Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale, reproduit depuis ALURES
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-020339)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Depuis quelques années, certaines équipes ont développé une chimiothérapie sous forme d’aérosol. La chimiothérapie à l’aérosol intra-péritonéale pressurisée (PIPAC) est une nouvelle technologie pour administrer une chimiothérapie intrapéritonéale et traiter les patients souffrant de cancer abdominal avancé. Le médicament de chimiothérapie liquide est délivré au moyen d’un injecteur haute pression et d’une ligne haute pression grâce à une pompe brevetée et une buse adaptée. Cette approche thérapeutique du cancer abdominal a été supposée avoir le potentiel de surmonter les deux limitations majeures de la chimiothérapie intrapéritonéale liquide classique : une meilleure diffusion du produit dans la cavité péritonéale et la pénétration limitée du médicament dans le tissu tumoral. Cette technique est maintenant admise et réalisée pour des patients dans des cas bien sélectionnés de patients ayant un cancer abdominal avancé. Mais cette technique, bien que prometteuse, soulève encore de nombreuses interrogations : les différentes variations de pénétration en fonction de la pression, de la position de la pompe délivrant la chimiothérapie, et l’utilisation d’un traitement sans utilisation de l’hyperthermie. En effet l’hyperthermie qui est utilisée de façon conventionnelle dans la chirurgie de carcinose par voie ouverte, avec la chimiothérapie intrapéritonéale permet une meilleure oxygénation des tissus et une meilleure pénétration de la chimiothérapie. De nombreux modèles cellulaires ont confirmé l’importance de cette hyperthermie concernant la pénétration de la chimiothérapie dans les cellules. La PIPAC réalise la distribution du gaz en hyperpression sans hyperthermie. Récemment des matelas spécifiques permettent de créer une hyperthermie corporelle à 41-42°C sans brûlure. Une étude pilote récemment publiée a montré la faisabilité de l’utilisation de ces matelas spécifiques sur une série de 28 patients (avec une hyperthermie de 39,2°-39,9°). Aucune étude expérimentale n’a en revanche étudié le niveau de pénétration tissulaire de la chimiothérapie avec ce système de création de l’hyperthermie externe associé aux traitements de PIPAC.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude permettra d’avoir des données très précises des niveaux de pénétration tissulaire et sanguin, des différentes drogues dans le tissu péritonéale et le sang en fonction de la température corporelle. Ces résultats permettront de mettre en exergue l’impact ou non du nouveau système d’induction de l’hyperthermie. Ces résultats seront ainsi tout de suite applicables à l’humain.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Il s’agit d’une procédure à la fin de laquelle les animaux seront euthanasiés, sous anesthésie générale profonde. Ils ne seront soumis avant l’intervention qu’à une privation de nourriture pendant 12h avec accès libre à l’eau, et aux manipulations nécessaires avant anesthésie. Ensuite les interventions se dérouleront sous anesthésie générale et analgésie adaptée et la mise à mort sera effectuée à la fin de la procédure, sans réveil. Durant l’anesthésie, ils subiront une procédure PIPAC d’une durée de 30 à 40 minutes, 8 prélèvements de sang via un cathéter veineux posé sous anesthésie; puis après une pause de 30 minutes, une laparotomie médiane immédiatement après euthanasie pour prélèvements de tissus.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux seront soumis avant l’intervention à une mise à jeun pendant 12h avec accès libre à l’eau. Ils pourront également subir un stress durant le transport entre l’UE et la plateforme, ainsi que pendant la manipulation au moment de l’anesthésie. Ils subiront une contention en cage puis une injection intramusculaire pour l’induction de l’anesthésie. Toutes les autres interventions se feront sous anesthésie.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Une fois la procédure de chirurgie pour prélèvement effectuée, les animaux seront euthanasiés. En effet aucun replacement ni adoption n’est possible après des injections d’agents de chimiothérapie, et la chirurgie peut avoir des effets délétères sur les animaux. De plus, le retour à l’élevage d’origine est impossible pour des raisons sanitaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous ne pouvons pas comparer les mesures de concentration tissulaire et sanguine des drogues dans un modèle ex vivo, l’utilisation d’un modèle animal est indispensable pour reproduire la cavité péritonéale humide et respecter les caractéristiques de la ventilation mécanique et le milieu chaud et humide fermé. Le volume de la cavité péritonéale chez le petit animal ne permet pas de réaliser ce type d’intervention. Les instruments et les insufflateurs de chirurgie laparoscopique ne sont pas adaptés pour un si petit volume et les trocarts d’accès ne peuvent pas être utilisés chez le petit animal. Nous avons choisi le modèle porcin du fait de sa disponibilité et de ses nombreuses similitudes anatomiques avec l’homme, notamment son système digestif.
2. Réduction
Nous avons limité le nombre d’animaux au plus juste pour avoir des résultats statistiquement exploitables. Nous utiliserons 9 animaux (3 groupes de 3 animaux). Dans nos études précédentes nous avons utilisé des tests statistiques adaptés pour comparer les groupes entre eux, puis 2 à 2. Dans cette étude, l’hyperthermie devrait augmenter la pénétration tissulaire et sanguine du produit injecté, et donc les variation des paramètres observés entre groupes. On obtient donc selon les abaques des groupes de 3 cochons, suffisants pour déterminer une différence significative. Pour rappel chaque groupe aura plus de 60 prélèvements, ce qui permettra d’avoir des moyennes sur un grand nombre de prélèvements. Nous avons ainsi calculé la taille minimale d’un groupe de 3 animaux.
3. Raffinement
Les animaux seront logés dans des cases collectives dans une salle climatisée. Ils seront maintenus en groupe le plus longtemps possible, et manipulés dans le calme. Des mesures seront prises dès la prise en charge de l’animal jusqu’à la réalisation de la procédure en imagerie in vivo : – Pré-examen imagerie/Anesthésie : les animaux arriveront la veille, et seront mis à jeun 12h avant l’intervention, avec abreuvement à volonté – Anesthésie (induction par voie intramusculaire), puis intubation, ventilation et maintien de l’anesthésie par voie gazeuse. La fréquence cardiaque sera enregistrée tout le long des interventions. En cas d’accélération du rythme cardiaque, sans perte sanguine associée, nous renforcerons le traitement antalgique par administration intramusculaire d’analgésique. En cas de tachycardie supérieure à 170 battements par minute, persistante au-delà de 5 minutes malgré l’administration d’analgésiques, nous procèderons à l’euthanasie (point limite). Mais nos procédures ne devraient pas être particulièrement douloureuses, elles reproduisent des interventions courantes chez l’homme sous anesthésie générale.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’utilisation du modèle porcin pour l’étude pharmacocinétique est indispensable, car cela reste le seul modèle animal possible pour étudier les modalités de diffusion de la chimiothérapie dans le péritoine. Le porc est une espèce animale classiquement utilisée pour les études de pharmacocinétique de la chimiothérapie intrapéritonéale. L’anatomie digestive et les dimensions de la cavité péritonéale, similaires à l’homme, permettent de tester au mieux les modalités de diffusion péritonéale de la chimiothérapie. Le volume d’insufflation est similaire à l’homme et les instruments chirurgicaux et les dispositifs d’aspiration de la fumée disponibles sur le marché humain peuvent être utilisés tels quels. Le porcelet (40 à 50 Kg, 3-4 mois) est le modèle le plus usité car le volume et la texture du péritoine de la cavité péritonéale sont similaires à l’homme et nous permettent d’appréhender au mieux les contraintes de volume en fonction de différents types de chirurgie.