Diagnostic des maladies

Trois interventions chirurgicales d'une heure à une heure trente chacune, sous anesthésie générale : 6 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour prélever leurs vaisseaux sanguins. Avant ces opérations, ils reçoivent une alimentation enrichie en cholestérol destinée à faire apparaître des plaques d'athérome dans leurs artères, et sont hébergés en cages individuelles. L'enjeu déclaré est de tester un prototype de sonde d'imagerie endovasculaire miniaturisée, dont le porteur affirme que la validation in vivo reste "indispensable" malgré les essais préalables sur explants et sur fantômes d'artères. Ces lapins pèseront environ 3 kg et auront 10 à 12 semaines, poids minimum retenu par le porteur pour y introduire les cathéters expérimentaux.

Objectifs

L’objectif principal est de tester et valider in vivo un nouveau système d'imagerie optique miniaturisé pour observer les vaisseaux sanguins dans des conditions proches de l’usage clinique. Il s'agit de démontrer la faisabilité d’imagerie intravasculaire in vivo avec une sonde chez le lapin porteur de plaques d’athérosclérose induites par un régime alimentaire spécifique. Cela permettra de caractériser la composition biologique de ces lésions à l’aide des différentes modalités de microscopie développées (dépôts lipidiques, architecture tissulaire, calcifications éventuelles, signes d'inflammation). Cette étude nous permettra de comparer la qualité de cette imagerie innovante avec celles utilisées en clinique, en particulier en évaluant la robustesse, la reproductibilité et la compatibilité opératoire du dispositif (maniabilité, sécurité mécanique, acquisition d’images exploitables), en vue d'une application future en clinique et plus particuilèrement en cardiologie. Le projet se réalisera sur 2 établissements distincts pour sa réalisation.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont multiples. À court terme, cette étude pilote fournira des preuves de concept essentielles concernant la fiabilité, la sécurité d’utilisation et la performance du prototype miniaturisé. Les données obtenues permettront d’évaluer sa capacité à détecter et à caractériser de manière précise les lésions athérosclérotiques, notamment les dépôts lipidiques, l’inflammation et les éventuelles calcifications. Ces informations sont cruciales pour mieux comprendre les mécanismes d’évolution des plaques et identifier plus précocement les lésions à risque. À plus long terme, les résultats du projet pourraient contribuer au développement d’outils diagnostiques plus sensibles et plus spécifiques que ceux disponibles aujourd’hui en clinique (les maladies cardiovasculaires sont la 2ème cause de mortalité en France). Une imagerie intravasculaire plus fine et plus informative pourrait améliorer le dépistage, affiner les indications thérapeutiques et favoriser une médecine cardiovasculaire plus personnalisée, dans un contexte où l’athérosclérose est un processus qui demeure silencieux avant de déclencher des complications.

Procédures

Les animaux recevront une alimentation particulière, riche en cholestérol, destinée à provoquer progressivement la formation de plaques d’athérome dans leurs artères, susceptible de créer des nuisances aux animaux. Le régime enrichi en cholestérol peut entraîner des nuisances modérées et progressives, incluant une prise de poids, une diminution de l’activité, des troubles digestifs légers et une altération métabolique modérée. La formation de plaques d’athérome est attendue mais ne génère pas de douleur spontanée. Ces effets feront l’objet d’une surveillance clinique régulière avec des critères d’arrêt prédéfinis. Ils subiront également 3 interventions chirurgicales, réalisées sous anesthésie générale et analgésie d’environ 1 h à 1 h 30.

Impact sur les animaux

Les animaux peuvent ressentir du stress ou de l’inconfort pendant les phases préparatoires et les manipulations expérimentales. Les interventions sont associées à des nuisances modérées, pouvant engendrer douleur, lésion ou inconfort local au niveau des sites opératoires, ainsi qu’une détresse temporaire liée à l’anesthésie et aux procédures de contention. Les animaux peuvent également ressentir de la peur et du stress en lien avec les manipulations ou la nouveauté de l’environnement. Le régime alimentaire imposé pour induire la formation de plaques d’athérome est susceptible de provoquer des nuisances physiologiques telles que modification du métabolisme, prise de poids, troubles digestifs ou risque accru de maladies systémiques. Enfin, le fait d’être hébergés individuellement peut occasionner des nuisances environnementales, telles qu’un isolement social relatif ou une adaptation limitée à l’environnement de la cage, et des contraintes mineures sur la liberté de mouvement.

Devenir

Les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour la nécessité des études histologiques sur les vaisseaux sanguins.

