Troubles gastrointestinaux

12 macaques, six crabiers et six rhésus, vont être utilisés puis réutilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une IRM puis quatre séances d'imagerie TEP par candidat médicament, sous anesthésie générale pouvant durer 300 minutes, avec pose d'un cathéter artériel et prélèvements sanguins. Le porteur indique un stress lié à la contention et au réveil, et signale que le produit de contraste, un oxyde de fer, peut élever le taux de fer sanguin. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet d'étudier la distribution d'un médicament dans un "organisme entier" proche de l'humain, et conclut à la nécessité du primate.

Objectifs

L’objectif de cette étude est l’évaluation préclinique de la distribution tissulaire de candidats médicaments pour traiter des maladies telles que le diabète, certains cancers et des pathologies neuropsychiatriques comme l’addiction. Pour y parvenir, nous synthétiserons des analogues radiomarqués de ces candidats médicaments que nous injecterons à des primates non humains. La distribution tissulaire sera suivie grâce à une technique d’imagerie non invasive. Cette technique d’imagerie non invasive (tomographie par émission de positons ou monophotonique) consiste à injecter un analogue de candidat médicament radiomarqué par différents isotopes utilisés en médecine humaine. La distribution tissulaire des candidats médicaments peut ainsi être mesurée par des approches d’imagerie non-invasive correspondant aux isotopes utilisés et qui sont également utilisées en médecine humaine. Cette étude permettrait d’évaluer l’exposition tissulaire par le candidat médicament étudié lors d’une administration. Les candidats médicaments étudiés concernent le diabète, le cancer, les pathologies neuropsychiatriques comme l’addiction et également les neuroprotecteurs. Deux séances d’imagerie seront nécessaires. La première imagerie permet d’établir les paramètres pharmacocinétiques initiaux du candidat médicament. La seconde imagerie permet d’étudier la spécificité de la fixation tissulaire du candidat médicament étudié. Le candidat médicament radiomarqué sera co-administré avec une molécule à usage humain dont on sait qu’elle interagit de manière spécifique avec la cible pharmacologique du candidat médicament étudié. Typiquement, cette étude sera réalisée en co-injectant le radiotraceur avec son analogue « froid », afin qu’il rentre en compétition avec la fixation tissulaire du radiotraceur. Les doses de médicament « froid » seront choisies en fonction de la littérature et du recul de l’utilisation de cette molécule chez l’homme ou chez le primate non-humain.

Bénéfices attendus

Les retombées de ce projet sont majeures puisqu’elles permettront d’apporter des informations pertinentes sur l’exposition tissulaire et sur les spécificités de la distribution et de l’élimination des candidats médicaments étudiés. Ces résultats peuvent être extrapolés chez l’Homme.

Procédures

Les animaux auront une séance d’imagerie anatomique (IRM) puis quatre séances d’imagerie dynamique (TEP) par candidat médicament étudié. Toutes les imageries (IRM et TEP) se dérouleront sous anesthésie générale (durée 300 minutes maximum) pour une acquisition d’une durée de 240 minutes maximum. Il n’y aura pas de prélèvements sanguins pendant l’imagerie IRM. En revanche, il y aura des prélèvements sanguins à chaque imagerie TEP qui seront séparés de 15 jours au minimum. Une voie artérielle sera positionnée en début d’anesthésie (durée de la pose inférieure à 5 minutes) afin de faire les prélèvement sanguin (durée inférieure à 5 secondes) durant l’examen. Pour 2 des 4 imageries TEP, les animaux recevrons une dose pharmacologique du candidat médicament par injection intra-veineuse sur 1 minute.

Impact sur les animaux

L’effet indésirable prévu est un stress associé à la contention physique (durée inférieure à 2 minutes) précédent l’injection de l’anesthésie par voie intra musculaire ainsi qu’un stress pendant la phase de réveil (durée inférieure à 1 heure). Présence d’anesthésies répétées et relativement longues avec injections des médicaments et prélèvements sanguins.

Devenir

Le protocole expérimental ne nécessite pas d’euthanasier les animaux. Les animaux pourront être réutilisés sur décision du vétérinaire à la fin de l’étude.

