Cours 3 |

2016-2017

ANIMAUX DE LABORATOIRE

DOULEUR, DÉTRESSE

ET POINTS LIMITES

Il peut être très difficile d'évaluer l'intensité de la douleur et de la détresse chez un animal expérimental.

- Comme on ne peut demander à un animal comment il se sent, l'intensité de la douleur qu'il perçoit doit être déterminée par d'autres moyens .

Bien que les animaux ne puissent pas décrire ce qu'ils ressentent, ils réagissent à la douleur, au stress, à la peur et l'anxiété de façon semblable aux humains.

- ils peuvent éprouver de la peur et de l'anxiété lorsqu'ils se trouvent en présence d'un prédateur (qui peut être un humain), et ils montrent des signes de douleur lorsqu'ils sont blessés.

- les situations nouvelles ou étranges peuvent être stressantes, comme pour un animal sociable isolé.

DOULEUR ET DÉTRESSE CHEZ LES ANIMAUX

- lorsqu'ils sont logés dans des conditions inadéquates ne permettant pas d'exprimer la gamme complète de leurs comportements naturels, les animaux finissent par avoir des comportements pathologiques:

- allers et retours, - démarche en zigzag.

Même si l'on ne constate aucun indice visible de la douleur ou de la détresse chez les animaux, on ne doit pas supposer qu'elles sont absentes.

- il est simplement possible qu'on n'en reconnaisse pas les signes;

- il s'agit ici d'évaluer ces sensations chez une tout autre espèce que la nôtre, alors que cela nous est souvent impossible chez nos semblable.

Une situation stressante qui n'est pas

résolue peut mener à un état de Détresse

La douleur et la détresse produisent:

- des changement comportementales, physiologiques et biochimiques semblable aux situations de combat ou de fuite.

- parmi ces phénomènes qui résultent de la stimulation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien figurent des modifications de la pression artérielle, de la fréquence cardiaque et du comportement.

La difficulté consiste à identifier les signes de douleur ou de détresse

Manifestation de la peur chez la chat:

- la grimace et les oreilles aplaties;

- le chat ne veut pas être touché;

- il risque de griffer ou de fuir.

Lorsqu'on leur fait mal, certains animaux émettent un cri qui diffère des vocalises habituelles de l'espèce.

- Lorsqu'il ressent une douleur, le cobaye siffle et tente de s'enfuir, il mord rarement;

- Le rat crie et tente aussi de s'enfuir, mais il mord;

- Il semble que des souches différentes de souris ne répondent pas de la même façon aux stimuli douloureux;

- une souche qui réagit à un stimulus donné de faible intensité peut résister à un autre stimulus jusqu'à ce que celui-ci atteigne une forte intensité.

- Il faut également souligner la nature transitoire de la douleur - celle-ci n'est ni constante ni d'égale intensité.

Chez différentes espèces ou chez différents animaux d'une même espèce, la réponse à une douleur ou à un stress peut être très variable.

Il existe des mécanismes de réponse:

- internes - réponses hormonales au stress;

- externes - le fait de se cacher -une réponse à la présence d'un prédateur, y compris d'un humain.

Dans une petite cage nue dépourvue de cachette, ce mécanisme de réponse ne permet pas de résoudre le stress et l'animal peut passer rapidement d'un état de stress temporaire à un état de détresse .

Certains animaux supportent

mieux LE STRESS que d'autres

Un animal de laboratoire peut ressentir de la frustration lorsqu'il se trouve dans un environnement appauvri, empêchant l'expression de sa gamme normale de comportements.

On emploie souvent le terme de frustration pour

désigner la réaction d'un animal à une situation

stressante ou à un conflit qu'i l ne peut pas résoudre.

La douleur est associée à une lésion physique des tissus - résulte de la stimulation des récepteurs de douleur.

- ceux-ci sont présents dans la plupart des organes, mais leur densité varie d'un tissu à l 'autre;

- la peau contient beaucoup de récepteurs de douleur et la plupart des organes profonds en ont moins;

- sous l'effet de la lésion des tissus, i l y a l ibération de substances chimiques qui stimulent directement les récepteurs de la douleur (ex: histamine, sérotonine) ou les rendent plus sensibles à la stimulation (ex: prostaglandine).

On pense que le cerveau ne contient pas de récepteurs de la douleur - cependant d'autres tissus situés dans le crâne sont pourvus de récepteurs de douleur (comme les artères, par exemple) et peuvent être le siège d’un maux de tête.

INDICES DE DOULEUR CHEZ LES ANIMAUX

Chez un animal de laboratoire, les indices les plus faciles à observer sont changements de comportement.

- Les animaux modifient leur comportement en réponse à la douleur, surtout si celle-ci se prolonge.

- Ces changements dépendent de:

- l'intensité de la douleur,

- de la tolérance de l'animal,

- de l'espèce;

- de la souche à laquelle il appartient,

- du contexte d'apparition de la douleur;

- et de divers autres facteurs.

