Toxicologie (hors obligations réglementaires)

Pour calculer des marges de sécurité avant la première administration de médicaments à des êtres humains, 720 souris, 840 rats et 800 lapins vont être utilisés dans 65 études, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent les composés par voie orale, intramusculaire, sous-cutanée ou intraveineuse, sur des durées allant d'un jour à six mois, avec prélèvements de sang, de tissus, de fèces, d'urine, de salive et de larmes. Des mises à mort intermédiaires sont prévues pour prélever les tissus aux différents temps de l'étude. Le porteur écrit à deux reprises que ce projet est "indispensable" à la première administration chez l'humain, sans que la nature des composés testés soit précisée.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de déterminer les propriétés pharmacocinétiques et pharmacodynamiques d'un ou plusieurs composés pharmaceutiques après administration unique ou répétée chez des rongeurs ou des lagomorphes. La réalisation de ce projet est indispensable à la réalisation de la première administration chez l'Homme, conformément aux lignes directrices ICH S3 M2 et ICH S3 (TK).

Bénéfices attendus

L'ensemble des études du projet vise à identifier un profil métabolique, pharmacocinétique, pharmacodynamique de biodistribution permettant le calcul de marge de sécurité chez l'Homme en gardant à l'esprit en permanence le ratio bénéfice/risque du produit concerné pour la santé humaine. La réalisation de ce projet est indispensable à la réalisation de la première administration chez l'Homme.

Procédures

Les animaux sont traités par différentes voies (principalement orale mais aussi intramusculaire, sous- cutanée ou intraveineuse…) de façon journalière (voire plusieurs fois/j) hebdomadaire, ou de manière plus espacée (ex: toutes les 2 semaines, mensuel), avec le(s) produit(s) d’intérêt. La durée de l’administration est généralement rapide (quelques secondes à quelques minutes) et peut atteindre 1 heure dans le cas de perfusion intraveineuse. La durée des études peut être courte (1j) ou longue [1 semaine, 2 semaines, 1, 3, ou 6 mois]. Des prélèvements sanguins, tissulaires, de fèces, urinaires ou/et de fluides corporels (salive, larmes) seront réalisés au cours du temps et analysés afin de déterminer les niveaux du ou des composés administrés, de leurs métabolites ou d’autres marqueurs pharmacologiques pour permettre l’analyse pharmacocinétique, pharmacodynamique et de biodistribution. D’autres prélèvements sanguins ou urinaires sont également possibles pour bilan urinaire, hémato-biochimique ou hormonal par exemple. L’ensemble de ces prélèvements sont réalisés à une fréquence et aux volumes conformes aux recommandations éthiques en vigueur. Tout prélèvement dépassant ces recommandations devra être justifié et fera l'objet d'une réévaluation par le comité d'éthique (balance bénéfice/contrainte pour l'animal). Les animaux seront examinés quotidiennement afin de déceler tout signe clinique. Les consommations alimentaire et/ou hydrique pourront être suivies. Des examens ophtalmologiques, échographiques, radiologiques, comportementaux peuvent être réalisés. Le poids corporel sera mesuré à différents temps au cours du projet. Les animaux seront euthanasiés à la fin du projet et un examen microscopique sera réalisé sur les tissus collectés si nécessaire. La manipulation des animaux durant les interventions est généralement inférieure à 1h/animal/jour (en considérant par ex. 1 journée avec 1 administration + 6 prélèvements sanguins soit environ 30 min). Jusqu’à une vingtaine d’interventions peuvent être réalisées par animal et par semaine (en considérant par exemple 1 administration quotidienne et 12 prélèvements sanguins dans la semaine). Une mise en diurèse n’excédant pas 16h est aussi possible. Une mise à jeun temporaire (en présence d’eau) peut être nécessaire (maximum 16h) pour les rongeurs. Dans certaines situations, les animaux peuvent être soumis à un hébergement individuel dans leur cage (en cas d’agressivité ou de soins individuels par exemple).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus correspondent aux effets pharmacologiques du produit administré (ex : action au niveau du système nerveux central), à l’inconfort, au stress et/ou à la douleur transitoires liés aux procédures [prélèvements, administration répétée, contention, mise à jeun éventuelle (uniquement pour les rongeurs)] et/ou aux effets systémiques (exemples : pertes de poids, baisse de consommation alimentaire) qui peuvent être observés. Un hébergement en individuel (rare), avec contacts olfactifs, visuels et sonores préservés et enrichissements additionnels, peut être requis (ex. pour suivre la consommation alimentaire individuelle ou pour des études par voie dermale).

Devenir

En parallèle des prélèvements sanguins, réalisés au cours de l’étude, l’évaluation de la pharmacocinétique, de la pharmacodynamie et de la biodistribution, peut nécessiter des euthanasies intermédiaires afin d’effectuer des prélèvements tissulaires et/ou une analyse histopathologique selon les différents temps de prélèvements définis dans l’étude. Ceci pour permettre l'évaluation de l'exposition du composé ou des composés dans le tissu cible, et /ou pour évaluer les potentiels effets toxiques sur les organes et tissus, respectivement. A ce titre tous les animaux de ce projet seront euthanasiés en fin d’étude.

Remplacement

L'évaluation pharmacocinétique, pharmacodynamique et de la biodistribution d'un composé ou de plusieurs composés administrés dans un organisme complet ne peut pas être réalisée qu'avec des études in vitro, car il n'existe pas d'alternative complète in vitro pour ce type d'évaluation en raison de la complexité d'un organisme vivant. Seule l’observation sur un organisme vivant dans son ensemble permet d’évaluer les différentes phases d’absorption, de métabolisme, de distribution et d’élimination du/des composé(s), de définir les relations et/ou interactions entre ces différentes phases et de pouvoir déterminer l’exposition du/des composé(s) administré(s) dans l’organisme.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe est très variable en fonction du design de l’étude et du nombre de doses testées. En effet, des animaux des deux sexes seront utilisés uniquement pour permettre l'évaluation de l'effet du sexe sur les paramètres pharmacocinétiques et pharmacodynamiques et sur la biodistribution. Par ailleurs, il peut y avoir une comparaison avec des composés de référence, un criblage de plusieurs produits, etc. Mais le nombre d’animaux par groupe correspondra au minimum permettant une analyse statistique fiable, conformément aux recommandations des lignes directrices. Ce projet permettra de réaliser 65 études, 35 chez le rat; 10 chez la souris et 20 chez le lapin, avec un nombre d'animaux déterminé à minima afin d'obtenir des résultats robustes et fiables permettant d'atteindre tous les objectifs de l'étude en procédant à toutes les analyses nécessaires.