Remplacement

L’utilisation d’animaux dans ce projet est justifiée par l’objectif scientifique : évaluer in vivo un prototype de sonde endovasculaire miniaturisée, comparable aux sondes utilisées en routine clinique, pour caractériser les lésions athérosclérotiques. Ce type d’évaluation nécessite un modèle physiopathologique dynamique, intégrant le flux sanguin, la réponse de la paroi artérielle, l’inflammation locale et la cicatrisation vasculaire après lésion ou intervention. Ces phénomènes ne peuvent être reproduits de manière fiable in vitro, sur explants ou sur modèles artificiels de vaisseaux. Avant toute expérimentation animale, des travaux préliminaires ont été réalisés pour limiter le recours aux animaux : essais sur explants ex vivo, tests sur fantômes d’artères et analyses sur lames histologiques. Ces étapes ont permis d’optimiser les paramètres optiques et techniques du dispositif, et de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Malgré ces précautions et méthodes alternatives, l’étude in vivo reste indispensable pour valider le fonctionnement du dispositif endovasculaire dans des conditions physiologiques réelles et garantir la pertinence des résultats pour des applications cliniques futures.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est strictement limité à cinq lapins expérimentaux et un témoin. Cet effectif a été déterminé en tenant compte de plusieurs critères : le minimum statistique nécessaire pour obtenir des résultats fiables, la variabilité interindividuelle connue du modèle lapin, la nécessité de recueillir des données longitudinales cohérentes tout au long de l’expérimentation. D’après le design expérimental dans le cadre d’une étude pilote, les mêmes individus serviront tout au long de l’étude : ils permettront d’abord de confirmer le développement des plaques d’athérome sous régime riche, puis seront utilisés pour la phase d’imagerie avec le dispositif expérimental. Ce schéma expérimental permet de maximiser la quantité et la qualité des informations obtenues tout en limitant au strict minimum le recours aux animaux, conformément au principe de réduction des expérimentations animales.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des cages individuelles, mais non étanches et possédant des parois translucides, permettant aux animaux de maintenir des stimuli visuels, olfactifs et auditifs avec leurs congénères. Avant toute procédure, chaque animal bénéficiera d’une période d’acclimatation d’au moins cinq jours, afin de réduire le stress lié au nouvel environnement. Les cages seront aménagées avec un enrichissement adapté, comprenant notamment des bûchettes à ronger et du foin, pour stimuler les comportements naturels et améliorer le confort. Les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien, portant sur leur état de santé et leur bien-être tout au long du protocole expérimental, avec un suivi particulier de leur comportement du fait de l’hébergement individuel. Toutes les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et analgésie, et les animaux seront surveillés en continu pendant l’intervention. Un suivi renforcé sera mis en place pendant les premiers jours après chaque procédure pour détecter et traiter rapidement tout signe de douleur ou de malaise. Si nécessaire, des analgésiques seront administrés pour soulager la douleur, et des antibiotiques pourront être utilisés en cas d’infection. Dans le cas où un animal présenterait une souffrance, une maladie ou une altération physique incompatible avec un bien-être acceptable, et qu’aucune mesure de soulagement efficace ne peut être appliquée, l’animal sera retiré de l’expérimentation et mis à mort. Pour les transferts vers l'établissement 2/2, les animaux seront transportés dans un véhicule climatisé dans des cages adaptées à l'espèce, en prenant soin de vérifier les conditions de circulation et météorologiques et sous surveillance du vétérinaire.

Choix des espèces

Le lapin a été choisi comme modèle animal en raison de sa pertinence scientifique et technique pour les études de navigation intravasculaire. La taille de ses vaisseaux est suffisamment proche de celle de certains vaisseaux humains ciblés par le projet, permettant d’évaluer le positionnement et le fonctionnement du cathéter endovasculaire dans des conditions comparables à la pratique clinique. De plus, le lapin est un modèle bien établi pour l’athérosclérose induite par l’alimentation, reproduisant de manière fiable la formation de plaques d’athérome et leur progression, telle que décrite dans de nombreuses publications scientifiques. Le choix du lapin répond également à des critères éthiques et réglementaires, car il permet d’obtenir des données pertinentes avec un nombre réduit d’animaux, tout en limitant le risque de douleurs ou de dommages durables grâce à sa taille adaptée. Les animaux utilisés seront des jeunes lapins pesant environ 3 kg, généralement âgés de 10 à 12 semaines. Ce poids correspond au minimum recommandé pour réaliser les procédures de navigation intravasculaire et l’introduction des cathéters expérimentaux. Le choix de ce stade de développement permet de garantir des vaisseaux de taille adaptée.

L'objet du projet est un instrument, un prototype de sonde d'imagerie optique miniaturisée à valider dans des conditions proches de l'usage clinique. 6 lapins, 5 exposés et 1 témoin, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour l'examen histologique de leurs vaisseaux. Ils reçoivent une alimentation enrichie en cholestérol destinée à faire apparaître des plaques d'athérome, puis subissent trois opérations sous anesthésie d'une heure à une heure et demie chacune, hébergés seuls en cage et transportés d'un établissement à l'autre. Le porteur retient le lapin parce que la taille de ses vaisseaux approche celle des vaisseaux humains visés, et parce qu'un poids d'environ trois kilos, atteint vers dix à douze semaines, correspond au minimum permettant d'introduire les cathéters.

Objectifs

L’objectif principal est de tester et valider in vivo un nouveau système d'imagerie optique miniaturisé pour observer les vaisseaux sanguins dans des conditions proches de l’usage clinique. Il s'agit de démontrer la faisabilité d’imagerie intravasculaire in vivo avec une sonde chez le lapin porteur de plaques d’athérosclérose induites par un régime alimentaire spécifique. Cela permettra de caractériser la composition biologique de ces lésions à l’aide des différentes modalités de microscopie développées (dépôts lipidiques, architecture tissulaire, calcifications éventuelles, signes d'inflammation). Cette étude nous permettra de comparer la qualité de cette imagerie innovante avec celles utilisées en clinique, en particulier en évaluant la robustesse, la reproductibilité et la compatibilité opératoire du dispositif (maniabilité, sécurité mécanique, acquisition d’images exploitables), en vue d'une application future en clinique et plus particuilèrement en cardiologie. Le projet se déroulera sur 2 établissements distincts pour sa réalisation.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont multiples. À court terme, cette étude pilote fournira des preuves de concept essentielles concernant la fiabilité, la sécurité d’utilisation et la performance du prototype miniaturisé. Les données obtenues permettront d’évaluer sa capacité à détecter et à caractériser de manière précise les lésions athérosclérotiques, notamment les dépôts lipidiques, l’inflammation et les éventuelles calcifications. Ces informations sont cruciales pour mieux comprendre les mécanismes d’évolution des plaques et identifier plus précocement les lésions à risque. À plus long terme, les résultats du projet pourraient contribuer au développement d’outils diagnostiques plus sensibles et plus spécifiques que ceux disponibles aujourd’hui en clinique (les maladies cardiovasculaires sont la 2ème cause de mortalité en France). Une imagerie intravasculaire plus fine et plus informative pourrait améliorer le dépistage, affiner les indications thérapeutiques et favoriser une médecine cardiovasculaire plus personnalisée, dans un contexte où l’athérosclérose est un processus qui demeure silencieux avant de déclencher des complications.

