvement de sang sera réalisé par voie sous mandibulaire susceptible de provoquer une douleur légère et de courte durée liée à l’incision et un stress du à la manipulation de l’animal mais minimisée par l’anesthésie préalable des animaux.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure expérimentale car le prélèvement de différents segments du tube digestif permettra d’identifier le site de persistance de la bactérie dans le tube digestif potentiellement à l’origine des récidives des ICD.

Remplacement

Le recours à l'animal est indispensable pour étudier les différents facteurs impliqués dans le processus de colonisation et décolonisation digestive de C. difficile. Aucun modèle in vitro, ex vivo ou in silico n'est capable de reproduire la complexité du processus infectieux dans son intégralité (réponse immune et perturbation du microbiote digestif). Pour les études portant sur le microbiote, les essais de colonisation chez l'animal restent une étape incontournable pour étudier son rôle, car même les expériences sur modèles cellulaires en trois dimensions ou en biofermenteurs modélisant le tube digestif ne permettent pas de reproduire idéalement le processus infectieux global.

Réduction

La méthodologie de ce projet a été construite sur la base des données déjà collectées au sein de notre équipe et celles de la littérature. Cette expérience acquise nous a ainsi permis de nous focaliser sur les points d’intérêt importants de suivi des animaux et de ne pas démultiplier inutilement les temps de suivi. De plus, une planification statistique rigoureuse a permis de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés au nombre de 280, tout en préservant la validité statistique des résultats de l'étude. L’étude de la rechute, à distance du premier épisode, est intégrée dans l’essai de suivi cinétique de la colonisation et de disparaition digestive lors de ce premier épisode afin de limiter le nombre d’essai et d’animaux nécessaires. Enfin, les groupes contrôles des animaux ont été mutualisés aussi souvent que possible.

Raffinement

Les animaux seront hébergés avec suffisamment d'espace, par groupe de 4 par cage avec un tunnel de carton et du papier pour construction de nids comme enrichissement. Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s'assurer qu'ils subissent le minimum de stress possible. Les litières seront changées quotidiennement pendant la période d’infection et les animaux auront un accès direct et illimité à l'eau de boisson et à la nourriture. Du gel hydrique sera mis dans les cages afin de faciliter la réhydratation des animaux pendant toute la période des signes cliniques de diarrhées. La procédure d'expérimentation sera pratiquée en utilisant des anesthésiques permettant de limiter la souffrance des animaux qui bénéficieront d'une procédure d'euthanasie anticipée avec une sortie d'étude prématurée en cas d'atteinte des points limites éthiquement non acceptables.

Choix des espèces

Le modèle d’infection chez la souris est maintenant établi et classiquement utilisé dans les protocoles d’étude de la colonisation et d’infection digestive par C. difficile par toutes les équipes de recherche travaillant sur ce sujet. Ce modèle se rapproche de l'histoire naturelle de l’ICD non compliquée observée chez l'Homme. Les souris seront manipulées à l'âge de 6 ou 8 semaines. Ce choix est motivé par la nécessité de travailler à la fois sur des animaux ayant atteint l'âge adulte et qui répondent au modèle de colonisation et d'infection par C. difficile déjà décrit par notre équipe et d’autres équipes. Enfin, le choix d’animaux femelles est également motivé par la nécessité de cohérence et d'homogénéité avec nos essais précédents sur la même thématique.

Préparer les études réglementaires à venir est la fonction déclarée de ce projet cadre, qui prévoit jusqu'à cinquante études par espèce sur cinq ans, avec trente rats ou cinquante souris par étude. 2 500 souris et 1 500 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 1 000 d'entre eux étant réutilisés ensuite dans d'autres projets, à des fins de formation ou pour constituer des bibliothèques de tissus, les autres étant tués. Un même animal peut subir une vingtaine d'interventions par semaine, dont douze prélèvements de sang, jusqu'à seize heures en cage métabolique et autant de mise à jeun. Le porteur ne nomme aucun des tests comportementaux employés, désignés par les seuls domaines explorés, locomotion, sociabilité, communication, sensoriel, et fonde le recours au rongeur sur une exigence réglementaire, la norme ICH M3(R2).