Raffinement

En général, les doses utilisées sont des doses pharmacologiques, faibles et similaires à celles utilisées chez l'Homme. L'état général des animaux est surveillé quotidiennement. Les paramètres suivants peuvent être contrôlés régulièrement afin d’évaluer l’état de santé des animaux : poids corporel et consommation de nourriture et d’eau, température corporelle, signes cliniques, morbidité/mortalité, etc. Toute anomalie est signalée au Directeur d’étude et/ou au vétérinaire selon la sévérité et le degré d’urgence. Si un ou plusieurs points limites sont atteints (perte de poids continue, signes locaux ou généraux ne pouvant être traités/soulagés par des soins (ex : antibiotique/anti- inflammatoire), que la douleur de l’animal ne peut être soulagée ou que l’inconfort ne peut pas être suffisamment limité à son minimum, la décision d'interrompre le traitement ou d'euthanasier l'animal sera prise. Des prélèvements sanguins seront effectués selon les bonnes pratiques vétérinaires de fréquence et de volume. Certains traitements sont réalisés sous anesthésie locale ou générale pour éviter le stress, le douleur ou l’inconfort, par ex : les administrations intramusculaires et intra-articulaires. Les rongeurs et les lapins sont hébergés en groupe dans la majorité des situations. Cependant, soit en raison d'incompatibilités sociales observées parfois chez le lapin ou les souris mâles, soit dans certaines situations expérimentales rares (rongeur uniquement) un hébergement individuel peut être nécessaire. Il devra être dûment argumenté (ex : voie d’administration dermale, bilans d'élimination en collectant les urines et fèces). Le cas échéant, des enrichissements supplémentaires seront proposés et le contact visuel et olfactif sera maintenu.

Choix des espèces

Les espèces rat, souris et lapin sont des espèces de laboratoire très largement utilisée en recherche biomédicale (littérature et connaissance très larges) et sont couramment utilisées pour l'évaluation pharmacocinétique, pharmacodynamique et de la biodistribution et acceptées par les autorités. Le choix de l’espèce/souche est dicté par différents facteurs : résultats déjà existants (essais préliminaires in vitro et in vivo), voie d'administration choisie, métabolisme vitro et/ou pharmacocinétique/pharmacodynamique. De façon standard, les rats, souris et lapins seront âgés de 6 à 10 semaines, 6 à 8 semaines et 3 à 4 mois, respectivement, correspondant à un niveau « jeune adulte » de croissance et de développement nécessaire et suffisant pour conduire les expérimentations. Toutefois, ce projet pourra être effectué avec des animaux juvéniles ou avec des animaux plus âgés (> 1 an) en fonction de l’objectif de l’évaluation et de manière à ce que l’état physiologique de l’animal permette une réponse non équivoque des systèmes analysés après traitement avec le(s) composé(s) et ainsi permettre une évaluation adéquate des paramètres ciblés. Les animaux ne doivent pas être gravides.

Trois lignées de miniporcs Göttingen, dont une humanisée pour certaines immunoglobulines et une déficiente pour le récepteur à l'hormone de croissance, sont caractérisées pour le compte d'un consortium associant laboratoires publics et industriels du médicament. 126 cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec administration unique ou répétée de composés à tester sur deux mois au maximum. Ils subissent des prélèvements sanguins, des examens ophtalmologiques, un enregistrement cardiorespiratoire sous gilet et parfois la pose chirurgicale d'un bouton d'accès vasculaire chez le fournisseur. Environ 24 d'entre eux pourront être réutilisés dans d'autres études et un petit nombre adopté, les autres étant tués pour des prélèvements terminaux, le porteur présentant l'ensemble comme un moyen de réduire à terme le recours aux primates non-humains.

Objectifs

Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un consortium financé par des fonds européens. Ce consortium international implique des partenaires privés (compagnies pharmaceutiques et sous-traitants) et publics (laboratoires universitaires) et a pour but d’étendre, partager au niveau international et mettre en pratique les connaissances des modèles porcins ; le but ultime étant de renforcer l’usage raisonné des miniporcs en réduisant le recours aux primates non-humains pour les études de sécurité non clinique. Les données générées par ce projet contribueront à : -Caractériser le modèle miniporc Göttingen, le miniporc Göttingen humanisé pour certaines immunoglobulines et le microporc Göttingen (déficient pour le récepteur à l’hormone de croissance), -Ddévelopper, valider et mettre en place des modalités non invasives innovantes pour assurer un meilleur suivi clinique des animaux et permettre une meilleure évaluation des systèmes nerveux et cardiovasculaires, -Enrichir notre compréhension du système immunitaire porcin, -Découvrir et/ou valider des biomarqueurs de toxicité et d’efficacité, -Evaluer l’intérêt des modèles porcins dans le développement des biothérapeutiques, -Contribuer à l’élaboration de modèle in vitro en collaboration avec les autres membres du consortium (ex : toxicité hépatique et rénale) chez le miniporc, -Alimenter une base de données largement accessible compilant les données existantes chez le primate non-humain et l’homme en comparaison avec les données chez le miniporc ou le microporc (données existantes ou générées lors du consortium). Ces données seront exploitées par des biostatisticiens pour évaluer l’intérêt translationnel de ces modèles porcins. A noter également que le consortium comprend des comités consultatifs dédiés aux aspects réglementaires, à l’éthique et au bien-être animal pour assurer le respect des 3R.

Bénéfices attendus

À court et moyen termes, ce projet enrichira nos connaissances scientifiques et notre expertise pratique sur trois modèles porcins. Une meilleure connaissance de ces modèles permettra de les utiliser à bon escient dans l’évaluation de la sécurité des médicaments permettant ainsi : -De générer des informations essentielles avant la première administration chez l’Homme, -D'identifier les candidats médicaments les plus prometteurs, -+D'interrompre plus tôt le développement de molécules ayant un profil non satisfaisant en termes de sécurité, d’efficacité et/ou de pharmacocinétique au regard de l’indication thérapeutique. À plus long terme, ces avancées pourraient offrir une alternative pertinente à l'utilisation de primates non-humains dans l'évaluation préclinique des candidats médicaments. Dans une perspective plus large, les connaissances acquises grâce à ce projet seront partagées au sein d’un consortium européen, regroupant partenaires privés et publics. Cette collaboration favorisera l'identification et la validation de nouveaux biomarqueurs comme indicateurs précoces de toxicité. Les biomarqueurs les plus pertinents pourront être proposés comme outils innovants pour adapter les essais cliniques, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en matière de diagnostic et de médecine personnalisée par exemple.

Procédures

Les animaux seront concernés par l’administration unique ou répétée (quotidienne ou hebdomadaire) d’un composé à tester, possibles par différentes voies (le plus souvent intra-veineuse ou orale), au cours de l’étude sur une durée maximale de 2 mois. Des prélèvements de sang ou autres fluides biologiques, associés à une contrainte légère de quelques minutes, seront nécessaires pour évaluer différents paramètres (par exemple hématologie, biochimie, immunologie) ; leur fréquence et leur volume sont conformes aux recommandations éthiques en vigueur et sont réalisés sous anesthésie/analgésie (entre 15 et 30 minutes) quand ils sont invasifs. Plus rarement, une procédure chirurgicale pourra être pratiquée chez le fournisseur afin de mettre en place un bouton d'accès vasculaire (durée d’intervention sous anesthésie générale-analgésie inférieure à 2 heures). Des mesures comme par exemple, la température corporelle, le poids sont réalisées en fonction de l’objectif de l’étude. En outre, des examens peuvent être réalisés pour évaluer les grandes fonctions physiologiques : - examen ophtalmologique sur animal vigile ou légèrement sédaté (durée maximale : 10 min, 3 fois dans l’étude) - examen cardiorespiratoire et neurocomportementale, sur animal vigile équipé d’un gilet, (enregistrement continu sur 36h, répété 8 fois maximum dans l’étude).