Procédures

Les animaux recevront une alimentation particulière, riche en cholestérol, destinée à provoquer progressivement la formation de plaques d’athérome dans leurs artères, susceptible de créer des nuisances aux animaux. Le régime enrichi en cholestérol peut entraîner des nuisances modérées et progressives, incluant une prise de poids, une diminution de l’activité, des troubles digestifs légers et une altération métabolique modérée. La formation de plaques d’athérome est attendue mais ne génère pas de douleur spontanée. Ces effets feront l’objet d’une surveillance clinique régulière avec des critères d’arrêt prédéfinis. Ils subiront également 3 interventions chirurgicales, réalisées sous anesthésie générale et analgésie d’environ 1 h à 1 h 30.

Impact sur les animaux

Les animaux peuvent ressentir du stress ou de l’inconfort pendant les phases préparatoires et les manipulations expérimentales. Les interventions sont associées à des nuisances modérées, pouvant engendrer douleur, lésion ou inconfort local au niveau des sites opératoires, ainsi qu’une détresse temporaire liée à l’anesthésie et aux procédures de contention. Les animaux peuvent également ressentir de la peur et du stress en lien avec les manipulations ou la nouveauté de l’environnement. Le régime alimentaire imposé pour induire la formation de plaques d’athérome est susceptible de provoquer des nuisances physiologiques telles que modification du métabolisme, prise de poids, troubles digestifs ou risque accru de maladies systémiques. Enfin, le fait d’être hébergés individuellement peut occasionner des nuisances environnementales, telles qu’un isolement social relatif ou une adaptation limitée à l’environnement de la cage, et des contraintes mineures sur la liberté de mouvement.

Devenir

Les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour la nécessité des études histologiques sur les vaisseaux sanguins.

Remplacement

L’utilisation d’animaux dans ce projet est justifiée par l’objectif scientifique : évaluer in vivo un prototype de sonde endovasculaire miniaturisée, comparable aux sondes utilisées en routine clinique, pour caractériser les lésions athérosclérotiques. Ce type d’évaluation nécessite un modèle physiopathologique dynamique, intégrant le flux sanguin, la réponse de la paroi artérielle, l’inflammation locale et la cicatrisation vasculaire après lésion ou intervention. Ces phénomènes ne peuvent être reproduits de manière fiable in vitro, sur explants ou sur modèles artificiels de vaisseaux. Avant toute expérimentation animale, des travaux préliminaires ont été réalisés pour limiter le recours aux animaux : essais sur explants ex vivo, tests sur fantômes d’artères et analyses sur lames histologiques. Ces étapes ont permis d’optimiser les paramètres optiques et techniques du dispositif, et de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Malgré ces précautions et méthodes alternatives, l’étude in vivo reste indispensable pour valider le fonctionnement du dispositif endovasculaire dans des conditions physiologiques réelles et garantir la pertinence des résultats pour des applications cliniques futures.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est strictement limité à cinq lapins expérimentaux et un témoin. Cet effectif a été déterminé en tenant compte de plusieurs critères : le minimum statistique nécessaire pour obtenir des résultats fiables, la variabilité interindividuelle connue du modèle lapin, la nécessité de recueillir des données longitudinales cohérentes tout au long de l’expérimentation. D’après le design expérimental dans le cadre d’une étude pilote, les mêmes individus serviront tout au long de l’étude : ils permettront d’abord de confirmer le développement des plaques d’athérome sous régime riche, puis seront utilisés pour la phase d’imagerie avec le dispositif expérimental. Ce schéma expérimental permet de maximiser la quantité et la qualité des informations obtenues tout en limitant au strict minimum le recours aux animaux, conformément au principe de réduction des expérimentations animales.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des cages individuelles, mais non étanches et possédant des parois translucides, permettant aux animaux de maintenir des stimuli visuels, olfactifs et auditifs avec leurs congénères. Avant toute procédure, chaque animal bénéficiera d’une période d’acclimatation d’au moins cinq jours, afin de réduire le stress lié au nouvel environnement. Les cages seront aménagées avec un enrichissement adapté, comprenant notamment des bûchettes à ronger et du foin, pour stimuler les comportements naturels et améliorer le confort. Les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien, portant sur leur état de santé et leur bien-être tout au long du protocole expérimental, avec un suivi particulier de leur comportement du fait de l’hébergement individuel. Toutes les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et analgésie, et les animaux seront surveillés en continu pendant l’intervention. Un suivi renforcé sera mis en place pendant les premiers jours après chaque procédure pour détecter et traiter rapidement tout signe de douleur ou de malaise. Si nécessaire, des analgésiques seront administrés pour soulager la douleur, et des antibiotiques pourront être utilisés en cas d’infection. Dans le cas où un animal présenterait une souffrance, une maladie ou une altération physique incompatible avec un bien-être acceptable, et qu’aucune mesure de soulagement efficace ne peut être appliquée, l’animal sera retiré de l’expérimentation et mis à mort. Pour les transferts vers l'établissement 2/2, les animaux seront transportés dans un véhicule climatisé dans des cages adaptées à l'espèce, en prenant soin de vérifier les conditions de circulation et météorologiques et sous surveillance du vétérinaire.