Remplacement

Compte tenu de la complexité des phénomènes étudiés, il n’existe aucune méthode alternative permettant d’étudier les effets d’un candidat médicament sur un organisme entier et donc d’extrapoler les résultats chez l’Homme. Afin d’obtenir des données convaincantes d’un point de vue clinique, il est nécessaire de travailler sur un organisme entier dont l’organisation se rapproche au maximum de celle de l’Homme. Cette étude ne peut être envisagée qu’in vivo chez des primates non humains dont les déterminants pharmacocinétiques et la physiologie sont plus proches de l’Homme que celle des rongeurs.

Réduction

L’approche statistique envisagée permet la comparaison des deux conditions expérimentales entre elles avec suffisamment de puissance pour mettre en évidence un phénomène pharmacocinétique notable d’un point de vue pharmacocinétique. Cette estimation prend en compte la variabilité des mesures observées lors d’études précédentes réalisées chez les primates non-humain. Dans une perspective de réduction du nombre d’animaux nécessaires à l’étude, seulement 12 primates non-humain seront inclus. Chaque animal participera à 4 examens par molécule étudiée afin d’obtenir des données répétables et représentatives des phénomènes étudiés.

Raffinement

Pendant toute la durée de cette étude, il y aura une mise en place d’un renforcement positif avec un remplacement hebdomadaire (physique) et journalier (alimentaire, sensoriel) des enrichissements. Une surveillance quotidienne des primates non humains sera pratiquée par les zootechniciens et les expérimentateurs. Tous les examens se réalisent sous anesthésie générale. Juste avant le début de l’examen un examen clinique de l’animal sera systématiquement réalisé. Durant les examens d’imagerie, la température corporelle est monitorée et maintenue à l'aide d'une couverture chauffante à air (42°C) et une maintenance hydrique, réchauffée à 37°C, est suppléé. Les paramètres physiologiques et de ventilation sont suivis et sont utilisés comme indicateurs pour adapter la profondeur d’anesthésie et comme témoins de la gestion de l’analgésie. Durant ces examens la surveillance des animaux est renforcée jusqu’au réveil complet de l’animal (animal debout). Certains animaux possèdent une sensibilité aux agents anesthésiants. Des protocoles ont été mis en place afin d’identifier et de prévenir ces sensibilités.

Choix des espèces

La physiologie des barrières biologiques des primates non-humains est plus proche de celle des primates humains que de celle des rongeurs. Les niveaux d’expression de nombreux transporteurs de médicaments sont très différents entre les Hommes et les rongeurs. Il a été montré que les primates non-humains constituent un modèle plus prédictif de l’activité de ces transporteurs lors des études de pharmacocinétique. Aussi, afin d’étudier ces effets et extrapoler les résultats chez l’Homme, l’utilisation de primates non-humains est particulièrement pertinente. Le macaque adulte réunit tous les critères requis et constitue le meilleur choix pour notre étude.

448 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues obèses et diabétiques par un régime gras pendant quinze semaines, elles subissent un jeûne, un régime cétogène ou un gavage d'antidiabétique, des tests de tolérance au glucose et à l'insuline et des prélèvements sanguins répétés, avant l'euthanasie par dislocation cervicale. Le porteur signale une hypoglycémie et une hypothermie possibles lors du jeûne. Il affirme travailler sur "l'animal entier" au motif qu'aucune méthode alternative ne peut mimer les voies métaboliques en jeu.

Objectifs

Les maladies métaboliques du foie (stéatose hépatique non alcoolique, ou NAFLD pour non-alcoholic fatty liver disease) sont en expansion dans les pays industrialisés, parallèlement à la prévalence croissante de l’obésité. Le premier stade de la maladie correspond à une accumulation de graisses dans le foie et est bénin mais peut évoluer chez certains patients vers une forme inflammatoire, puis vers une cirrhose, à l’origine d’autres complications sévères telles que le cancer du foie. Ces maladies représentent la deuxième cause de transplantation de foie et aucun traitement médicamenteux efficace n’est disponible à ce jour. Dans ce projet, nous souhaitons évaluer la capacité de différentes traitements ou interventions nutritionnelles et pharmacologiques à diminuer l'obésité, le diabète et la stéatose hépatique et à en comprendre les mécanismes. Ainsi pour cette étude, des souris mâles et femelles seront nourries avec un régime gras induisant une obésité, un diabète de type 2 et une pathologie hépatique mimant celle observée chez l'Homme. Une fois la pathologie installée, les animaux seront soumis à différentes interventions : un retour à un régime contrôle, un jeûne aigu ou intermittent, un régime cétogène, un traitement avec un anti-diabétique utilisé en clinique. Les effets de ces différentes interventions seront évalués grâce à des bilans sanguins et des analyses sur des prélèvements postmortem de différents tissus (foie, tissus adipeux brun et blanc).