Impact sur les animaux

Les effets attendus chez les animaux seront limités à une contrainte modérée. Ils correspondent aux effets adverses potentiels des produits administrés pouvant se traduire chez l’animal par exemple par une baisse d’activité, une modification du comportement de l’animal, une baisse de la consommation alimentaire, des signes digestifs type diarrhée, une perte de poids et/ou une modification de la température corporelle, et/ou une sensibilité accrue aux infections. Par ailleurs, les prélèvements et examens nécessaires au cours des études pourraient entraîner des nuisances de courte durée.

Devenir

Ces études nécessitent souvent des prélèvements terminaux (analyse anatomo-pathologique ou quantification de l’exposition tissulaire du composé à tester). C’est seulement lorsque les objectifs de l’étude ne nécessitent pas ces analyses que certains animaux pourront être ré-utilisés après approbation du vétérinaire. L’estimation de ce nombre est d’environ 24 animaux. Seul un petit nombre d’animaux non génétiquement modifiés sera possiblement adoptés.

Remplacement

Ce projet s'inscrit dans une démarche globale des 3Rs visant à remplacer et/ou réduire et raffiner l'utilisation d'animaux de laboratoire, en s'appuyant sur les données qui seront générées par le consortium européen et le partage d'informations. Cette approche intègre plusieurs éléments clés : une revue bibliographique approfondie, l'utilisation de biologie moléculaire, le développement de modèles in vitro basés sur le modèle miniporc ainsi que l'analyse de données cliniques recueillies chez les patients. Pour mener à bien ces activités, une équipe pluridisciplinaire d'experts intervient pour optimiser l'utilisation des prélèvements sanguins et tissulaires générés pendant les études et pour développer des alternatives innovantes aux modèles animaux traditionnels. Le recours à l’animal de laboratoire reste cependant nécessaire car il n’existe aujourd’hui aucun modèle in vitro mimant la complexité des interactions (notamment via le système immunitaire) d’un organisme entier et les effets possibles d’un candidat médicament sur celui-ci. De plus, il est nécessaire de pouvoir identifier ou valider des biomarqueurs présents dans les fluides biologiques et/ou certains tissus (accessibles sur animal entier) et de transférer les connaissances scientifiques acquises au cours de ces études aux études cliniques.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe et le nombre de groupes sont définis sur des bases scientifiques (bibliographie et données historiques, lignes directrices internationales et internes) et/ou avec l’apport des biostatistiques afin d'avoir un effectif minimum mais statistiquement exploitable pour pouvoir interpréter les différents effets. Lorsque les objectifs d’étude le permettent et en accord avec le vétérinaire, certains animaux peuvent être réutilisés, ce qui participe à diminuer le nombre total d’animaux utilisés. De plus, le but ultime du consortium européen dans lequel ce projet s’inscrit est d’apporter une alternative pertinente à l’utilisation de primates non-humains en diminuant le recours à l’utilisation de ces animaux pour l’évaluation préclinique des candidats médicaments.

Raffinement

La contrainte des prélèvements et administrations sous contention est minimisée par la mise en place d’habituations et d’entrainement avec distribution systématique de récompenses alimentaires (par exemple, pour certains prélèvements sanguins, mis en hamac après training avec renforcement positif, ou habituation à la position assise pour un entrainement à l’administration par voie orale ou aux prélèvement sanguins). L’état clinique des animaux est surveillé au moins quotidiennement, des pesées ou autres mesures (températures, examens sanguins, etc.) sont réalisées régulièrement afin d’anticiper au maximum l’apparition de toute douleur et de mettre en place des mesures spécifiques (changement de dose, arrêt anticipé de l’étude, mise en place de soins de support ou analgésie) par le responsable d’étude en concertation avec le vétérinaire en application des points limites stricts et spécifiques de la procédure. De plus, des examens non invasifs complémentaires (capteurs intégrés à des gilets, vidéo-surveillance) permettront un meilleur suivi clinique des animaux tout au long des études. En outre, des prélèvements de sang ou de tissus seront effectués pour développer des nouveaux marqueurs sanguins et mettre en place une banque de tissus en collaboration avec les partenaires du consortium européen.

Choix des espèces

Les porcs sont utilisés pour la recherche biomédicale et dans des études visant à évaluer l’efficacité, la pharmacocinétique, le métabolisme et la toxicité des médicaments. D’un point de vue anatomique et/ou physiologique, les systèmes cardiovasculaires, urinaires, tégumentaires et digestifs des porcs ont, en particulier, été considérés comme utiles dans la modélisation chez l’Homme. La taille et le poids important des porcs domestiques (charcutiers) ont été considérés inadaptés à la Recherche. En conséquence, des souches plus petites ont été développées grâce à un processus de sélection (miniporcs), et sont utilisées comme animal de laboratoire car elles sont plus faciles à manipuler et nécessitent également moins de substances actives/formulation. Pour renforcer davantage la pertinence des modèles porcins à des fins scientifiques, plusieurs souches ont été récemment développées : le miniporc humanisé pour IgG1 et IgG4 permettant de limiter les réactions immunogéniques non transposables à l’Homme et le microporc transgénique déficient pour le gène du récepteur à l’hormone de croissance permettant une réduction supplémentaire de la taille des miniporcs. Les animaux utilisés sont des animaux sevrés, juvéniles ou adultes afin d’évaluer de manière satisfaisante les profils PK, PD, et toxicologiques de molécules pharmaceutiques.

Quatorze heures d'immobilisation forcée par séance, jusqu'à cent moustiques femelles lâchés sur eux : 24 cobayes sont utilisés une fois par semaine, pendant quatre à six mois par an sur cinq ans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Douze seront réutilisés dans un projet ultérieur, douze proposés à l'adoption vers trois ans. Ils servent d'appâts vivants pour attirer les moustiques et mesurer l'efficacité de moustiquaires imprégnées d'insecticide destinées à l'Afrique. Le porteur reconnaît un stress et une possible ankylose des membres liée à la contention prolongée, tout en affirmant qu'aucune démangeaison ni inflammation n'est à noter après les piqûres.

