Evaluation in vivo de l’efficacité de bactériophages dans le traitement d’une infection à Klebsiella pneumoniae
Identifiant du RNT
NTS-FR-170362 v.1, 10-03-2022
Identifiant national du RNT
Ce champ ne sera pas publié.
Pays
France
Langue
fr
Soumission à l’UE
Ce champ ne sera pas publié.
oui
Durée du projet exprimée en mois.
60
Mots-clés
Klebsiella pneumoniae
phage
décolonisation
tractus digestif
Finalité(s) du projet
Recherche translationnelle et appliquée: Troubles infectieux chez l’homme
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet (par exemple, répondre à certaines interrogations scientifiques ou à des besoins scientifiques ou cliniques).
La résistance aux antibiotiques des entérobactéries est telle que nombre d’infections sont devenues intraitables et la diffusion des bactéries multirésistantes expose à un risque de prescriptions d’antibiotiques inadaptés. La colonisation digestive à bactéries multi-résistantes est le principal facteur de risque d’infection qui augmente avec le niveau de colonisation. La décolonisation du portage digestif est une priorité pour lutter contre la dissémination et les conséquences de l’antibiorésistance. Klebsiella pneumoniae (Kp), impliquée dans les infections humaines joue un rôle majeur dans le maintien et la dissémination de cette multirésistance. La décolonisation du portage digestif par antibiotiques n’a pas montré son efficacité, il est donc essentiel de développer de nouvelles armes antibactériennes. Les bactériophages pourraient être une de ces armes puisque leur efficacité a été prouvée dans d’autres infections. Les phages sont des virus qui infectent les bactéries et il existe au moins un phage identifié pour chaque bactérie. Notre projet consiste à évaluer l’efficacité d’un traitement par phages dans un modèle murin dont le tractus digestif est colonisé par une souche de Kp. Ce modèle va permettre de modéliser ce qui se produit chez des patients sous antibiothérapie et des porteurs colonisés par des bactéries multi-résistantes. Nous testerons les conditions d’établissement de la colonisation par différentes Kp (n=10) et testerons l’efficacité de la décolonisation par le traitement par 1 jusqu’à 5 phages. Nous utiliserons donc 3 000 souris au total. Règle des 3R : - Remplacement: notre projet s'inscrit en amont d’étude de décolonisation sélective chez l'homme et le modèle animal ne peut être remplacé ; - Réduction : le nombre d'animaux a été réduit au minimum afin de nous permettre d'obtenir une puissance statistique suffisante pour des résultats interprétables ; - Raffinement: La surveillance quotidienne des animaux permettra de détecter un changement de comportement pouvant indiquer une éventuelle souffrance. Les traitements antibiotiques, la colonisation par les Kp et l’injection de bactériophages n’induisent pas de symptômes chez les animaux. Un enrichissement sous forme de copeaux de cellulose, maison en carton et/ou boule de papier kraft type carfil nesting permettant de faire des nids et mis à disposition des animaux.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet? Expliquer en quoi le projet pourrait faire progresser les connaissances scientifiques ou quels bénéfices les êtres humains, les animaux ou l’environnement pourraient en tirer à terme. Le cas échéant, distinguer les bénéfices à court terme (pendant la durée du projet) et les bénéfices à long terme (susceptibles d’être obtenus après l’achèvement du projet).
La diffusion des bactéries multi-résistantes représente un problème majeur de santé publique. Dans un contexte de faible développement d’antibiotiques réellement innovants et face à des infections qui deviennent non traitables, des alternatives sont nécessaires. Le développement de cocktails de phages pour décoloniser des patients du portage intestinal de Klebsiella pneumoniae multi-résistantes ou diminuer la charge bactérienne, ouvre une perspective intéressante et innovante: diminution du risque de transmissions croisées donc réduction des infections liées aux bactéries multi-résistantes et diminution de la morbidité-mortalité associées. Ce type de modèle est pertinent cliniquement : il permet de modéliser ce qui se produit chez des patients sous antibiothérapie et des personnes porteuses colonisées par des bactéries multi-résistantes. En effet, l’utilisation d’un modèle in vivo est ici indispensable et ne peut être remplacé car tout le microbiote intestinal est susceptible d’interagir avec les phages et il est nécessaire d’en apprécier les effets avant une possible extrapolation du traitement chez l’homme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale (par exemple, injections, procédures chirurgicales)? Indiquer le nombre et la durée de ces procédures.