Objectifs

Ce projet ne comporte qu’une seule procédure, au sein de laquelle seront réalisées des études exploratoires multidisciplinaires dans un modèle rongeur. Ces études peuvent servir à mettre en évidence la nécessité de travailler avec un type de rongeurs en particulier, en recherchant/vérifiant les homologies avec l'Homme (par exemple vérification de la liaison du candidat médicament à sa cible pharmacologique dans cette espèce). Ces études peuvent permettre de comprendre grâce à des investigations perfectionnées les mécanismes de toxicité (toxicité rénale, hépatique, testiculaire, etc.) ou de carcinogénicité observée dans des études précédentes, d'établir la pertinence de certains effets observés chez le rongeur en comparaison avec l’Homme (ex : effets sur le système immunitaire, recherche de biomarqueurs, effets sur le comportement), avec pour but d'assurer la santé des patients humains (composés pharmaceutiques) et/ou la sécurité des personnes exposées (produits chimiques). Elles permettent également de sélectionner un composé possédant un rapport efficacité/toxicité optimal dans une espèce rongeur. Ces études sont aussi utilisées pour choisir une voie d'administration efficace et adaptée chez le rongeur, ou pour démontrer la validité de nouvelles techniques d'investigations. Il est prévu d'utiliser en moyenne 30 rats, ou 50 souris par étude, et de réaliser jusqu'à 50 études par espèce sur la durée du projet (5 ans).

Bénéfices attendus

Ces études peuvent servir à mettre en évidence la nécessité de travailler avec un type de rongeurs en particulier. De plus ces études permettent d’obtenir des données sur la réponse immunitaire, la toxicité éventuelle du composé, et aussi de bien choisir les doses dans les premières études règlementaires. Ces études permettent d’obtenir une meilleure connaissance du composé et du modèle animal, pour une meilleure conception/design des études réglementaires à suivre, que ce soit du point de vue du choix des doses, mais aussi dans le choix des voies d’administrations, du nombre d’animaux, etc. D’un point de vue éthique, une réduction du nombre d’animaux dans les études futures est potentiellement possible, et la douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables sera minimisée au maximum. L’utilisation de tests neurocomportementaux dans le cadre de ce projet permet une approche par des méthodes non invasives, dans le cadre des 3Rs (Raffinement).

Procédures

Les animaux sont traités par différentes voies (principalement orale mais aussi par injection intramusculaire, voies sous- cutanée ou intraveineuse, etc.) de façon journalière ou hebdomadaire avec le composé d’intérêt. La durée de l’administration est généralement rapide (quelques secondes à quelques minutes) et peut atteindre 1 heure maximum, dans le cas de perfusions intraveineuses. La durée des études varie entre 1 jour et 1 an. Des prélèvements sanguins (sur animal vigile placé dans un tube de contention ou sous anesthésie) et des recueils d’urines et /ou de feces sont également possibles pour bilan hémato-biochimique ou hormonal par exemple ; ils sont réalisés à une fréquence et aux volumes conformes aux recommandations éthiques en vigueur. Tout prélèvement dépassant ces recommandations devra être justifié et fera l'objet d'une réévaluation par le comité d'éthique (balance bénéfice/ contrainte pour l'animal). La manipulation des animaux durant les interventions est généralement inférieure à 1 heure par animal par jour (en considérant, par exemple, une journée avec 1 administration + 6 prélèvements sanguins soit environ 30 min). Jusqu’à une vingtaine d’interventions peuvent être réalisées par animal et par semaine (en considérant, par exemple, une administration quotidienne et 12 prélèvements sanguins dans la semaine). Une mise en diurèse en cage métabolique, n’excédant pas 16h est aussi possible. Une mise à jeun temporaire (en présence d’eau) peut être nécessaire (maximum 16h). Pour les tests de comportements, ils sont toujours faits après une administration unique par test, les tests sont non invasifs, avec manipulation et contraintes limitées des animaux et observation par suivi video (domaines explorés : locomotion, sociabilité, communication, sensoriel), d’une durée maximale d’une heure ; un seul test est réalisé par jour maximum et dans la limite de 3 dans la même semaine d’examen, sur une durée d’étude de 3 mois maximum. Dans tous les cas où l’hébergement individuel est requis , les animaux restent en contacts visuels, auditifs et olfactifs avec les autres animaux en hébergement individuel ou non.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus correspondent : - aux effets pharmacologiques du produit administré (ex : action au niveau du système nerveux central), - à l’inconfort, au stress et/ou à la douleur transitoires liés aux procédures (prélèvements, administration répétée, contention, mise à jeun éventuelle) ; - aux effets systémiques du composé testé (ex : pertes de poids, baisse de consommation alimentaire). - à l’hébergement individuel (rare) en cas de nécessité absolue