Objectifs

Un des objectifs de notre laboratoire est d’utiliser les moustiques qui y sont produits pour des projets de recherche en santé publique dans divers domaines et notamment, pour l’évaluation d’insecticides utilisés en santé publique. Notre objectif ici est de tester l'efficacité de moustiquaires imprégnées d'insecticides sur des moustiques adultes dans des conditions de laboratoire proches des conditions de terrain. En effet, les moustiquaires sont utilisées en Afrique pour protéger les populations des moustiques pouvant transmettre le paludisme. Ce test consiste en l'exposition de moustiques à des moustiquaires trouées imprégnées d’insecticide dans des cages en verre, en présence d’un cobaye pour attirer les moustiques. Les résultats permettent d’évaluer l’efficacité de l’insecticide ainsi que le degré de protection individuelle et collective.

Bénéfices attendus

Le paludisme est une maladie qui fait chaque année de 1 à 3 millions de morts, or, les moustiquaires imprégnées représentent un outil majeur de santé publique pour la protection des populations en Afrique. L’utilisation de moustiquaires imprégnées sont un outil de protection majeure contre le paludisme en Afrique. De plus, l’évaluation de ces dispositifs en laboratoire est nécessaire avant leur deploiement sur le terrain et pour éviter la propagation de moustiques résistants pour continuer à protéger les populations.

Procédures

Les cobayes subiront une contention longue (approximativement 14 heures) ainsi que des piqûres de moustiques (notamment pour le contrôle - jusqu’à 100 moustiques) au maximum 1 fois/semaine sur des périodes de 4 à 6 mois par année. Le volume de sang prélevé par les moustiques est faible (1 ml maximum) par rapport au volume sanguin de l’animal, aucune démangeaison ni inflammation n’est à noter.

Impact sur les animaux

Les cobayes peuvent être en situation de stress lors de la contention prolongée. De plus, celle-ci pourrait également provoquer une ankylose des membres. Un nombre variable de piqûre de moustiques est également attendue par la présence de 100 femelles moustiques, notamment dans les tunnels avec la moustiquaire contrôle non imprégnée d’insecticide. Cependant, aucune démangeaison ni inflammation n’est à noter.

Devenir

Les animaux ayant moins de 3 ans seront réutilisés et les animaux ayant atteint environ 3 ans seront mis à la retraite et proposés à l’adoption. A la fin du projet, le reste des animaux sera réutilisé en cas de nouveau dépôt de projet. Sinon ils seront également proposés à l’adoption.

Remplacement

Il n’existe pas de systèmes artificiels pouvant se substituer à l’utilisation de mammifères et leur pouvoir attractant. Ils existent des attractant chimiques qui peuvent être utilisés dans les systèmes de piègeages de moustiques (acide lactique et/ou dioxyde de carbone), mais ce type d'attractant ne permet pas une attraction fine et aurait tendance à saturer la pièce de ces odeurs. De plus, ils ne permettent pas de reproduire l'ensemble des signaux attractants que peuvent produire un animal.

Réduction

Nous avons réduit l’utilisation d’un même lot de cobayes à une seule fois par semaine afin de limiter le stress lié à la mise en contention prolongée. Cela évite la sur-utilisation et prévient l’apparition d’un stress chronique. En phase de test, nous réalisons jusqu’à trois tests en tunnel par semaine, avec quatre conditions par test. Nos périodes de test s’étendent sur 4 à 6 mois par an, avec un maximum de 3 tests hebdomadaires en tunnel et une utilisation de chaque lot une fois par semaine. Ainsi, seuls 12 individus sont nécessaires. Le projet, d’une durée de 5 ans, repose sur 3 lots de 4 cobayes (12 au total). Ces animaux seront renouvelés après trois ans pour leur mise à la retraite, portant le total à 24 cobayes sur l’ensemble du projet.

Raffinement

Les cobayes sont accueillis dans une pièce d'accueil du laboratoire ce qui permet de les mettre à l’abri du bruit et du passage du personnel de laboratoire avant la mise en contention. Un panneau signifiant la présence des anaimaux dans les locaux est affiché. Chaque cobaye n'est utilisé au maximum qu'une fois par semaine. Ils ne présentent pas de signes de stress chronique (réduction d'appétit, apathie, déshydratation, poil piqué et terne, …). Un temps d'habituation aux conditions d'expérimentation est prévu. Nous amenons d'abord les animaux dans la salle d’expérimentation des animaux, puis nous les habituons à la préhension et enfin à la contention. C'est seulement après ces étapes que nous utilisons les animaux pour nos tests. Les cobayes ne semblent pas présenter de réaction inflammatoire suite aux piqûres de moustiques comme c'est le cas chez l'Homme. Des bruits soudains et des mouvements imprévus peuvent causer, chez ces animaux très nerveux, de la panique. La réalisation du test de nuit, limite donc également au maximum tous bruits pouvant effrayer les animaux. Un affichage est effectué sur la porte de la pièce d’expérimentation pour signaler la présence des animaux. La contention est réalisée de façon à leur permettre de bouger un minimum (d’avant en arrière) pour améliorer le confort. Ils peuvent avoir accès à de l’eau gélifiée voir à un dietgel ou friandises pour être nourri. Durant les périodes de test, ils sont surveillés de façon accrue afin qu’ils ne présentent pas de signes de stress chronique (réduction d'appétit, apathie, déshydratation, poil piqué et terne, …) qui serait en lien avec la contention longue durée. De manière générale, les animaux sont pesés mensuellement hors période de test et sont pesés chaque semaine en période de test. Si l’animal présente une perte de poids total entre 10 et 20%, l’animal est complémenté et n’est plus mis en contention jusqu’à reprise du poids. Si l’animal présente une perte de poids de 20% additionnée d’autres signes tels que la déshydratation, perte de poils, réduction d’appétit, apathie, l’euthanasie sera envisagée avec le vétérinaire référent.

Choix des espèces

Les tests sont réalisés avec des cobayes. Cette espèce a été choisie pour sa taille et sa facilité de manipulation. Les cobayes sont utilisés à un âge allant de 1 à 3 ans et un poids allant de 800g à 1.2kg. Les jeunes animaux arrivent à l'animalerie à un poids de 200-250gr. Ils sont acclimatés jusqu'à avoir un poids suffisant pour tenir en contention.

Sur 304 macaques crabiers utilisés dans ce projet, 116 seront transférés vers d'autres projets après accord du vétérinaire et 188 tués pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit de une à quinze administrations d'un candidat médicament, subit jusqu'à neuf prélèvements sanguins par semaine, des prises de température rectale, une télémétrie sur vingt-quatre heures et un examen ophtalmologique sous anesthésie. Le nombre d'animaux, de un à trois par sexe et par dose, ne repose sur aucun calcul statistique. Le porteur conclut qu'il est "indispensable" de passer par une espèce non-rongeur avant la première administration chez l'humain.