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de définir les effets de différentes interventions sur la progression de l'obésité, du diabète de type 2 et de la stéatose hépatique. En effet, aucun traitement de référence n’est disponible à ce jour pour les patients atteints de ces maladies chroniques du foie qui représentent actuellement la 2ème cause de transplantation de foie dans le monde.

Procédures

Les animaux seront nourris avec un régime obésogène riche en graisses pendant 15 semaines. A l'issue de ces 15 semaines, les animaux subiront l'une des interventions nutritionnelles ou pharmacologiques suivantes : une mise à jeun pendant 16h, un jeûne intermittent de 16 h par jour pendant 4 semaines , un régime cétogène riche en gras et pauvre en sucre pendant 4 semaines, un traitement par gavage oral avec un anti-diabétique (inhibiteur du transporteur de glucose rénal SGLT2, 10 mg/kg/jour dans un volume maximum de 200 ul)) utilisé en clinique pendant 4 semaines, un régime standard pendant 4 semaines, un groupe contrôle qui restera nourri avec le régime obésogène pendant 4 semaines. Le gavage oral avec l'anti-diabétique durera moins de 30 sec (contention comprise) par animal et par jour. Les animaux seront aussi soumis à des tests de tolérance au glucose (OGTT) ou à l’insuline (ITT) au début et à la fin de chaque intervention. Pour les tests de réponse au glucose (OGTT) et à l’insuline (ITT), des prélèvements d’une seule goutte de sang (

Impact sur les animaux

Les régimes obésogènes vont induire une obésité et des perturbations du métabolisme associées tels qu'un diabète et une stétaose, sans souffrance visible des animaux ni changement de leur comportement. La mise à jeun peut entraîner une hypoglycémie et une hypothermie. Le prélèvement sanguin à la veine maxillaire et le gavage oral de glucose et d'insuline peuvent entraîner un stress des animaux lié à la contention. De plus, le prélèvement à la joue peut induire un épanchement au niveau de la joue chez les individus et le gavage oral au glucose peut induire une irritation de l’œsophage.

Devenir

A la fin de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés par dislocation cervicale afin de réaliser des bilans sanguins et des analyses sur des prélèvements postmortem de différents tissus (foie, tissus adipeux brun et blanc) dans le but d'évaluer les effets des différentes interventions sur l'obésité, le diabète de type 2 et la stéatose.

Remplacement

Nous travaillons sur l’animal entier car les phénomènes biologiques étudiés (voies métaboliques) font intervenir différents tissus agissant en synergie (foie, tissus adipeux, intestin, cerveau, muscle). Il est impossible de mimer ceci par l’utilisation de méthodes alternatives.

Réduction

Le nombre d'animaux pour ce projet est défini pour permettre d'une part de répondre aux questions scientifiques et d'autre part de respecter la réduction du nombre d'animaux au maximum. Ainsi nous utiliserons le plus petit nombre d'animaux possible qui est requis pour répondre à nos questions scientifiques et conduire à des résultats exploitables et statistiquement significatifs. Ce nombre d'animaux a été déterminé par des tests statistiques appropriés (calcul de puissance) et est basé sur des résultats provenant d'expériences antérieures du laboratoire.

Raffinement

Nous veillerons au bien-être des animaux tout au long des expérimentations en leur assurant les meilleures conditions d'hébergement : hébergement collectif (4 ou 5 animaux/cage) et environnement contrôlé (température, hygrométrie). Des enrichissements du milieu de vie (cabanes en inox et ouate de coton ou de cellulose) seront disposés dans les cages afin de pouvoir se distraire, se cacher et fabriquer des nids. Pour un meilleur raffinement et limiter le stress, les animaux seront habitués à l'expérimenteur et les gestes techniques seront réalisés par une personne formée et expérimentée. Nous surveillerons également attentivement l'apparence physique externe, le poids et le comportement des animaux, et nous mesurerons leur consommation alimentaire et hydrique afin de véridier la bonne tolérance des différentes expérimentations. Des points limites gradés seront mis en place pour l'évaluation des ces différents paramètres (indice 0 = normal ou léger, indice 3 = changements importants par rapport à la normale). Si un animal présente un signe quelconque de souffrance avec un score de 3 après évaluation de ces paramètres, l'animal sera aussitôt retiré de l'étude.