Devenir

Si l’état de santé des animaux le nécessite, l’avis et/ou l’intervention d’un vétérinaire seront requis, mais si la souffrance d'un animal est jugée trop importante et si aucun soin ne peut lui être apporté, il sera euthanasié selon une procédure éthiquement acceptable. Chaque fois que cela sera envisageable (ex : animaux contrôles), les animaux seront réutilisés dans d’autres projets, ou à des fins de formation, ou pour réaliser des bibliothèques de tissus.

Remplacement

Les explorations dans ce projet s'appuient parfois/souvent sur des études vitro préalables, mais ne peuvent pas être menées in vitro. Il n’existe pas toujours de méthode alternative in vitro pour mettre en évidence certains effets, en raison notamment de la complexité que représente un organisme vivant. Il n'existe pas de méthodes alternatives à l'heure actuelle qui permettent de remplacer les tests neurocomportementaux prévus dans ce projet.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe est très variable en fonction du design de l’étude : un ou deux sexes, animaux satellites ou non pour analyses, nombre de temps intermédiaires pour des sacrifices ou analyses spécifiques, type de marqueurs mesurés (sensibilité des méthodes d’analyse), comparaison avec des composés de référence, etc En se basant sur des tests statistiques, comprenant a minima des tests de normalité, analyse de la variance et tests comparant les moyennes des groupes, le nombre d’animaux utilisés sera le minimum possible en fonction de ces considérations et des objectifs de l’étude.

Raffinement

L'état général des animaux est surveillé quotidiennement. Les paramètres suivants peuvent être contrôlés régulièrement (en fonction des signes attendus) afin d’évaluer l’état de santé des animaux : poids corporel, consommation de nourriture et/ou d’eau, température corporelle, signes cliniques, morbidité/mortalité (liste non exhaustive). Toute anomalie est signalée au Directeur d’étude et si besoin, au vétérinaire selon la sévérité et le degré d’urgence. Si un ou plusieurs points limites sont atteints (perte de poids continue, signes locaux ou généraux ne pouvant être traités/soulagés, etc.), que la douleur de l’animal ne peut être soulagée ou que l’inconfort ne peut pas être suffisamment limité à son minimum, la décision d'interrompre le traitement ou d'euthanasier l'animal sera prise. Des techniques de prélèvement sanguin (ex : via veine caudale, sublinguale, jugulaire, sous-mentonnière, mandibulaire, saphène, etc.) sont utilisées selon les bonnes pratiques vétérinaires et procédures internes validées, quand elles sont compatibles avec les volumes de sang/fréquences à obtenir. Certains traitements sont réalisés sous anesthésie pour éviter le stress, le douleur ou l’inconfort, comme les administrations intramusculaires et intra-articulaire. Les rongeurs sont hébergés en groupe (il doit être évité le plus possible tout hébergement individuel d’individus). Cependant, certaines situations expérimentales exigent l’hébergement individuel et devront être dûment argumentées (comportements antisociaux comme chez la souris mâle, voie d’administration dermale, par exemple). Pour certains produits (exemple : CNS) une période d'habituation aux doses peut être effectuée sur les animaux avant la toute première administration.