Objectifs

Il reste encore de nombreuses pathologies pour lesquelles les besoins thérapeutiques ne sont pas satisfaits. L’objectif principal de la Recherche Pharmaceutique est de développer de nouvelles molécules à visées thérapeutiques qui seront évaluées durant des essais cliniques. Pour cela, un profil de sécurité de ces nouvelles molécules doit être établi conformément à la réglementation. Les études préliminaires vivo de sécurité non clinique interviennent précocement dans le processus de développement pharmaceutique et ne sont réalisées que sur des molécules testées au préalable sur les méthodes alternatives disponibles. Ces études préliminaires sont généralement de courte durée (entre 1 jour et 2 semaines, peuvent exceptionnellement aller jusqu’à 4 semaines dans le cas de molécule de type biologique) et utilisent un nombre restreint d’animaux. Leur objectif est d’identifier le profil cinétique, les potentiels effets secondaires et de cibler la gamme de doses à tester dans les futures études réglementaires. La conception de ces études est optimisée de manière à obtenir un maximum d’informations pour rendre plus efficace l’utilisation de ces animaux. En effet, en fonction des données disponibles du médicament, les examens pourront inclure certains paramètres cliniques (suivi du comportement, de la température, du poids, de la consommation alimentaire), hématologiques, biochimiques et cinétiques nécessitant des prises de sang ou encore histopathologiques par autopsie. Ces analyses seront adaptées à la molécule étudiée et à la pathologie concernée. Les études réalisées dans ce cadre ont pour but d’aider à choisir les doses pour les études réglementaires précliniques et, à terme, permettre de sécuriser la première administration du candidat médicament chez l’humain. Dans le cadre de ce projet, différents médicaments (molécule chimique ou biologique, thérapie génique, anticorps) pourront être testés en fonction des études réglementaires à réaliser.. Cela pourra inclure l'évaluation de médicaments avec une indication en cardiologie, en oncologie, en neuropsychiatrie ou pour le traitement de pathologies métaboliques et maladies auto-immunes. Liste des études concernées - Etudes précoces d’évaluation du profil cinétique et/ou du métabolisme chez le macaque cynomolgus - Etudes précoces d’évaluation de la toxicité de courte durée chez le macaque cynomolgus - Evaluation du profil toxicologique et toxicocinétique chez le macaque cynomolgus

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est d’évaluer très précocement la toxicité éventuelle de candidats-médicaments en ajustant au mieux les doses et le schéma expérimental des études réglementaires (diminution des contraintes pour l’animal). Détecter le plus précocement possible des effets potentiellement toxiques des candidats-médicaments en développement permettra en plus d’assurer la réduction du nombre d'animaux qui seront utilisés à des fins de recherche pour sécuriser in fine l’utilisation chez les patients.

Procédures

Les études incluses dans ce projet ont une durée de 1j à 4 semaines selon le mode d’administration prévu chez l’humain. Les voies d’administrations (orale ou parentérale) sont celles prévues chez l’Homme. Des examens réguliers seront faits à l’aide de matériel adapté à l’espèce et incluent : observations cliniques, prise de température corporelle (mesure rectale), prélèvements de sang pour vérifier les paramètres hémato-biochimiques et vérifier le passage du médicament dans le sang, examen cardiologique (ECG ou mesure de pression artérielle généralement par télémétrie non invasive sur 24h maximum), collecte d’urines sur 24h maximum (via des entonnoirs placés sous les unités d’hébergement), examen ophtalmologique (sous anesthésie, technique non invasive, en début et en fin d’étude : 30minutes maximum/examen ). Administration des traitements : voie IV (de quelques secondes à 30 minutes si perfusion) et PO (moins d’une minute) et sous-cutané (moins d’une minute); en fonction de la procédure, 1 à 15 administrations max Prélèvements sanguins : durée du prélèvement (moins de cinq minutes) 9 temps maximum sur plusieurs jours par semaine en fonction du type de candidat médicament (exemple : anticorps). Le volume total prélevé par semaine ne dépassera jamais à 7.5 % du volume total circulant

Impact sur les animaux

En fonction de la classe des produits et de la dose, on pourrait s’attendre à avoir, comme mentionné dans notre grille des points limites, des changements ou modifications de l’apparence (ex : absence de toilettage), du rythme respiratoire, de la consommation alimentaire et hydrique, de la température corporelle, de l’activité comportementale, des fonctions digestives et poids corporel. On s’assurera que la somme des observations ne dépassera le degré de sévérité mentionné dans chacune des procédures en mettant des actions correctives avec le support du vétérinaire du centre.

Devenir

L’euthanasie des animaux est envisagée pour effectuer des prélèvements d’organes et analyse histologique/biochimique post-mortem des tissus. Les autres animaux gardés en vie pourront être réutilisés dans d’autres projets après accord du vétérinaire 304 animaux au total dont 116 réutilisés et 188 euthanasiés.

Remplacement

Il n’existe pas à l’heure actuelle de méthodes alternatives à l’utilisation d’animaux pour définir les marges « sécurité » d’un candidat-médicament. Il est indispensable de passer sur une espèce non-rongeur pour sécuriser le passage d’un composé en développement clinique (demande réglementaire).

Réduction

Pour ces études, on utilise 1 à 3 animaux/sexe/dose en tenant compte de la disponibilité de données historiques pour de nombreux paramètres étudiés et de leur variabilité. Le choix du nombre d’animaux dépend de la variabilité des paramètres étudiés. Il n’y a pas d’études statistiques utilisées dans ce cas. Le nombre d’animaux est classiquement défini pour répondre à l’objectif de ces études.

Raffinement

Dans les études de sécurité non clinique, il est rarement fait usage de médicaments qui risquent d’interférer avec le produit à étudier et on s’appuie sur les fiches de point-limite pour prise de décision rapide (arrêt de la dose, euthanasie de l’animal etc…). Cependant, ponctuellement, le vétérinaire peut intervenir et décider de la mise en place de soins spécifiques (adaptés à l’observation notée). Au cas par cas, on peut mettre en place des modifications des conditions d’hébergement pour raffinement (ex : chauffage en cas d’hypothermie suite à l’administration d’un traitement) et mettre en place des techniques de raffinement telles que l’habituation par renforcement positifs (training) Une grille de points limite est employée afin de limiter la souffrance inutile de l’animal en permettant de mettre des actions correctives.Tous les animaux sont stabulés en groupes, sauf cas exceptionnel justifié scientifiquement (enregistrement télémétrie ou signes cliniques nécessitant l’hébergement individuel) ou éthologiquement (incompatibilités), avec de l’enrichissement adapté aux besoins des primates.