Choix des espèces

Le lapin a été choisi comme modèle animal en raison de sa pertinence scientifique et technique pour les études de navigation intravasculaire. La taille de ses vaisseaux est suffisamment proche de celle de certains vaisseaux humains ciblés par le projet, permettant d’évaluer le positionnement et le fonctionnement du cathéter endovasculaire dans des conditions comparables à la pratique clinique. De plus, le lapin est un modèle bien établi pour l’athérosclérose induite par l’alimentation, reproduisant de manière fiable la formation de plaques d’athérome et leur progression, telle que décrite dans de nombreuses publications scientifiques. Le choix du lapin répond également à des critères éthiques et réglementaires, car il permet d’obtenir des données pertinentes avec un nombre réduit d’animaux, tout en limitant le risque de douleurs ou de dommages durables grâce à sa taille adaptée. Les animaux utilisés seront des jeunes lapins pesant environ 3 kg, généralement âgés de 10 à 12 semaines. Ce poids correspond au minimum recommandé pour réaliser les procédures de navigation intravasculaire et l’introduction des cathéters expérimentaux. Le choix de ce stade de développement permet de garantir des vaisseaux de taille adaptée.

L'évaluation d'un dispositif médical implantable avant sa mise sur le marché relève d'une obligation réglementaire, et c'est elle qui commande ce projet. 150 porcs, 100 moutons et 80 chiens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour nécropsie et examen histologique. Ils sont mis à jeun six à seize heures selon l'espèce, cathétérisés, puis opérés sous anesthésie générale au cours d'interventions pouvant durer plusieurs heures, avec une douleur postopératoire annoncée sur plusieurs jours. Le porteur indique que les moutons sont utilisés pour éprouver la durabilité des matériaux et que les chiens interviennent quand leur anatomie est la plus proche de celle de l'homme, ce volet 1/2 doublant un projet 2/2 aux effectifs identiques.

Objectifs

Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. La chirurgie uro-néphrologique s’est développée rapidement dans la deuxième moitié du XXème siècle avec par exemple l’avènement de la transplantation rénale (années 60-70), ou encore de l’hémodialyse (années 50-60) permettant de sauver des millions de personnes par an, le développement de nouvelles technologies comme les circuits extracorporels avec filtre de dialyse permettant la déviation du sang vers un filtre externe et ainsi sa purification artificielle. Il est possible dès lors de pallier des dysfonctions importantes du rein par exemple. De même, le traitement des affections prostatiques, tumorales par exemple a fait des progrès immense grâce par exemple à l’avènement de techniques chirurgicales peu invasives assistées ou non de la vidéo endoscopie et/ou de la robotique. Les progrès diagnostiques et thérapeutiques se développent rapidement pour l’ensemble des organes de l’appareil urinaire et ses annexes. L’évaluation et le développement de nouveaux dispositifs, méthodes, techniques, molécules et tissus pour le diagnostic et le traitement des affections de l'appareil urinaire et ses annexes par des techniques de chirurgie standard ou mini-invasives, demandent une phase de recherche/développement préalable. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour les valider selon la règlementation en vigueur (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. 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 avec ou sans réveil pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. 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 les EU 1/2 et 2/2.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim, lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins, 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 avec ajout d'anesthésiques locaux pour certains actes chirurgicaux, 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. 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 (comme par exemple une prostate bilobée, ou un pénis formé comme chez l'homme...). 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 multimodale de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées 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 une anatomie semblable à celle de l’Homme (de l’enfant à l’adulte de grande taille), cela impose l’expérimentation sur des gros animaux. Les différences interspécifiques tissulaires, anatomiques et fonctionnelles nécessitent différentes espèces pour optimiser l’expérimentation. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les ovins sont un modèle pertinent pour évaluer la durabilité des matériaux des dispositifs testés dans les phases de développement dans ce projet. Les porcins sont avec le chien, un modèle pertinent pour l’évaluation des dispositifs intéressant des structures anatomiques de taille similaire à l’homme comme le rein, les uretères, la vessie, l’urètre. Les canins ne seront utilisés que rarement, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’homme. Par exemple les canins sont le seul modèle à présenter une prostate bilobée, ou un pénis formé comme chez l’homme. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.

Douze à seize heures de mise à jeun avant chaque anesthésie, des chirurgies pouvant durer plusieurs heures et un prélèvement de sang par semaine : 150 porcs, 100 moutons et 80 chiens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet évalue des dispositifs implantables et des techniques de chirurgie du rein, de la vessie et de la prostate, avec une douleur postopératoire annoncée sur plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. Les chiens sont retenus parce qu'ils sont, écrit le porteur, le seul modèle à présenter une prostate bilobée ou un pénis de forme comparable à celui de l'homme. Tous les animaux sont tués à la fin, la nécropsie et l'examen histologique servant à mesurer la tolérance des tissus et l'usure du dispositif.