Choix des espèces

L'utilisation de souris de laboratoire est appropriée car elle permet de mimer rapidement la pathologie étudiée grâce à l'utilisation de régimes obésogènes. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte (7 semaines d'âge minimum) car le développement du foie est terminé et nous nous intéressons au métabolisme chez l'individu adulte.

82 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une colite leur est provoquée par du dextran sulfate de sodium dans l'eau de boisson, avec un gavage quotidien pendant seize jours et un hébergement individuel de vingt-trois jours. Le porteur reconnaît que l'isolement constitue une nuisance pour ces animaux sociables, mais le juge "incontournable" pour mesurer la prise alimentaire. Toutes les souris sont tuées pour prélever le côlon, afin de tester quatre composés contre les inflammations chroniques de l'intestin.

Objectifs

Le présent projet vise à tester l'efficacité d'une série de 4 composés d'intérêt thérapeutique en développement préclinique et visant à traiter les inflammations chroniques de l'intestin (maladie de Crohn ou colite ulcérative).

Bénéfices attendus

Si la présente étude permet de mettre en évidence une efficacité des composés en développement sur la colite, ces deniers seront employés ultérieurement dans le cadre d'études cliniques et pourraient, à terme, obtenir une autorisation de mise sur le marché.

Procédures

Les souris recevront une administration journalière par gavage pendant 16 jours (véhicule pendant 7 jours puis traitement pendant 9 jours). Hormis pour le groupe expérimental contrôle du modèle de colite, elles seront exposées à du Dextran sodium sulfate (DSS 3%) via leur eau de boisson. Les souris seront pesées deux fois par semaine avant traitement et quotidiennement pendant les 9 jours de traitement. Enfin, à l'issue de l'étude, les souris seront anesthésiées et mises à mort après anesthésie. Les souris seront hébergées individuellement pendant les 23 jours de l'étude.

Impact sur les animaux

Le modèle employé est un modèle de colite. Le taus de DSS employé ici (3%) est de nature à induire une colite modérée chez la souris. L'hébergement individuel peut induire une nuisance chez les souris qui sont des animaux sociables, mais il s'avère incontournable de par la nécessité de mesurer la prise alimentaire individuelle qui est un des paramètres principaux de l'étude. L'ensemble des traitements par voie orale et les pesées quotidienne à l'état vigile peuvent être source de stress ou de nuisances.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure. En effet, l'étude implique des analyses biochimiques et histologiques sur les colons qui doivent ainsi être collectés à l'issue de la procédure.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur l’inflammation colique.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de résultats préliminaires obtenus lors d’études antérieures menées par le client. Le nombre de 15 animaux par groupe a été défini comme le nombre minimum d’animaux à utiliser pour pouvoir mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Un total de 82 souris Balb/cJ sera utilisé, divisé en 5 groupes de 7 (groupe contrôle du modèle) ou 15 (autres groupes) animaux. Le groupe contrôle du modèle a été réduit à 7 animaux puisqu'il ne présente pas de colite, réduisant la variabilité des mesures réalisées.

Raffinement

Le modèle animal utilisé est un modèle d’inflammation colique induite par administration de DSS chez la souris qui est un modèle particulièrement bien caractérisé dans la littérature. Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress induit aux animaux (périodes d’acclimatation et d’habituation des animaux aux procédures d’administration) et à établir des points limites appropriés. Les animaux seront hébergés individuellement (du fait des mesures de prise alimentaire et des récoltes de matière fécale imposées par le protocole) et une enrichissement de leur environnement sera mis en place sous forme de briquette de bois spéciales pour rongeurs et de dômes en cartons.

Choix des espèces

Le modèle animal utilisé est un modèle d’inflammation colique induite par administration de DSS chez la souris qui est très bien caractérisé dans la littérature et couramment utilisé dans le cadre d'études précliniques. Les animaux seront réceptionnés à 5 semaines d'âge et les traitement débuterons à 7 semaine d'âge. Chez la femelle, cela correspond à un stade de jeune adulte mimant la population cible majoritaire des inflammations chroniques de l'intestin chez l'humain.