Choix des espèces

Les études de sécurité non-clinique n’ayant pas pour but de d’étudier un modèle de pathologie ni un effet thérapeutique mais de prédire au mieux les effets indésirables secondaires liés aux candidats médicament chez l’Homme, des PNH sains peuvent être sélectionnés à la place d’une autre espèce non-rongeur parce qu’ils sont plus proche de l’humain en considérant la totalité des paramètres listés ci-dessous : - Pharmaco et toxicocinétique : exposition plasmatique au médicament, élimination, fraction libre du médicament … - Métabolisme : type et quantité relative de métabolites produits - Pharmacodynamie : homologie, présence, affinité et répartition de la cible pharmacologique - Physiologique : le PNH ne doit pas présenter de réactions physiologiques spécifiques non pertinentes pour évaluer la sécurité chez l’Homme (ex : pH gastrique). - Techniques expérimentales : formulation et excipients tolérés, voie d’administration possible - Expérience des médicaments compétiteurs de la même catégorie. Les animaux utilisés dans ce projet seront de jeunes adultes ou adultes, conformément aux requis réglementaires.

Placés un par compartiment dans une cage grillagée, 400 rats respirent pendant six heures un composé organique volatil à concentration contrôlée. Vingt-cinq composés industriels sont testés, seize rats chacun, huit mâles et huit femelles, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que somnolence, troubles de l'équilibre et pertes de coordination sont probables, et que l'exiguïté du compartiment peut provoquer du stress. La moitié des animaux est tuée à la sortie de la chambre d'exposition, l'autre 48 heures plus tard, pour doser la substance dans leur sang et leur cerveau.

Objectifs

Dans l’industrie, de nombreux Composés Organiques Volatils (COV) sont utilisés. Lorsqu’ils se dispersent dans l’air des ateliers, ils peuvent être inhalés par les travailleurs, passer dans le sang pour enfin s’accumuler dans certains organes, notamment le cerveau. Ce projet a deux objectifs principaux : 1) Mesurer la quantité de 25 COV différents dans le sang et le cerveau des rats après 6 heures d’inhalation. 2) Vérifier si ces substances sont complètement éliminées du sang et du cerveau 48 heures après la fin de l’exposition. Ces informations nous aideront à mieux comprendre comment ces substances se comportent dans le corps.

Bénéfices attendus

Les Composés Organiques Volatils (COV) sont des substances couramment utilisées dans l'industrie. Lorsqu’on les inhale, elles passent rapidement dans le sang et atteignent le cerveau. Ces produits peuvent provoquer des effets temporaires sur l’activité du cerveau comme la somnolence, une sensation d'ébriété ou des troubles de la concentration, ce qui peut augmenter les risques d'accidents au travail. Cependant, nous ne savons pas exactement à partir de quelle concentration ces effets apparaissent, car les études existantes se basent souvent sur des doses très élevées et mesurent les effets après l’exposition, pas pendant. Déterminer les seuils d’effet des COV sur l’activité du cerveau est donc notre objectif principal. Ainsi, en comparant les quantités de COV qui influencent l’activité cérébrale avec les limites d’exposition autorisées dans les environnements de travail, cette étude contribuera à mieux protéger les travailleurs en alertant le cas échant sur des dangers insoupçonnés. Cependant, cette étude nécessite une expérience préliminaire qui est le sujet du présent projet. Nous devons en effet vérifier en premier lieu que ces COV pénètrent bien dans le cerveau des rats mâle et femelle, et qu’ils sont complètement éliminés de l’organisme des en 48 heures.

Procédures

Pour chaque COV, 16 rats (8 mâles et 8 femelles) seront exposés pendant 6 heures à une concentration stable et contrôlée de la substance, dans des chambres spécialement conçues à cet effet. Les mâles et les femelles seront placés dans des chambres séparées. Après l’exposition, la moitié des rats (4 mâles et 4 femelles) sera mise à mort pour analyser la quantité de substance présente dans leur sang et leur cerveau. Les 8 autres rats seront observés pendant 48 heures avant d’être également mis à mort, afin de mesurer la quantité de substance encore présente dans ces mêmes tissus à ce moment-là.

Impact sur les animaux

Les substances étudiées ici peuvent affecter l’activité du cerveau. Il est donc probable qu’on observe des effets comme de la somnolence, des troubles de l'équilibre ou des problèmes de coordination. Ces effets, bien que réversibles, seront attentivement surveillés. Lors des expositions, les animaux seront placés dans des cages collectives en plastique grillagé divisée en 8 compartiments, à raison d‘un animal par compartiment. Il est possible que l’espace restreint du compartiment dans lequel les animaux seront placés puisse provoquer du stress chez eux.

Devenir

Tous les animaux utilisés dans ce projet seront mis à mort à la fin des procédures, afin de prélever les tissus nécessaires pour les analyses.

Remplacement

L’utilisation d’animaux vivants est indispensable car, pour savoir comment les COV s'accumulent et sont éliminés, il faut un organisme avec un métabolisme fonctionnel. Les tests en laboratoire sur des cellules ou des tissus isolés ne permettent pas de répondre à ces questions.

Réduction

Le protocole a été conçu pour utiliser le moins d’animaux possible, tout en incluant à la fois des mâles et des femelles. Pour chaque COV, 8 animaux (4 mâles et 4 femelles) seront utilisés pour mesurer les quantités présentes immédiatement après l’exposition, et 8 autres (4 mâles et 4 femelles) seront utilisés pour mesurer les quantités 48 heures après l’exposition.

Raffinement

Les animaux seront manipulés avec soin par du personnel qualifié. Ils seront surveillés chaque jour pour évaluer leur état de santé et leur comportement. Ils seront hébergés par deux dans un environnement enrichi avec des accessoires comme des tunnels en carton, des blocs à ronger ou des matériaux de nidification. Ils auront un accès illimité à la nourriture et à l’eau, sauf pendant les périodes d’exposition. Avant les tests, pour réduire le stress lié au fait de rester 8 heures dans des cages pendant les expositions, les rats seront progressivement habitués à ces conditions. Les cages seront équipées de grilles permettant aux animaux de voir et de sentir leurs congénères, ce qui les aidera à se sentir moins isolés. Pendant les heures d’exposition ainsi qu’après l’exposition, les rats seront attentivement surveillés, et tous les signes observés seront notés dans des tableaux prévus pour évaluer leur état général. En cas de problème, un barème permettra de décider des actions à prendre, comme l’arrêt de l’exposition ou, en cas de souffrance, la mise à mort des animaux.

Choix des espèces

Nous avons choisi d’utiliser des rats car leur métabolisme des COV est proche de celui des humains. En travaillant avec des mâles et des femelles, nous pourrons également étudier d’éventuelles différences dans la façon dont les substances sont transformées dans le corps en fonction du sexe.

Deux chirurgies d'une heure pour retirer un ganglion lymphatique, plus une ponction de moelle osseuse : 6 macaques à longue queue, juvéniles d'au moins 22 mois, subissent ces actes dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, et tous sont tués en fin d'étude pour prélèvements terminaux. Après les opérations, un hébergement individuel peut leur être imposé, alors que ces animaux vivent en groupe. L'étude est pilote et pré-réglementaire, destinée à valider deux anticorps bispécifiques contre des cancers et des maladies auto-immunes, avec un dossier réglementaire et des essais cliniques comme horizon. Le porteur affirme que la complexité d'un "organisme entier" rend "indispensable" le passage par l'animal et que le primate non humain est la seule espèce pertinente, en invoquant la similarité des récepteurs et la réactivité croisée tissulaire avec l'humain.