Objectifs

Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. La chirurgie uro-néphrologique s’est développée rapidement dans la deuxième moitié du XXème siècle avec par exemple l’avènement de la transplantation rénale (années 60-70), ou encore de l’hémodialyse (années 50-60) permettant de sauver des millions de personnes par an, le développement de nouvelles technologies comme les circuits extracorporels avec filtre de dialyse permettant la déviation du sang vers un filtre externe et ainsi sa purification artificielle. Il est possible dès lors de pallier des dysfonctions importantes du rein par exemple. De même, le traitement des affections prostatiques, tumorales par exemple a fait des progrès immense grâce par exemple à l’avènement de techniques chirurgicales peu invasives assistées ou non de la vidéo endoscopie et/ou de la robotique. Les progrès diagnostiques et thérapeutiques se développent rapidement pour l’ensemble des organes de l’appareil urinaire et ses annexes. L’évaluation et le développement de nouveaux dispositifs, méthodes, techniques, molécules et tissus pour le diagnostic et le traitement des affections de l'appareil urinaire et ses annexes par des techniques de chirurgie standard ou mini-invasives, demandent une phase de recherche/développement préalable. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour les valider selon la règlementation en vigueur (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. 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 avec ou sans réveil pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. 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 les EU 1/2 et 2/2.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim, lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins, 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 avec ajout d'anesthésiques locaux pour certains actes chirurgicaux, 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. 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 (comme par exemple une prostate bilobée, ou un pénis formé comme chez l'homme...). 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 multimodale de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées 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 une anatomie semblable à celle de l’Homme (de l’enfant à l’adulte de grande taille), cela impose l’expérimentation sur des gros animaux. Les différences interspécifiques tissulaires, anatomiques et fonctionnelles nécessitent différentes espèces pour optimiser l’expérimentation. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les ovins sont un modèle pertinent pour évaluer la durabilité des matériaux des dispositifs testés dans les phases de développement dans ce projet. Les porcins sont avec le chien, un modèle pertinent pour l’évaluation des dispositifs intéressant des structures anatomiques de taille similaire à l’homme comme le rein, les uretères, la vessie, l’urètre. Les canins ne seront utilisés que rarement, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’homme. Par exemple les canins sont le seul modèle à présenter une prostate bilobée, ou un pénis formé comme chez l’homme. 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.

Réattribués à une nouvelle procédure après validation vétérinaire, dix macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque séance commence par une mise à jeun depuis la veille, se poursuit sous anesthésie continue avec trois cathéters posés, et comporte jusqu'à trente prélèvements sanguins, dans la limite de 15 % du volume circulant de l'animal. Le porteur reconnaît que des prélèvements trop répétés peuvent provoquer une anémie, et que l'hébergement individuel imposé le temps de la décroissance du radioisotope, jusqu'à 72 heures, constitue un stress. Il justifie le recours au macaque par la taille de ses veines, par la ressemblance de son cerveau avec celui de l'humain, et par le fait que ces études pharmacologiques ne sont "souvent pas autorisées chez l'homme".

Objectifs

Ce projet de recherche a pour objectif de vérifier si certaines molécules d’intérêt médical peuvent se fixer de manière fiable à une cible biologique précise, susceptible d’être utilisée en diagnostic ou en thérapie. Pour cela, nous utilisons une technique d’imagerie non invasive appelée tomographie par émission de positons (TEP), qui permet de suivre le comportement de ces molécules dans l’organisme vivant. La première question posée est de savoir si le radiotraceur utilisé se lie réellement à la cible visée, et si cette liaison est suffisamment spécifique et sélective. Autrement dit, il s’agit de vérifier que le signal observé correspond bien à la cible d’intérêt et non à d’autres structures biologiques. Cette étape est étudiée en administrant une molécule compétitrice connue, capable de prendre la place du radiotraceur. La deuxième question porte sur la reproductibilité des mesures, c’est-à-dire les différences de distribution du radiotraceur entre différents individus et également chez un même individu (test-retest). La troisième question concerne le devenir des molécules d’intérêt dans le sang et les tissus : sa répartition entre le sang total et le plasma, sa liaison aux protéines sanguines, sa stabilité dans le temps et sa distribution dans les organes. Enfin, la quatrième question vise à évaluer l’exposition globale de l’organisme au radiotraceur, un paramètre clé pour anticiper une utilisation future chez l’homme.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet apporteront des résultats significatifs dans la compréhension des mécanismes biologiques impliqués dans certaines maladies, en particulier en ce qui concerne l’interaction entre des molécules d’intérêt médical et leurs cibles dans l’organisme. Ces connaissances contribueront à accélérer le développement de nouveaux outils diagnostiques et thérapeutiques. En définissant des critères clairs de sélection des molécules dès les premières étapes de la recherche, les résultats permettront de mieux orienter les efforts scientifiques vers les solutions les plus efficaces, tout en limitant le recours ultérieur à des études plus complexes et plus lourdes. Le projet produira également des données fiables sur la distribution des molécules dans le cerveau et dans l’ensemble du corps, informations essentielles pour comprendre leur mode d’action et leur devenir dans l’organisme. Ces résultats renforceront la qualité des évaluations pharmacologiques et faciliteront la comparaison entre différentes molécules candidates. À plus long terme, les données générées constitueront une base scientifique solide et réutilisable, pouvant servir à l’identification de biomarqueurs diagnostiques ou à la préparation d’évaluations thérapeutiques ciblant des pathologies spécifiques. Grâce à la forte proximité biologique du primate non humain avec l’être humain, les résultats obtenus permettront une meilleure transposition vers la clinique, augmentant les chances que les avancées issues de ce projet se traduisent en bénéfices concrets pour la santé humaine. L’optimisation des stratégies de recherche contribue aussi à une utilisation plus raisonnée des ressources expérimentales, au bénéfice d’autres espèces et de l’environnement.