192 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une injection d'azoxyméthane, un cancérogène, puis sont nourris de charcuteries testées et placés en cage à métabolisme pendant 48 heures. Le porteur indique que l'étude s'arrête au stade des lésions précancéreuses microscopiques et qu'aucune douleur n'est attendue. Tous les rats sont tués pour prélever le côlon et le sang, afin de comparer l'effet des nitrites et d'antioxydants sur le risque de cancer.

Objectifs

La consommation de charcuteries est associée à une augmentation du risque de cancer du côlon. Sur la base de données épidémiologiques (données issues de questionnaires de volontaires humains et de santé humaine), l’organisation mondiale de la santé (OMS) a classé la charcuterie comme cancérigène avéré pour l’Homme (Classe I). Ces données ont été consolidées par des études expérimentales à l’aide de modèles animaux (rats et souris). Les mécanismes mis en jeu impliquent la production de composés toxiques par la présence de lipide dans l’alimentation et de constituants de la charcuterie tel que le rouge de la viande (fer héminique) et les nitrites ajoutés. Des travaux précédents ont démontré que les antioxydants dans le régime ou ajoutés dans la charcuterie peuvent limiter l’effet néfaste des viandes dont les charcuteries. De plus, ces travaux ont permis d’observer un déséquilibre de la flore intestinale chez le rat comparable à celle observée pendant la cancérogenèse colique. Nous proposons de modifier la production des charcuteries pour limiter le risque de cancer du côlon associé à leur consommation. Nous évaluerons l’effet d’un régime riche en charcuteries et de régimes riches en charcuteries modifiées (réduction de concentration en sel nitrité ou ajout d’antioxydant) sur la formation des composés toxiques, l’inflammation, le microbiote intestinal et la promotion de la carcinogenèse colorectale au stade très précoce. Dans ce projet, nous proposons une procédure où 192 rats Fisher 344 mâles seront nourris avec un régime contenant de la charcuterie modèle type jambon cuit et type saucisson pendant 100 jours. Leur urine et leur fèces seront récupérés séparément et leur côlon post mortem sera prélevé à la fin de l’expérimentation. Ces échantillons permettront des mesures des produits d’oxydation des lipides, de l’inflammation, du microbiote, de marqueurs de la promotion de la cancérogenèse colique et des analyses pour la compréhension mécanistique au niveau du tissu colique.

Bénéfices attendus

Nous proposons d'évaluer des indicateurs de la cancérogenèse précoce tels que le microbiote, son déséquilibre, l'inflammation, la formation de composés toxiques et les lésions précancéreuses coliques (lésions à l'échelle cellulaire). Ce projet nous permettra de comparer différentes charcuteries selon qu’elles contiennent autant de nitrite ou moins que celles du marché ou encore selon qu’elles contiennent des antioxydants ou non.

Procédures

Une injection en intrapéritonéale durant 30 secondes / Tatouage d’identification durant 5 secondes / Passage en cage à métabolisme durant 48h précédé de 3h d'habituation / Aucun prélèvement invasif n'est prévu sur les animaux, seulement la récupération des urines et des fèces, sans contention de l'animal

Impact sur les animaux

Injection d'azoxyméthane en intrapéritonéale : douleur contrôlée / Tatouage : douleur contrôlée (un seul point de tatouage à une oreille) / Passage en cage à métabolisme durant 48h précédé de 3h d'habituation : stress contrôlé / les prélèvements de fèces et urines se font sans contention et l'étude est arrêtée au stade des lésions prénéoplasiques dites précancéreuses microscopiques qui ne concernent que quelques cryptes intestinales et ne provoquent pas de douleur : pas de douleur attendue / les charcuteries ont pour majorité été testées lors d'autres études sur ce modèle rat sans observation de modification sanitaire, les antioxydants ont été testés in-vitro et sélectionnés en fonction de leur non toxicité sur les cellules : pas d’effets indésirables attendus. Cependant les animaux sont continuellement surveillés à l'aide d'une fiche de suivi (sanitaire et comportement) construite spécifiquement pour le rat F344 mâle utilisé dans cette étude (sous couvert de la SBEA qui l'a validée).

Devenir

A l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin que le côlon et le sang soient prélevés pour analyses.