Prélèvement de selles : la totalité des souris (3 000). Les selles sont récupérées dès émission chez les animaux tenus en contention manuelle. La procédure dure 20 secondes par animal, est effectuée 1 fois par jour pour un maximum de 14 jours. Gavage : (N=3 000 souris). Les animaux recevront des antibiotiques (clindamycine (8,6 mg/kg/jour), les bactéries K. pneumoniae, les bactériophages) dans un volume de 200 µl à l’aide d’une canule de gavage. L’animal est tenu en contention manuelle, sans anesthésie et la suspension lui est administrée à l’aide d’une canule de gavage. Aucune anesthésie n’est mise en place car la procédure consiste en une seule administration par voie orale et la mise en place d’une anesthésie serait plus traumatisante pour l’animal. Le geste de gavage dure en moyenne 15 secondes par animal. Selon les groupes, ce geste sera réalisé un minimum de 1 fois et un maximum de 19 fois sur 15 jours. Euthanasie : la totalité des souris (3000). L’animal est euthanasié par injection létale de pentobarbital à 150 mg/kg (100 μl d’Euthasol ou autre spécialité autorisée à base de pentobarbital dilué à 30 mg/mlpar souris de 20 gr) par voie intra-péritonéale (souris tenue en contention verticale ou légèrement inclinée sur le dos, injection avec une aiguille 25G). L’injection dure 5 secondes par animal. Contention manuelle : la totalité des souris (3 000)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux, par exemple, douleur, perte de poids, inactivité/mobilité réduite, stress, comportement anormal, et la durée de ces effets?
Deux concentrations différentes de Kp seront inoculées aux animaux afin d’établir un modèle de colonisation stable du tractus digestif. De notre expérience et étude de la litérrature la colonisation par une souche de Kp, même hypervirulente, ne présente pas d’effet indésirable jusqu’à 28 jours post-colonisation (données isssues de la litérrature) voire 50 jours (communication personnelle d’un collaborateur). La deuxième étape de traitement par phages n’engendrera pas de préjudices aux animaux puisque le traitement est à visée décolonisante. Chaque animal de chaque groupe sera identifié par marquage au feutre au niveau de la queue.
Quelles espèces et combien d’animaux est-il prévu d’utiliser? Quels sont le degré de gravité des procédures et le nombre d’animaux prévus dans chaque catégorie de gravité (par espèce)?
Espèce
Nombre total
Nombre estimé par degré de gravité
Sans réveil
Légère
Modérée
Sévère
Souris (Mus musculus)
3000
0
3000
0
0
Qu’adviendra-t-il des animaux maintenus en vie à la fin de la procédure?
Espèce
Nombre estimé d’animaux à réutiliser, à replacer dans l’habitat/le système d’élevage ou à proposer à l’adoption
Réutilisé
Replacé dans l’habitat naturel ou le système d’élevage
Proposé à l’adoption
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de la période de colonisation par Kp ainsi qu’à l’issue du traitement par les phages, tous les animaux sont euthanasiés afin de procéder au prélèvement de leurs tubes digestifs pour une mise en culture et visualisation de la localisation des bactéries le long du tube digestif. Ces méthodes vont permettre de voir l’efficacité de la colonisation par Kp ainsi que l’efficacité du traitement par les phages, comparativement au groupe témoins non traités et nécessite l’euthanasie des animaux
Application de la règle des «trois R»
1. Remplacement
Indiquer quelles sont les alternatives non animales disponibles dans ce domaine et pourquoi elles ne peuvent pas être utilisées aux fins du projet.
L’utilisation d’un modèle in vivo est indispensable dans l’étude de l’efficacité du traitement par phages et ne peut être remplacé. En effet, tout le microbiote intestinal est susceptible d’interagir avec les phages et il est nécessaire d’en apprécier les effets avant une possible extrapolation du traitement chez l’homme.