DOULEUR CHEZ LES ANIMAUX : INDICES LIÉS AU COMPORTEMENT

L'injection sous-cutanée d'une substance non irritante peut n'entraîner aucun changement de comportement.

D'autre part, à la suite de l'injection sous-cutanée d'une substance irritante, l'animal peut gratter le site de l'injection … et la répétition de ce grattage du même site est un changement de comportement.

La douleur de courte durée est bien tolérée selon le site de l ' injection et la substance injectée

La douleur chronique ou à long terme (une arthrite, intervention chirurgicale orthopédique) a de bonnes chances d'entraîner des modifications plus discrètes.

- Les voies descendantes allant du cerveau à la moelle épinière réduisent la sensation de douleur par inhibition de l'activité neuronale;

- l’libération de substances qui ont les mêmes effets qu’opioïdes (endorphines, enképhalines).

- Ces réactions internes à la douleur ont pour effet de réduire les réactions externes du comportement .

Les animaux réagissent à la douleur par des

mécanismes de réponse internes et externes

- il est moins actif;

- répond moins bien aux stimuli externes;

- sous l'effet d'une douleur persistante, il aggrave sa blessure (a l’origine de la douleur).

Ce phénomène apparaît sous une forme extrême chez animaux dont les nerfs du pied ont été sectionnés.

- le plus souvent, sous l'effet d'une douleur persistante, l'animal gratte le site touché.

Lorsqu'un animal ressent une douleur et quelle que soit la cause de celle-ci, il n'ingère pas les mêmes quantités de nourriture et de l'eau.

- la perte de poids corporel peut être une mesure indirecte de la diminution des quantités ingérées (aliments et eau)…donc on peut effectuer un bon suivi des animaux qui risquent d'éprouver une douleur en mesurant précisément toute variation de poids.

L'animal qui ressent une douleur

se tient à l'écart du reste du groupe

Les événements douloureux ont pour effet de stimuler l'axe Hypothalamo-Hypophyso-Surrénalien (HHS).

- parmi les modifications physiologiques qui accompagnent la douleur, beaucoup sont le résultat de la libération d‘Adrénaline et de Noradrénaline. Il est possible d'observer certains de ces phénomènes directement et sans manipuler l'animal; - dilatation des pupilles; - accélération du rythme respiratoire et cardiaque. Chez les petites espèces de laboratoire, la mesure - de la température corporelle, - de la fréquence cardiaque, - de la pression artérielle nécessite habituellement une forme de manipulation comme la contention ou l'implantation de dispositifs par voie chirurgicale.

DOULEUR CHEZ LES ANIMAUX: LES INDICES PHYSIOLOGIQUES

On peut également palper le cœur ou une ar tère

périphérique pour connaître la fréquence cardiaque , qui

est plus élevée chez un animal éprouvant de la douleur.

L'appareil Doppler que l'on voit ici est d'un type fréquemment employé chez les animaux plus gros qu'un lapin. On peut régler l'appareil pour permettre la mesure automatique de la pression à intervalle régulier, ou on peut effectuer une lecture manuelle.

Les stimuli douloureux s'accompagnent de plusieurs modifications biochimiques.

- il est toute de même peu probable qu'on puisse observer celles-ci à moins que l'animal ait été préalablement équipé d'un cathéter permettant de faire des prises de sang au moment du stimulus douloureux.

- certains des composés en question ou de leurs métabolites peuvent être présents dans l'urine.

Sous l'effet de la stimulation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, les teneurs en corticostéroïdes (cortisol) et en catécholamines (adrénaline) s'accroissent.

- le métabolisme cellulaire s'accélère et les taux d'endorphines et d'enképhalines augmentent.

DOULEUR CHEZ LES ANIMAUX: INDICES BIOCHIMIQUES

Les stimuli douloureux (et la détresse) entraînent également des modifications du système immunitaire dont certaines peuvent être mesurées.

Les corticostéroïdes ont des effets globaux qui se répercutent sur une large gamme de paramètres:

- biochimiques,

- électrolytiques,

- métaboliques,

- de facteurs immunitaires, etc.

Le chercheur se trouve donc confronté à la difficulté de distinguer les modifications biochimiques normales de celles qui sont anormales et produites par la douleur.

AUTRE EFFECTS BIOLOGIQUES DU STRESS

1) La situation permet-elle de penser que la douleur, le

stress ou la détresse pourraient ou devraient être présents?

- l 'animal subi une lésion qui pourrait être douloureuse?

2) Certains signes permettent-ils de penser que

l'animal a un comportement anormal?

- se toilette-t-il moins ou prend-il moins soin de lui -même?

3) Certains changements physiologiques permettent -ils

de penser que l'animal ressent une douleur ou une détresse?

- la fréquence respiratoire a-t-elle augmentée?

4) Certains changements biochimiques permettent -ils

de penser que l'animal ressent une douleur ou une détresse?

- les taux de cortisol dépassent -ils la normale?