Remplacement

Les antioxydants choisis pour ce projet sont testés au préalable pour qu’ils soient efficaces au niveau de leur capacité anti effet du nitrite, antioxydante et au niveau organoleptique (couleur et goût acceptable pour le consommateur). Cependant, aucune étude in vitro ne permet d'évaluer les répercussions de ces composés, sur la physiologie et le métabolisme d'un organisme entier. L'utilisation d'animaux permet de mesurer et/ou d’examiner des atteintes dans les voies intestinales et coliques (inflammation, atteinte tissulaire). Seule une approche in vivo permet de prendre en compte la complexité de l'épithélium colique sur la physiologie intestinale et leurs rôles dans l'inflammation et l'apparition de dommages à l'ADN dans l'épithélium ainsi que les modifications possibles du microbiote intestinal.

Réduction

Dans l'objectif de réduire au strict minimum l'utilisation d'animaux de laboratoire, leur nombre a été limité au maximum (n=12 animaux/lot). Lors d’expérimentations précédentes conduites sur ce même format et confirmé par un calcul de test de puissance statistique (paramètre suivi : nombre ACF (Aberrant Crypt Foci), un nombre de 12 rats par groupe a été déterminé pour mettre en évidence une modulation significative de la carcinogenèse.

Raffinement

Les animaux auront 5 jours d'acclimatation à leur arrivée de J-12 à J-7. La nourriture, expérimentale et l'eau de boisson sont fournies ad libitum. Le change de la litière sera réalisé 1 fois par semaine au moins. Les animaux seront suivis et surveillés quotidiennement à l'aide d'une fiche de suivi sanitaire (spécifique à cet animal et à cette étude ; validée par la SBEA). Pour ne pas souffrir d'isolement, les rats seront maintenus à 2 par cage (cage conventionnelle). Elles contiendront un enrichissement. Les animaux seront hébergés dans des cages à métabolisme individuelle pendant 48h (J70) précédées de 3h d'habituation (recueil des fèces et urines séparées). Les animaux seront euthanasiés en fin d’étude par 2 (même cage conventionnelle) et dans une salle différente de la salle d’hébergement (stress contrôlé).

Choix des espèces

Depuis les années 80, l’étude de la relation entre l’alimentation et le cancer est basée sur les études épidémiologiques mais aussi sur des approches expérimentales in vivo qui reposent sur les modèles animaux. Le modèle le plus utilisé est le rat chimio-induit (par injection intrapéritonéale d’azoxyméthane) qui a l’avantage de présenter une évolution cellulaire vers le cancer colorectal du tissu colique comparable à la situation humaine. Le rat F344 chimio-induit est un bon modèle pour étudier la modulation des biomarqueurs urinaires, fécaux et coliques associés à l’effet promoteur de l’hème des charcuteries sur une durée de 100 jours. Les mâles adultes sont privilégiés pour analyser le développement des pathologies à l’âge adulte afin d’éviter les effets hormonaux liés aux cycles de la femelle (observés sur l’inflammation et carcinogenèse). L'ensemble des études précédentes ont été menées sur des rats adultes dont la fonction digestive est totalement fonctionnelle. Afin de rester en accord avec ces résultats précédents, il est important de rester au même stade de développement.

10 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un dispositif destiné à remplacer la chirurgie de l'obésité leur est implanté par chirurgie abdominale de deux à trois heures, suivie d'examens radiographiques, de prélèvements sanguins et d'une endoscopie sur un mois. Le porteur décrit des douleurs postopératoires et une série de complications possibles, lésions digestives, infection, obstruction ou déplacement du dispositif. Tous les animaux sont tués à la fin pour inspecter et prélever les organes autour du dispositif, le porteur invoquant la proximité du système digestif du cochon avec celui de l'humain.