Choix des espèces

Au-delà des aspects opérationnels (manipulation), le recours à une espèce rongeur dans le développement préclinique est une exigence réglementaire (ICH M3(R2), CPM/SWP1042). C’est aussi une espèce de laboratoire très largement utilisée en recherche biomédicale (littérature et connaissance très larges) qui permet le classement de produits chimiques dans de nombreuses classifications de dangers. Le rat est souvent utilisé car il reste d'une taille suffisante pour l'observation des lésions (la souris étant petite et plus sujette à variabilité ou parfois plus sensible à certaines classes de produits) ou car il est le seul modèle validé (exemple perturbateur endocrinien). La souris est parfois préférée au rat pour raison d’homologies avec l’homme (exemple paramètres immunologiques). Le choix de l’espèce/souche est dicté par différents facteurs dont notamment : résultats déjà existants, métabolisme vitro et/ou pharmacocinétique/pharmacodynamique, ou incompatibilité avec une autre espèce animale, par exemple. Les animaux ont en général 5 à 12 semaines d’âge en début de traitement pour assurer une administration pendant la phase de croissance. Dans certains modes d'administration, (voie dermale, souris) les animaux pourront être plus âgés de quelques semaines pour répondre à des conditions expérimentales particulières (ex : pour avoir un poids plus élevé, ou un âge en adéquation avec la maturité sexuelle) ou pour des raisons scientifiques (ex : maturité du système immunitaire). Les animaux ne doivent pas être gravides. Cet âge permet, selon les modes d’administration choisis, de réaliser des analyses avant le premier jour de traitement (prises de sang, pesées corporelles, ophtalmologie, etc.) ainsi que de prévoir une période d’acclimatation suffisante après réception des animaux.

Une dissection sous-muqueuse étendue de l'œsophage, d'une à deux heures sous anesthésie générale, provoque chez chaque animal le rétrécissement que l'étude veut ensuite prévenir. 12 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur annonce des points limites destinés à "éviter toute douleur", tout en décrivant des perforations et des hémorragies possibles jusqu'à trois jours après l'intervention, des douleurs, des saignements digestifs, de l'apathie et de la fièvre, puis entre le dixième et le vingtième jour une sténose entraînant vomissements et réduction de l'ingestion. Avant la mise à mort, justifiée par le prélèvement de l'œsophage et par le soulagement des souffrances liées à la sténose, l'animal encore anesthésié pourra servir à la formation d'internes en chirurgie dans le cadre d'un autre projet.

Objectifs

La dissection sous-muqueuse endoscopique (DSM) est une technique largement utilisée pour le traitement des lésions précancéreuses et des cancers superficiels de l'œsophage. Grâce à cette technique, il est possible de traiter ces lésions de manière peu invasive, ce qui permet de préserver l'organe. Ces dernières années, des lésions de plus en plus étendues, , peuvent être enlevées de manière curative par DSM. Cependant, après la DSM, le rétrécissement de l'œsophage (sténose) est une complication majeure (jusqu’à 90 % des cas). Les sténoses post-DSM sont connues pour être complexes et sont plus difficiles à traiter. Cela entraîne une diminution de la qualité de vie pour les patients. Compte tenu de l'utilisation croissante de la DSM, y compris pour les grandes lésions complexes de l'œsophage, la sténose après la DSM est un problème de plus en plus important, avec un impact social et sociétal significatif. Ces dernières années, de nombreuses techniques de prévention et de traitement ont été étudiées, allant de la dilatation répétée à l'utilisation d'endoprothèses métalliques auto-expansives, en passant par l'injection locale de diverses substances médicamenteuses. À ce jour, aucun traitement efficace et durable n'a été identifié pour ce problème important. Nous pensons que l'injection de plasma riche en plaquettes (PRP) après une DSM œsophagienne extensive peut prévenir la sténose. Le plasma riche en plaquettes est préparé à partir d’un prélèvement sanguin du patient, centrifugé, ce qui permet d’augmenter sa concentration en plaquettes. Le PRP est connu pour son effet de stimulation tissulaire et peuvent permettre une cicatrisation plus efficace et plus rapide de la muqueuse, tout en réduisant l'inflammation, empêchant le développement de la fibrose et donc de la sténose. Cette étude préliminaire de faisabilité sera faite sur 12 animaux, qui seront tirés au sort avec un groupe qui sera traité préventivement avec du PRP et un groupe de contrôle.