Procédures

Avant l’imagerie les animaux sont mis à jeun depuis la veille au soir pour un examen d’imagerie réalisé le matin. Après l’induction de l’anesthésie, trois cathéters sont posés, l’un sert à administrer l’anesthésie de manière continue pendant l’imagerie, l’autre à administrer les ligands, et le troisième pour effectuer des prélèvements sanguins. Le volume sanguin total prélevé et le nombre de prélèvements (maximum 30) correspondra à moins de 15% du volume circulant de l’animal. L’hébergement individuel est limité à la durée de décroissance du radioisotope (min 4h, max 72h.

Impact sur les animaux

Chaque séance d’imagerie sur le PNH est un acte qui peut générer plusieurs nuisances ou effets indésirables : - L’anesthésie peut induire une hypothermie et perte de poids transitoire de l’animal : les animaux sont thermorégulés avec un suivi de la température corporelle. Au réveil, les animaux sont nourris avec quelques fruits ou légumes en plus de leur ratio de croquettes. - L’anesthésie peut induire une déshydratation de l’animal. - Des prélèvements sanguins trop répétés peuvent induire une anémie chez le PNH: le taux d’hémoglobuline est mesuré régulièrement et une période de repos est accordée aux animaux entre les examens. - L’hébergement temporaire en zone TEP lors de la décroissance est un stress pour l’animal : cette période est réduite à la période de décroissance réglementaire. - L’introduction des cathéters peuvent induire des hématomes et douleurs associées.

Devenir

A l’issue de la procédure, après validation par le vétérinaire, les primates non humains peuvent être attribués à une nouvelle procédure.

Remplacement

Avant toute utilisation d’animaux, les radiotraceurs font l’objet d’une stratégie de développement progressive visant à privilégier les méthodes de remplacement. Des approches in silico (modélisation numérique) sont d’abord mises en œuvre afin de sélectionner les candidats les plus pertinents. Ces candidats sont ensuite évalués par des méthodes in vitro (tests de liaison, de spécificité, de stabilité et de métabolisme sur systèmes cellulaires ou biochimiques) et, lorsque cela est possible, par des approches ex vivo. Ces étapes permettent un remplacement partiel de l’expérimentation animale et conduisent à l’élimination précoce des radiotraceurs ne répondant pas aux critères requis. La validation in vivo chez le rongeur constitue une étape intermédiaire indispensable pour étudier la biodistribution, la pharmacocinétique et le signal d’imagerie dans un organisme vivant. Toutefois, pour certains ligands à visée clinique, les données obtenues chez le rongeur ne permettent pas d’obtenir des résultats suffisants, notamment en raison de différences physiologiques, anatomiques et métaboliques limitant la transposabilité à l’homme. Dans ces situations spécifiques, l’évaluation chez le primate non humain devient nécessaire afin de se rapprocher au plus près des conditions cliniques humaines. À ce stade du développement, il n’existe pas d’alternative complète permettant de reproduire de manière intégrée l’ensemble des paramètres requis (biodistribution, métabolisme, cinétique du radiotraceur, passage de barrières biologiques et signal d’imagerie). Ces phénomènes ne peuvent pas être modélisés de façon fiable par des méthodes in silico, in vitro ou ex vivo seules. Seuls les radiotraceurs pour lesquels l’ensemble des approches alternatives et des modèles de rongeurs s’est révélé insuffisant sont testés chez le primate non humain, ce qui permet de limiter strictement le nombre d’animaux utilisés. L’imagerie TEP, méthode non invasive, autorise par ailleurs des études longitudinales chez un même animal, contribuant au raffinement des procédures et à la réduction globale de l’utilisation d’animaux.

Réduction

L’imagerie TEP est une technique d’imagerie peu invasive, ce qui permet de répéter l’examen chez le même animal, réduisant ainsi le nombre d’animaux. Les examens d’imagerie étant très bien tolérés par les animaux, nous faisons le choix de réduire le nombre d’animaux dans cette demande d’autorisation de projet et d’augmenter les répétitions. Si certaines informations sont déjà connues dans la littérature, ces expériences ne seront pas répétées.

Raffinement

L’examen se déroule sous anesthésie générale. Une assistance respiratoire est appliquée en cas d’arrêt respiratoire. Pendant l’examen, les paramètres physiologiques, tels que le rythme cardiaque, la pression artérielle et la fréquence respiratoire sont utilisés comme indicateurs pour adapter la profondeur de l’anesthésie. Avant chaque protocole, le taux d’hémoglobine est mesuré pour chaque primate non humain au début, et pendant toute la durée de la procédure. Pendant les examens, les animaux sont hydratés. Des points limites ont été identifié conduisant à l’arrêt de l’imagerie, suivi par le réveil, et une phase de récupération puis reprise normale du protocole ou prolongement période de repos.