Objectifs

L’objectif du projet est de développer un dispositif médical qui serait une alternative à la chirurgie bariatrique (traitant l'obésité) : la solution serait simple, au moins aussi efficace que la chirurgie et minimisant les complications associées, délivrée par la bouche (en endoscopie) et placée dans le tube digestif. Le traitement de l’obésité est un enjeu important de la santé dans le monde. C’est pourquoi trouver une solution aussi efficace et moins invasive que la chirurgie pour le patient permettra une baisse du taux d’obésité. Afin de mener à bien ce projet, l’approche suivante est à l’étude : la première partie de l’intestin grêle est recouverte d’un revêtement non-perméable (la chaussette) qui empêche le mélange gastrique d’être absorbé par les muqueuses intestinales. Cette chaussette a un point d’ancrage entre l’estomac et l’intestin (le pylore). Une première phase de test a été réalisée sur un modèle in vitro. Cette phase animale (tests in vivo) a pour objectif de développer un dispositif avec la simulation des phénomènes physiologiques attendus chez les patients humains : nous testerons dans un premier temps la sécurité en se limitant au positionnement directement dans la région de l’estomac. Cela nous permettra de collecter des données d’utilisation, de prouver l’absence de dangerosité du dispositif et potentiellement de performances (ralentissement de la vidange gastrique) sur l’approche mentionnée ci-dessus.

Bénéfices attendus

L’obésité est définie comme une présence anormale ou excessive de tissu adipeux représentant un risque pour la santé. Ce problème est devenu épidémique avec près de 4 millions de personnes décédant de comorbidités liées au surpoids et à l’obésité chaque année. D’après l’Organisation Mondiale de la Santé, près de 39 % des adultes dans le monde, représentant près de 1,9 milliards de personnes, étaient en surpoids en 2016. On estime aujourd’hui que plus de 700 millions de personnes souffrent d’obésité. Bien que l’efficacité de la chirurgie qui traite l’obésité (bariatrique) ne soit plus à démontrer, seul 1 % des patients éligibles décident de se faire opérer à cause du risque de complications sévères et des modifications anatomiques irréversibles. Et pour les solutions moins invasives, comme les ballons gastriques, elles sont aujourd’hui associées à une perte de poids limitée et temporaire. Ce projet est nécessaire pour le développement d’une solution endoscopique afin de traiter l’obésité de manière aussi efficace que la chirurgie bariatrique tout en minimisant les complications associées. En effet, il permettra de vérifier la sécurité et potentiellement l’efficacité des dispositifs testés.

Procédures

Pour chaque porc et mini-porc : • implantation du dispositif par chirurgie abdominale sous anesthésie générale (2-3 h), 1 fois au total • Pour chaque session de suivi (J2, J7, J15 et J30) sous anesthésie générale : o Réalisation d’un examen radiographique prenant 45 min, soit 4 au total o Réalisation de prélèvement sanguin prenant environ 2-3 min, soit 4 au total o L’examen endoscopique (camera passant par la bouche permettent de visualiser le dispositif +muqueuse de l’estomac) n’est réalisée que pour le suivi à J30 et prend 30 min, 1 fois au total.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus résident surtout dans la douleur suite au placement du dispositif. Néanmoins, la littérature décrit une série de complications éventuelles : • Lésion du système digestif • Infection avec ou sans fièvre ; • Complications associées aux interventions par endoscopie ; • Obstruction gastrique ou intestinale ; • Déplacement ou rotation du dispositif implanté ; • Carence en vitamines et minéraux ; • Trouble du transit ; • Réaction inflammatoire locale des tissus ; Notre protocole prévoit de surveiller et anticiper ces complications.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort. Pour comprendre l’impact du prototype et statuer sur sa sécurité, il est nécessaire d’inspecter, d’examiner et photographier les zones entourant le dispositif incluant les muqueuses et les organes. Suivant le déroulé de l'étude, des prélèvements d’organes pourront être effectués (duodénum et autres organes), pour observations macroscopiques et analyses histologiques.

Remplacement

Ce projet vise à confirmer l’adéquation du dispositif en cours de développement avec le système digestif. Avant d’initier ce projet, des essais sur cadavres humains et sur carcasses d’animaux ont été effectués afin de simuler la procédure et confirmer l’adéquation des dimensions sélectionnées pour les prototypes en cours de développement De plus, des essais in vitro ont été réalisés en laboratoire afin de simuler le déploiement du dispositif ainsi que son comportement lors de contraintes mécaniques simulant le péristaltisme. Des premiers essais pour valider la sécurité ont été menés sur animaux vivants. Les tests de cette présente demande d'autorisation de projet s’inscrivent dans la continuité de ces tests en évaluant de nouveaux prototypes. Néanmoins, la complexité et l’adaptabilité du système digestif limitent notre capacité à simuler l’environnement exact. Le dispositif étant à visée clinique, il est nécessaire d’obtenir des données dans ses conditions réelles d’utilisation, ainsi l'utilisation d'un organisme complet et vivant est indispensable notamment pour le suivi post-implantation. Notre stratégie prévoit d’utiliser un maximum de 10 porcs ou mini-porcs pour la totalité du projet (phase de preuve de concept). Nous fonctionnons pas à pas, et le projet sera arrêté si chaque session ne permet pas d’obtenir les résultats escomptés.