Bénéfices attendus

Avec cette étude de preuve de concept, nous souhaitons démontrer l'efficacité de l'utilisation du PRP dans la prévention primaire de la formation de sténoses iatrogènes après une DSM oesophagienne extensive. En outre, nous voulons étudier la sécurité associée à l'utilisation du PRP. Nous utilisons également cette étude pour étudier l'application de la PRP dans le traitement secondaire de la sténose de l'oesophage après une DSM extensive. Enfin, cette étude nous permet de mieux comprendre le processus cellulaire/biologique de la cicatrisation et l'effet du PRP sur celui-ci grâce à l'évaluation histopathologique, afin d'identifier éventuellement d'autres objectifs de traitement. L'application ultérieure de ces connaissances à l'homme aura un impact considérable sur l'amélioration du traitement des patients souffrant de maladies de l'oesophage (sténoses peptiques, sténoses anastomotiques).

Procédures

1 dissection sous muqueuse sous anesthésie générale : 1 à 2 h + Deux contrôles par gastroscopie et radiographie : 30 à 60 min

Impact sur les animaux

Pendant toute la durée de l’étude, les animaux seront nourris avec un régime liquide dès le début de l'étude (nuisance légère) avec une habituation préalable 3 jours avant. Les jours -1, +13 et +27 (24 heures avant la procédure endoscopique), ils seront maintenus à jeûn pour la nourriture, ayant uniquement de l'eau enrichie de miel (nuisance modérée). Les animaux peuvent être stressés (nuisance légère) pendant l’induction d’anesthésie liée à chaque phase opératoire. Après la dissection de l'œsophage, le cochon peut ressentir un frottement ou une légère sensation de brûlure dans l'œsophage lorsqu'il mange (nuisance modérée). Une complication inattendue telle qu'une perforation (tardive) ou une hémorragie tardive peut survenir jusqu'à trois jours après l'intervention. L'animal peut présenter des douleurs, des saignements digestifs, une apathie et de la fièvre (nuisance modérée-sévère en fonction de la gravité de la complication). Entre le 10e et le 20e jour, il est possible qu'un animal développe une sténose de l'œsophage. Cela peut entraîner une réduction de l'ingestion et des vomissements (nuisance modérée pouvant devenir sévère sans prise en charge/action). Les complications possibles du traitement par dilatation et injection du PRP sont une perforation/inflammation locale ; ce risque est estimé faible (nuisance modérée). L'animal pourra alors montrer de l'apathie, de la douleur et de la fièvre.

Devenir

À la fin de la période d'étude, tous les cochons seront euthanasiés. Premièrement, pour les soulager des éventuelles souffrances dues au développement de la sténose ; deuxièmement, pour pouvoir prélever l'oesophage en vue d'un examen histopathologique. Néanmoins, avant l'euthanasie, et si cela est possible, l'animal toujours sous analgésie et anesthésie générale, pourra être utilisé à des fins de formation des internes de chirurgie dans le cadre d'un autre projet autorisé. L'animal est ensuite euthanasié.