Choix des espèces

Le primate non humain permet par sa taille d’effectuer des prélèvements sanguins simultanément à l’acquisition des images TEP, contrairement au rongeur. Ce projet utilise des jeune adulte d’au moins 5 ans pour assurer que : - le volume sanguin permette les prélèvements nécessaires, - la taille des veines/artères permette facilement la pose de cathéters. Chez l’homme, le prélèvement sanguin artériel demande une logistique hospitalière importante, et est difficile voire impossible à mettre en œuvre chez certains patients. L’utilisation du primate non humain se justifie par la ressemblance anatomique et fonctionnelle du cerveau par rapport à celui de l’homme. La taille et la structure du cerveau permettent des analyses anatomiques et fonctionnelles strictement comparables à celles réalisées dans les mêmes conditions chez les patients. L’utilisation du primate non humain se justifie par le fait que les études pharmacologiques ne sont souvent pas autorisées chez l’homme, car les pharmaceutiques utilisés dans ces études ne disposent pas toujours d’une autorisation de mise sur marché (AMM). Jeune adulte d’au moins 5 ans pour assurer que: - le volume sanguin permette les prélèvements nécessaires pour la mesure temporelle de la concentration sanguine du radioligand, - la taille des veines/artères permette facilement la pose de cathéters.

84 poules vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement d'organes et de plumes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Inoculées à quatorze jours et tuées au plus tard à quarante-deux jours, elles subissent deux à cinq prises de sang et deux à quatre arrachages de plumes, dans des isolateurs où la compétition alimentaire dépend de la fréquence des nourrissages. Le porteur annonce que de rares animaux développeront la maladie de Marek, tout en décrivant une infection fatale à la majorité des oiseaux atteints, avec fièvre, paralysie, lymphome ou mort subite. L'objet du projet reste de mettre au point une contamination par les poussières d'élevage, présentée comme un moyen de diviser par deux le nombre d'animaux utilisés par expérience.

Objectifs

Le virus de la maladie de Marek est un herpesvirus aviaire hautement contagieux et entrainant des lymphomes mortels pour les animaux en quelques semaines. Ce virus se transmet entre animaux par l'intermédiaire de poussières d'élevage contaminées. Les virions présents dans l'environnement sont excrétés à partir des follicules plumeux infectés, contaminant durablement l'environnement. En effet, l'infectiosité de ce virus dans l'environnement perdure pendant plusieurs mois, ce qui est une propriété inhabituelle pour un herpesvirus. L’objectif de ce projet est d’établir un protocole d’infection par voie aérienne, la voie naturelle d’infection des animaux, à partir de poussières d’élevage contaminées (issues d’un environnement ayant hébergé des animaux infectés), le matériel infectieux physiologique ou bien à partir de squames infectés produites in vitro. Dans ce cas, il s’agira de tester leur infectiosité et d’obtenir du matériel infectieux transmissible sans avoir recours à des animaux. Ce projet nous permettra de mieux caractériser la nature du matériel infectieux et d'approfondir nos connaissances sur les premières étapes de l’infection par voie respiratoire. Dans le cadre de ce projet, nous testerons différents dispositifs de nébulisation ou de préparation/formulation des squames. Si ce protocole est établi, il permettra à terme d’être utilisé pour tester la protection de l’infection par voie aérienne de candidats vaccins.

Bénéfices attendus

Disposer d’une méthode d’administration du virus par voie naturelle qui ne court-circuite pas l’infection par voie respiratoire, comme c’est le cas quand nous inoculons le virus par voie intra-musculaire (IM). Si nous pouvons reproduire l’entrée virale par voie respiratoire avec des cornéocytes produits in vitro, cela nous permettra à l’avenir de tester l’entrée de virus mutants chez la poule directement, sans avoir besoin d’inoculer des poules par voie IM et de les élever avec des poules contacts, découplant ainsi excrétion par les follicules plumeux et entrée virale par voie aérienne. Cela permettra de réduire de moitié le nombre d’animaux utilisés par expérience. Cela permettra aussi de synchroniser les infections des animaux par voie aérienne (ce qui n’est pas possible avec les animaux contacts) afin d’identifier les premières cellules infectées de l’appareil respiratoire dans les 48h post-infection, soit par imagerie sur animaux vivants, soit après sacrifice des animaux sur tissus explantés et analyse microscopique. Au travers de ce projet, nous espérons (i) établir un modèle d’infection MDV par voie aérienne, la voie naturelle d’infection des poules (ii) observer l’infection des animaux à partir de cornéocytes infectés produits dans le modèle d’équivalent de peau et ainsi démontrer que ce matériel et que le modèle des équivalents de peau est un modèle permettant de mimer l’excrétion du MDV au niveau du follicule plumeux. Les bénéfices sont donc à répartir sur plusieurs niveaux à court ou moyen terme : - Maladie de Marek : Capacité à infecter des animaux directement à partir de poussières infectieuses et donc avoir un modèle qui reproduit l’infection naturelle par voie respiratoire. Synchroniser les infections par voie respiratoire. Ouvrir la voie à une meilleure caractérisation de la maladie par une détection des cellules infectées précocement dans l’appareil respiratoire, cet aspect de la physiopathologie de la maladie restant très mal connu. - Virologie : Etude de la fonction des gènes du MDV et mise au point d’une méthode pour l'évaluation de l'infectiosité par voie aérienne de mutants MDV produits in vitro sur équivalents de peau en cornéocytes.

Procédures

Une inoculation de virus sur animaux vigiles + 2 à 5 prélèvements de sang sur animaux vigiles + 2 à 4 prélèvements de plumes sur animaux vigiles. Durée de chaque acte : moins d’une minute.