2. Réduction
Expliquer comment le nombre d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé. Décrire les mesures prises pour réduire le nombre d’animaux à utiliser et les principes appliqués pour concevoir les études. S’il y a lieu, décrire les pratiques qui seront appliquées tout au long du projet pour limiter le plus possible le nombre d’animaux utilisés sans perdre de vue les objectifs scientifiques. Ces pratiques peuvent notamment consister en études pilotes, modélisation informatique, partage et réutilisation des tissus.
Les groupes d’animaux ont été réduits au minimum tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement significatifs, conduisant à un nombre total d’animaux de 3 000 pour ce projet. La taille des groupes a été estimée à partir de logiciel d’analyse statistique. L’utilisation de chaque animal sera optimisée en effectuant sur un même animal au cours du temps différents types d’analyses après prélèvement non invasifs des selles, suivi de coupes histologiques et microscopie en fin d’expérience.
3. Raffinement
Donner des exemples des mesures spécifiques qui seront prises (par exemple, surveillance accrue, soins postopératoires, gestion de la douleur, entraînement des animaux) pour réduire au minimum les effets sur le bien-être des animaux (les nuisances causées). Décrire les mécanismes permettant d’intégrer de nouvelles techniques de raffinement pendant la durée de vie du projet.
Le projet a été construit en intégrant les mesures permettant de réduire le stress et si possible, la souffrance des animaux (raffinement). Il sera assuré par l'enrichissement mis à disposition des animaux (litière en copeaux de cellulose, maison en carton et/ou boule de papier kraft type carfil nesting permettant de faire des nids). Les animaux sont hébergés par groupe de 6 souris maximum (qui constituent les groupes expérimentaux) dans des cages de type IIL dont la surface répond aux normes de l’annexe II section B paragraphe 2.1 tableau 1.1 de l’arrêté du 1er février 2013 fixant les conditions d’agrément, d’aménagement et de fonctionnement des établissements utilisateurs éleveurs ou fournisseurs d’animaux utilisés à des fins scientifiques et leurs contrôles dans le cas de l’utilisation de souris. Une période d’acclimatation d’une semaine est observée à l’arrivée des animaux avant le début des expériences. Les traitements antibiotiques, la colonisation par les Kp et l’injection de bactériophages n’induisent pas de symptômes chez les animaux. Les gavages seront effectués par des personnes formées et compétentes. Lors du gavage, une surveillance accrue des animaux pendant 10 minutes permettra de détecter d’éventuels signes de souffrance. Si une difficulté respiratoire est observée, l’animal sera euthanasié par disclocation cervicale. La surveillance quotidienne des animaux permettra de détecter un changement de comportement pouvant indiquer une éventuelle souffrance (animal prostré, ne se nourrissant plus, poil piqué, ne se servant plus de l’enrichissement mis à sa disposition). Si un des paramètres cité précédemment est observé, l’animal est euthanasié par injection létale de pentobarbital à 150 mg/kg (100 μl d’Euthasol ou autre spécialité autorisée à base de pentobarbital dilué à 30 mg/ml par souris de 20 gr) par voie intra-péritonéale (souris tenue en contention verticale ou légèrement inclinée sur le dos, injection avec une aiguille 25G). La mort des animaux est confirmée par une vérification de l'arrêt respiratoire et de l'arrêt cardiaque. La vérification de ces paramètres est réalisée pendant une minute.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents
Nous avons choisi le modèle murin (souris SWISS) car celui-ci a prouvé son efficacité dans la mise en place de colonisation par des bactéries mais aussi dans la décolonisation par des phages. Nous avons choisi des souris femelles (afin d’éviter les conflits entre mâles) SWISS (souris immunocompétentes non consanguines). Les animaux seront utilisés à un âge de 7 -12 semaines ce qui permettra d’avoir une flore digestive mature. Chaque animal de chaque groupe sera identifié par marquage au feutre au niveau de la queue.
Projet retenu pour une appréciation rétrospective
Projet retenu pour AR?
Délai pour AR
Raisons de l’appréciation rétrospective
Prévoit des procédures sévères
Utilise des primates non humains
Autre raison
Explication de l’autre raison de l’appréciation rétrospective
Champs supplémentaires
Champ national 1
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Champ national 2
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Champ national 3
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Champ national 4
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Champ national 5
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Date de début du projet
Ce champ ne sera pas publié.
Date de fin du projet
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Date d’approbation du projet
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Code CIM 1
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Code CIM 2
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Code CIM 3
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