Objectifs

Ce projet a pour objectif d’effectuer une étude pilote, pré-règlementaires, dans le cadre du développement d’une nouvelle plateforme d’anticorps bispécifiques destinés au traitement de cancers et de maladies auto-immunes. Cette plateforme utilise des anticorps bispécifiques innovants, dont un bras reconnait une protéine du complément et l’autre bras reconnait une cible définie, telle qu’un antigène spécifique à un cancer, ici un marqueur spécifique des cellules immunitaires de type B. Ces molécules ont pour but d’activer le système du complément et de détruire sélectivement des cellules cancéreuses ou des cellules responsables de maladies auto-immunes. Dans un modèle animal sain, l’efficacité de ces molécules est mise en évidence par une dépletion importante des cellules B. Ces études pilotes permettront de valider le concept et caractériser la pharmacocinétique, la pharmacodynamique et les effets sur le système immunitaire, en particulier la déplétion des celleules de type B, de 2 premiers composés de cette plateforme .

Bénéfices attendus

Cette étude pilote permettra de valider le concept d’utilisation d’une famille de nouveaux médicaments (concept et méthodologie innovante brevetée, basée sur une batterie d’anticorps bispécifiques et l’activation du système du complément) destinés au traitement de cancers et de maladies auto-immunes. Elle permettra de caractériser la pharmacocinétique, la pharmacodynamique et les effets sur le système immunitaire des premiers composés de cette batterie. Si le concept est validé, ce projet pourra donner lieu à un projet suivant, incluant des études pilotes sur d’autres composés de cette plateforme et des études réglementaires, en vue de la soumission d’un dossier aux autorités réglementaires et du démarrage d’essais cliniques.

Procédures

Les animaux sont soumis à 2 chirurgies similaires, minimalement invasives, pour excision d’un ganglion lymphatique (en prétest et 7 à 15j après administration du composé) et/ou une ponction de moelle osseuse (en pretest), réalisées sous anesthésie générale, avec un protocole périopératoire (ex : analgésie) adapté. La durée de cette chirurgie est estimée à 1 heure. L’administration du composé est unique, par voie intraveineuse. Des prélèvements de sang sont effectués pour le suivi des paramètres d’hématologie, de coagulation et de biologie clinique, la caractérisation de la pharmacodynamie et de la pharmacocinétique du composé. L’administration et les prélèvements de sang sont réalisés sur animaux vigiles, par les voies veineuses périphériques, et le nombre, les volumes administrés et prélevés et les fréquences maximales sont conformes aux recommandations éthiques en vigueur et sont revues par le comité éthique lors de l’évaluation individuelle de chaque étude. Les animaux sont hébergés en groupe, à l’exception de la période post-opératoire pendant laquelle un hébergement individuel peut être envisagé pour permettre une meilleure récupération de l’animal. Les animaux sont examinés quotidiennement afin de déceler tout signe de toxicité, et un contrôle de morbidité et mortalité est effectué au moins 2 fois par jour. Le poids corporel est mesuré régulièrement et la consommation alimentaire est vérifiée quotidiennement. En cas d’atteinte d’un ou plusieurs points limites suggérant une douleur ou une souffrance sévère de l’animal ne pouvant être supprimée/réduite par les soins apportés, l’animal sera euthanasié.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus correspondent essentiellement aux 2 chirurgies (effectuées sous anesthésie générale), et aux effets pharmacologiques du produit administré. La chirurgie (2 instances séparées d’au moins 3 semaines) peut être suivie de douleurs post-opératoires au niveau des sites d’interventions, de stress provoqué par l’intervention et/ou à la contention et interventions pour les soins post-opératoires. Le produit ayant pour cible le système immunitaire, le risque d’infections peut être augmenté. Des effets systémiques (ex : pertes de poids, baisse de consommation alimentaire) peuvent éventuellement être observés. D’autres nuisances correspondent au stress et douleurs liés à la contention et aux prélèvements de sang ; ou à l’hébergement individuel temporaire suite aux chirurgies ou dans le cas d’incompatibilité sociale.

Devenir

Les animaux subissant 2 chirurgies et nécessitant des prélèvements terminaux, ils sont tous euthanasiés en fin d’étude.

Remplacement

Des tests cellulaires préalables montrent une efficacité de ces molécules supérieure à celle observée pour des anticorps similaires et thérapies existant sur le marché. Etant donné, notamment la complexité d’un organisme entier, il est actuellement indispensable de valider l’efficacité et la sécurité de ces nouvelles thérapies utilisant des composés biologiques, ici des anticorps bispécifiques, sur un modèle animal. De plus, dans le cas de ces composés, l'espèce primate non humain est la seule espèce pertinente pour les essais pré-cliniques [antigénicité du composé testé vis-à-vis d’espèces animales non-primates, similarités physiologiques ou métaboliques homme-primate, affinité similaire au(x) récepteur(s) ciblé(s) par le composé, réactivité croisée tissulaire homme-primate uniquement].

Réduction

Le nombre d'animaux défini correspond au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats fiables et atteindre les objectifs de l’étude. A ce stade d’étude pilote, un seul sexe est utilisé, et la réalisation de 2 chirurgies sur le même animal, dans des conditions de raffinement adaptées (ex : analgésie, espacement maximisé entre les 2 interventions) permet de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Les procédures, les conditions d’hébergement et le matériel utilisés ainsi que les enrichissements fournis sont adaptés aux primates non humains. Des enrichissements variés (graines dans des copeaux, tablettes à différentes hauteurs, jouets…) sont fournis aux animaux leur permettant d’exprimer les comportements physiologiques et activités qu’ils auraient dans leur habitat naturel (ex. recherche d’aliment, épouillage, temps d’isolement, …). L’anesthésie générale et la chirurgie sont accompagnées d’un protocole analgésique et d’un suivi péri- et post-opératoire adaptés. L’état de santé des animaux est surveillé tout au long de l'étude, au moins quotidiennement, et évalué grâce à la mise en place de points limites (ex : plaie, gonflement au niveau du site chirurgical, perte de poids) qui permettront d'intervenir immédiatement s'il y a un signe d’inconfort ou de souffrance et de veiller au bien-être des animaux. Des mesures barrières supplémentaires (ex : accès limité ; nettoyages additionnels, équipements de protection individuelle renforcés) seront mises en place pour minimiser le risque d’infections microbiennes opportunistes. Une surveillance vétérinaire est en place et d’autres traitements peuvent être mis en place suivant les recommandations des vétérinaires et selon les observations.