Réduction

Avant d’effectuer cette étude de preuve de concept, plusieurs études incluant une étude pilote ont été réalisées en utilisant un nombre réduit d’animaux. Ces études précédemment réalisées nous ont permis d’obtenir des estimations de l'effet et de la variation qui peuvent servir à calculer la taille de l'échantillon d'études plus importantes. Cette phase de preuve de concept sera effectuée en utilisant un nombre réduit d’animaux jusqu’à la preuve de concept démontrée. Après chaque étude, la décision sera prise de: • passer à la phase suivante (nécessitant une nouvelle demande de projet), si le dispositif est bien toléré et les données obtenues sont concluantes, notamment : paramètres cliniques acceptables, tolérances locales macroscopique et microscopique acceptables, troubles digestifs acceptables, absence d’obstruction gastrique, absence de déplacement significatif du dispositif médical implanté. OU • relancer une étude afin d’améliorer les caractéristiques du dispositif, si celui-ci ne répond pas aux attentes. Cette étape permettra de réduire le nombre d’animaux utilisé jusqu’à démontrer la preuve de concept.

Raffinement

Porcs/mini-porcs seront hébergés sur litière en copeaux afin de leur permettre d’exprimer leur comportement de fouissage (besoin éthologique propres à l’espèce). Des enrichissements du milieu (jouets en caoutchouc) sont mis à disposition pendant l'étude (incluant la période de mise à jeun pré-chirurgicale). Les animaux auront un patch de fentanyl 3 jours après la chirurgie, ce qui nécessitera un isolement temporaire individuel afin qu’ils ne puissent pas se l’arracher entre eux, voire l’ingérer et risquer une overdose. Pour compenser cet isolement, les animaux seront hébergés dans des box attenants avec contact olfactif et visuel et la température de la salle d’hébergement sera augmentée à 21± 2°C (au lieu de 19°C). Les porcs sont ensuite replacés ensemble pour le reste de l'étude. Les animaux suivront aussi un programme de socialisation : en plus du contact avec leurs congénères, un contact quotidien avec l'humain permettra de les habituer et réduire le stress lors de manipulation/geste technique. Le suivi quotidien des animaux et les pesées hebdomadaires sont assurés par le personnel technique et animalier habilité à travailler avec ces animaux. Tout acte douloureux ou fortement stressant sera réalisé sous sédation/anesthésie (locale ou générale selon les besoins). La douleur sera prise en charge par l'administration de traitements analgésiques adaptés: AINS et/ou morphiniques. En cas de perte de poids importante se rapprochant des 20 %, les rations pourront être enrichies avec une solution de nutrition entérale hyperénergétique. Pour tous, les laparotomies seront systématiquement effectuées sous anesthésie, avec une analgésie per-opératoire et une analgésie post-opératoire. Au cours de l’étude, une série d’examens sera effectuée afin de détecter les signes de douleur.

Choix des espèces

Le Porc est l’espèce animale la plus étudiée dans la littérature pour la chirurgie bariatrique. En effet, elle possède de grandes similarités avec les humains au niveau du système gastro-intestinal en termes de dimensions et de physiologie. Nous utiliserons également le modèle mini-porc qui, contrairement aux porcs fermiers qui sont souvent pris en charge jeunes et donc grandissent jusqu’à des poids et tailles importantes, sont étudiés adultes : leur poids dépassera rarement 70-80 kg et permettra une gestion plus facile si l’étude se poursuit après 1 mois. Ainsi en fonction du dispositif testé, le modèle animal qui sera choisi sera celui qui, par son âge lié à son évolution de poids, sera le plus approprié. Pour les porcs et mini-porcs, le critère de sélection principal sera le poids (environ 60-80 kg pour les porcs et 50-70 kg pour les mini-porcs) afin d’avoir des correspondances anatomiques similaires à celles observées en clinique. Cela correspondra à des animaux adolescents (pour les porcs fermiers) et adultes pour les mini-porcs.