Remplacement

L'effet du PRP est médié par la libération de multiples facteurs de croissance anabolisants, de protéines bioactives et de molécules d'adhésion cellulaire, qui sont libérées dans la circulation sanguine. L'effet de ce processus après une DSM extensive ne peut être reproduit et étudié dans des modèles ex vivo ou des invertébrés. Le porc étant le plus semblable à l'homme, il constitue le modèle approprié pour ce type d'étude.

Réduction

Sur la base d'un calcul de puissance statistique, un minimum de 10 animaux testés est nécessaire pour évaluer le résultat avec une certitude statistique. Si un animal d'étude est exclu de l'étude en raison d'une circonstance imprévue, il sera remplacé par un autre animal d'étude afin de garantir la puissance du résultat de l'étude. Pour cette raison, nous fournirons 2 cochons supplémentaires qui pourront servir de remplaçants. L'étude était puissante sur le critère d'évaluation principal, à savoir la prévention des sténoses. Étant donné que nous croyons fermement au pouvoir du PRP, les animaux qui développent une sténose au cours de l'étude sont également traités secondairement avec du PRP, ce que nous décrirons comme un résultat secondaire. De cette manière, cette étude nous permet d'explorer deux indications et de maximiser l'utilisation des animaux de laboratoire.

Raffinement

Les cochons sont gardés pendant une période d'acclimatation de 5 jours minimum. De l’enrichissement est mis à leur disposition dans leur enclos afin qu'ils puissent s'exprimer et se comporter normalement. Les cochons ne restent pas seuls dans leur enclos, ce qui permet de ne pas les isoler et d'avoir des interactions normales avec les autres animaux. Au cours de notre étude, tout sera mis en œuvre pour minimiser le stress des animaux et veiller à ce que leur bien-être soit préservé autant que possible. Toutes les interventions seront effectuées sous anesthésie générale, leur apport nutritionnel sera contrôlé et les animaux seront suivis de près du début à la fin par le personnel soignant, le vétérinaire et l'équipe de recherche. Pour anticiper les nuisances liées à une éventuelle sténose, et assurer une bonne ingestion le plus longtemps possible, une attention particulière sera portée au niveau de la nourriture : les animaux seront nourris avec un régime liquide dès le début de l'étude et pendant toute sa durée. Pour éviter le stress lié à cette alimentation liquide, trois jours sont prévus pour établir une transition progressive vers l'alimentation liquide, de J-4 à J-2. Si nécessaire, un plan d'analgésie est mis en place. Après l'intervention, les cochons se réveilleront dans un environnement calme pour éviter toute agitation. Un traitement par inhibiteur de la pompe à protons sera mis en place comme chez l'homme pour limiter la gêne éventuelle liée à l'intervention. Au vu de la surveillance pluriquotidienne, le développement d'une sténose sera remarqué à un stade précoce et nous nous attendons à une présentation avec des symptômes modérés. Si une sténose est présente, elle sera traitée comme décrit dans le protocole. Un protocole de suivi et de prise en charge de la douleur par un système de scoring et des traitements analgésiques systématiques et symptomatiques sera mis en place. Des points limites avec évaluation des paramètres de suivi seront utilisés afin d’éviter toute douleur.

Choix des espèces

Les porcs sont considérés comme le meilleur modèle d'étude car ils sont connus pour avoir des dimensions similaires à celles des humains. De plus, nous pouvons nous appuyer sur des recherches antérieures menées sur le développement de la formation de sténoses après la DSM dans l'oesophage chez le porc. Un poids d’au moins 45 kg est nécessaire pour avoir un diamètre oesophagien suffisant pour pouvoir réaliser la procédure de DSM qui aboutira au processus de sténose. À l'âge de 4 à 6 mois, ils devraient peser entre 40 et 50 kg. À ce stade de développement le diamètre oesophagien est suffisant pour pouvoir réaliser la procédure de DSM qui aboutira au processus de sténose.