Impact sur les animaux

1/ L’hébergement des animaux en isolateurs est nécessaire dans le cadre des recherches portant sur le virus de la maladie de Marek. Cependant, l’hébergement en isolateurs peut induire une compétition sur les ressources alimentaires en fonction de la fréquence des nourrissages. 2/ La maladie de Marek est une maladie virale hautement contagieuse et fatale pour la majorité des animaux infectés. Il est attendu que de rares animaux de l’étude soient atteints de la maladie durant le temps de l’étude. Parmi les symptômes possibles : fièvre, paralysie, mort subite, lymphome, perte de poids, perte de plumes, difficultés respiratoires, ailes pendantes, boiterie. 3/ Les prises de sang et prélèvements de plumes entraineront un stress récurrent chez les animaux concernés. Ces manipulations entraineront également des douleurs ponctuelles : un animal dont la contention serait mal assurée pourrait se faire mal ou se blesser ; l’inoculation par voie intra-trachéale peut entrainer une douleur au niveau du site d’injection et les prises de sang peuvent être sources d’hématomes au site de prélèvement. Les prélèvements de plumes entrainent une douleur ponctuelle pour l’animal.

Devenir

En fin d’expérience, tous les animaux seront euthanasiés pour réaliser différents prélèvements d'organes et de plumes.

Remplacement

Il est impossible de remplacer le modèle d’infection in vivo par des approches in vitro ou in silico car les méthodes actuelles n‘offrent qu‘une approche très limitée de la maladie. Notamment, actuellement, il n‘est pas possible d‘étudier in vitro l’infection à partir de poussières. L’utilisation d’un autre modèle animal, moins sensible à la maladie, est également impossible car cet herpès virus n’infecte que les gallinacés.

Réduction

Dans ce projet, on s’attend à avoir 100% des animaux infectés, comme dans les conditions naturelles avec des animaux contacts. Le 1er objectif de ce projet est d’établir une méthode d’infection des poules par voie aérienne avec les poussières. Avec un virus fluorescent ayant un phénotype sauvage, on obtient 100% de transmission à 5 animaux contacts (animaux utilisés pour tester la transmission par voie aérienne, la voie naturelle/physiologique). Aussi si 100% des animaux ne sont pas infectés dans les expériences pilotes avec les poussières, la voie et/ou le matériel sera considéré comme déficient et sa préparation/administration devra être modifiée/optimisée (c’est l’objet des 3 expériences pilotes).

Raffinement

Les animaux seront maintenus en groupe dans des isolateurs adaptés en nombre et en taille, dans des conditions environnementales contrôlées, avec nourriture et boisson à volonté. Ils bénéficieront d’un enrichissement social. Dans les isolateurs, des objets à picorer seront à disposition ainsi qu’un tapis grattoir. Une visite des animaux sera effectuée 2 fois par jour par le personnel technique qualifié. Les animaux présentant des symptômes graves seront euthanasiés après confirmation du diagnostic de la maladie de Marek. Les animaux présentant des symptômes légers seront surveillés plus attentivement pour détecter l'apparition de nouveaux symptômes. Les euthanasies seront réalisées par injection de pentobarbital. L'ensemble des gestes techniques est assuré par du personnel formé et compétent, ce qui limitera le stress des animaux. La contention sera effectuée en douceur et les prélèvements seront réalisés le plus rapidement possible. La contention pour les inoculations en intrachoanale ou en intratrachéale se fait à 2 personnes pour assurer un geste plus sûr et rapide. Les prélèvements de plumes et de sang seront réalisés simultanément pour limiter le stress. Le nombre de prélèvements sera réduit au minimum et espacés au minimum de 7 jours pour limiter la manipulation et la souffrance liées aux prélèvements répétés. Dans le cas des prélèvements de plumes, de petites plumes seront prélevées, ce qui limite la douleur par rapport aux prélèvements de plus grosses plumes. Afin de limiter la douleur lors de l'inoculation du virus par voie intra-trachéale, nous utiliserons des sondes adaptées à l’âge des animaux. L’inoculation par voie intra-choanale sera réalisée avec une pipette. Les injections seront réalisées sous PSM (poste sécurité microbiologique) ou sous isolateur de travail avant l'entrée des animaux dans les isolateurs afin de faciliter la manipulation, notamment la contention des animaux et ainsi rendre l’inoculation intra-trachéale plus simple et moins stressante pour les animaux.

Choix des espèces

Le virus de la maladie de Marek ne provoque des lymphomes que chez les gallinacés. L’utilisation de la race White Leghorn permet d’obtenir des effets plus importants et donc, de limiter le nombre d’animaux utilisés dans l’étude. De plus, chaque année, malgré la vaccination, des élevages de poulets présentent des cas de maladie de Marek. Cela peut être dû à une mauvaise vaccination, à des souches hypervirulentes ou à des environnements très contaminés. Pour des raisons techniques, les poulets seront inoculés à l’âge de 14 jours (voire à 5 jrs). Ils seront euthanasiés à maximum 42 jours d’âge pour les expériences 0, 0bis, 1, 2, 3 et 4 et à 60 jours pour l’expérience 5. L’âge d’inoculation de 14 jours a été choisi pour 3 raisons : c’est l’âge décrit dans la seule publication relatant l’inoculation de poules par des poussières, cet âge permet d’envisager une administration intra-trachéale, et de réaliser des prélèvements sanguins suffisant dès le début de l’expérience, tout en restant sensible à la maladie.

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.

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.