Choix des espèces

Le primate non humain est la seule espèce utilisable pour ce projet ; son utilisation est justifiée par : -l’objectif de traiter des maladies graves comme le cancer et les maladies auto-immunes - les homologies avec l'homme : similarité des récepteurs des anticorps, similarité des réponses immunitaires et de la physiologie, cross réactivité au niveau tissulaire - l’antigénicité des composés dans d’autres espèces Les animaux utilisés sont des juvéniles d’au-moins 22 mois en début d'étude, ce qui correspond à l’âge moyen généralement requis dans les études de toxicité. Des animaux un peu plus âgés (jusqu’à 35-40 mois) peuvent être envisagés.

L'exposition professionnelle aux nanoplastiques, sur les sites de recyclage ou en impression 3D, sert de motif à ce suivi de nanoparticules de plastique PET dans l'organisme. 40 rats, 20 femelles et 20 mâles, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, chacun est intubé et reçoit dans la trachée une solution de nanoparticules marquées au carbone 14, avant réveil par antidote, puis un séjour d'un à cinq jours en cage à métabolisme pour collecter urines et selles. Ils sont tués par groupes de quatre à 1 heure, 4 heures, 24 heures, 7 jours et 28 jours, pour mesurer la radioactivité du sang, des poumons, du foie, des reins, de la rate, du cerveau et des organes reproducteurs. Le porteur retient le rat comme l'espèce préconisée par les recommandations de l'OCDE en toxicocinétique.

Objectifs

Les nanoplastiques sont omniprésents dans l’environnement mais aussi sur certains lieux de travail (sites de recyclage, usines de production de textiles, entreprises d’impression 3D,…). Cependant peu de d’informations sont disponibles quant à leur devenir dans l’organisme à la suite de l’exposition des salariés. En milieu professionnel, l’inhalation est la voie majeure d’exposition à ce type de particules. Afin de suivre la distribution dans l’organisme, la méthode la plus sensible consiste à utiliser des particules radiomarquées. Ce projet a donc pour objectif d’étudier le devenir et la distribution dans l'organisme ainsi que l'élimination (toxicocinétique) sur une période maximale de 28 jours chez le rat de nanoparticules de polyéthylène téréphtalate (PET) marquées avec un traceur radioactif, le carbone 14. Cette analyse de toxicocinétique se fera après l'administration directe des nanoparticules dans le poumon de rats après intubation de l'animal sous anesthésie générale (administration par instillation intratrachéale).

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances nouvelles sur la toxicocinétique de nanoparticules de PET. Au-delà des données de biodistribution, il pourra aider à développer des modèles de toxicocinétique permettant de limiter le recours aux animaux de laboratoire. Il sera aussi une source d'information sur la potentielle dangerosité de ces nanoparticules administrées par voie pulmonaire dans d'autres organes que le poumon en fonction des quantités détectées.

Procédures

Cinq groupes de 4 rats femelles et cinq autres groupes de 4 rats mâles recevront, sous anesthésie (à l'aide de médicaments spécifiques), une solution contenant des nanoparticules marquées avec un traceur radioactif, le carbone 14 par instillation dans les voies respiratoires. Après l'administration, les rats seront réveillés grâce à une injection d'un médicament antidote spécifique. L'ensemble de l'expérience (anesthésie, instillation, et réveil des animaux) ne durera pas plus d'une heure. Les rats seront ensuite mis à mort à différents temps : 1 heure, 4 heures, 24 heures, 7 jours et 28 jours après l'administration des nanoparticules. Les animaux seront mis à mort dans le respect du bien-être animal. Divers fluides et organes (sang, poumon, ganglions lymphatiques proches des poumons, foie, reins, rate, cerveau, organes reproducteurs mâles et femelles) seront prélevés pour mesurer la radioactivité qu'ils contiennent. Les rats mis à mort 24 heures après l'administration de nanoparticules seront placés dans des cages spéciales (cages à métabolisme) pendant cette période post administration de 24 heures afin de collecter leurs urines et leurs selles. Ceux mis à mort après 7 jours ou 28 jours seront également placés dans le même type de cages pendant une période pouvant aller jusqu'à 5 jours, en fonction des niveaux de radioactivité observés dans leurs urines et leurs selles.

Impact sur les animaux

Au-delà de l’inconfort causé par l’anesthésie et l’instillation intratrachéale, le projet aura un impact limité sur le bien-être des animaux. Le placement en cage à métabolisme pendant 24 h ou jusqu'à 5 jours pour les temps post-exposition 7 jours et 28 jours consistera la plus grande source d’inconfort post-exposition. Il n’est pas attendu que la quantité de particules administrée ou la dose de radioactivité aient une incidence majeure sur la santé des animaux.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de collecter le sang et les tissus d’intérêt dans l’objectif de quantifier la radioactivité présente et ainsi estimer la biodistribution des nanoparticules.

Remplacement

A ce jour, en l’absence de connaissances suffisantes, il est nécessaire d’utiliser des animaux de laboratoire pour étudier la biodistribution dans l'organisme entier et l’excrétion de nanoparticules de PET. Ces travaux concourront cependant à développer des modèles mathématiques de toxicocinétique permettant à terme de limiter le recours à des animaux de laboratoire.

Réduction

Grâce au recours à des nanoparticules de PET radiomarquées, il ne sera pas nécessaire de disposer de groupes témoins pour analyser les résultats. Par ailleurs, le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum nécessaire pour pouvoir interpréter les résultats. Enfin, cette étude portera tout d’abord sur le temps 24 heures. Les temps plus courts (1 et 4 heures) ou longs (7 et 28 jours) ne seront réalisés qu’en fonction des résultats obtenus sur les temps courts et de la sensibilité de la méthode.

Raffinement

Les administrations par instillation intratrachéale seront réalisées sous anesthésie. En dehors de la période de 24 heures (ou éventuellement 5 jours pour les groupes 7 jours et 28 jours) en cage à métabolisme, les animaux seront hébergés par deux en présence d’enrichissement adapté (tunnel en polycarbonate rouge). Au vu des données de la littérature et de notre expérience, les procédures expérimentales utilisées dans ce projet ne sont pas considérées comme générant une souffrance sévère chez l’animal. Les points limites suivants seront cependant appliqués: 1) perte de poids supérieure à 20% au cours de la procédure; 2) modification de l'apparence physique (défaut de toilettage, piloerection importante); 3) altération de la respiration; 4) difficulté à se mouvoir et 5) détresse marquée lors de la manipulation. L’atteinte de points limite entrainera la mise à mort de l’animal dans le respect du bien-être animal. L'évaluation de cette atteinte de points limites sera réalisée au travers d'une grille de score.

Choix des espèces

Le rat de laboratoire possède un système pulmonaire relativement évolué présentant de nombreuses similitudes avec celui de l’être humain. Les données de toxicocinétique chez cette espèce sont extrapolables à l’être humain. Le rat est l’espèce préconisée dans les recommandations internationales (en particulier celles de l'OCDE) relatives à l'étude de la toxicocinétique des agents chimiques. Des animaux jeunes adultes de 10 semaines seront utilisés. Cela correspond à un stade du développement en accord avec les études de toxicologie qui requièrent des animaux jeunes et exempt de toute pathologie.