INDICES DE STRESS ET DE DÉTRESSE

La plupart des espèces utilisées en recherche biologique sont sociales et préfèrent vivre en petits groupes.

- souvent le protocole expérimental prévoit que les animaux seront logés seuls;

- on doit reconnaître l'existence de cette approche; - la croissance de certaines tumeurs s'accélère chez les souris qui sont logées séparément.

Les animaux sont-ils dans ce milieu depuis peu ou viennent-ils d'arriver? Cette situation s'accompagne souvent de signes de stress comportementale.

- le stress peut être causé par un déplacement d'une pièce voisine et même de la cage d'origine.

STRESS ET DÉTRESSE INDICES LIÉS À LA SITUATION

Certains des changements de comportement qui accompagnent la douleur se retrouvent chez les animaux stressés, à l'exclusion cependant de certains signes qui sont spécifiques à la douleur.

Les animaux stressés peuvent devenir calmes et ne plus réagir, ou ils peuvent devenir hyperactifs:

- observez l'activité frénétique des souris placées dans une nouvelle cage propre dépourvue de toute marque olfactive individuelle.

Dans certains cas, les animaux retrouvent un comportement apparemment normal même si la situation stressante persiste;

- cela constitue une forme de réponse au stress.

STRESS ET DÉTRESSE INDICES LIÉS AU COMPORTEMENT

Un comportement répétitif ou stéréotypie est une action qui est exécutée un grand nombre de fois sans but apparent (aller et venues, léchage ou toilettage excessif, arrachage de plumes chez les poulets élevés en cage, porcs qui mordent les barres de leur stalle).

- Les comportements répétitifs sont des indices de détresse provoquée par des conditions stressantes.

- ils représentent des tentatives de réponse au stress qui, la plupart des cas, ne lui sont pas nuisibles.

Dans quelques cas, le comportement répétitif peut produire des lésions physiques.

- chez certaines espèces des animaux, l'excès de toilettage peut mener à la formation de boules de poils dans l'estomac ou de lésions de la peau.

Comportements répétitifs (stéréotypie) ou inadaptés

Signes physiologiques de détresse sont variables:

- provoque une élévation des taux plasmatique de corticostéroïdes et de catécholamines.

- les valeurs peuvent revenir à la normale même si le stimulus persiste, et on ne doit pas considérer leur absence comme un indice d'absence de stress.

- on peut considérer que la détresse est l'état d'un animal dont les réponses au stress sont inefficaces.

Les habitudes d'ingestion d'aliments et d'eau sont habituellement modifiées chez les animaux en détresse.

- ceux-ci refusent souvent de manger et de boire,

- ils restent passifs et ne montrent aucun intérêt pour leur environnement.

STRESS ET DÉTRESSE INDICES BIOCHIMIQUES

LES SIGNES DE DOULEUR ET DE DÉTRESSE ET LEUR FRÉQUENCE

Le point limite est le moment auquel la souffrance et/ou la détresse provoques chez un animal d’expérimentation doit être:

- arrêtée;

- minimisée;

- diminuée;

- à l’aide de mesures comme l’euthanasie (faite de façon supportable pour l’animal),

- par l’arrêt du processus douloureuse,

- par un traitement visant à le soulager.

LE POINT LIMITE EN EXPÉRIMENTATION ANIMALE

La détermination d'un point limite doit répondre

à des considérations éthiques et scientifiques

Il est nécessaire donc: - observer les animaux de manière appropriée (comportement, physiologie, etc.); - assigner des valeurs objectives aux observations liées au comportement et à la physiologie de l’animal ; - déterminer les indicateurs les plus significatifs de souffrance et/ou de détresse dans les circonstances spécifiques de la recherche ; - déterminer les facteurs prédictifs les plus significatifs d’une détérioration irréversible de l’état de l’animal, et identifier le point le plus précoce auquel ces signes se manifestent ; - répondre aux objectifs scientifiques concernant la détermination d’un point limite objectivement mesuré; - définir clairement l’information/les données recherchées à travers les expériences.

PLUSIEURS ASPECTS SONT À CONSIDÉRER

DANS LA CARACTÉRISATION D’UN POINT LIMITE

Écarts par rapport à la normale (les signes paramétriques) sur une échelle continue: - Il peut s'agir du poids corporel, de la température, de la fréquence cardiaque, de la fréquence respiratoire, du niveau d'activité ou d'un autre type de comportement. - pour le poids corporel, les niveaux de l'échelle pourraient être les suivants : - normal, - perte de 10 %, - perte de 15 %, - perte de 20 %. Il existe divers dispositifs techniques qui permettent l'enregistrement de ces importants paramètres : - thermomètres à infrarouge, - microcircuits intégrés implantables de télémétrie et d'enregistrement des mesures physiologiques, - dispositifs informatisés de suivi de l'activité,

ON PEUT FAIRE DEUX T YPES D'OBSERVATIONS

Présence/Absence de certains indices tels que:

- la fourrure ébouriffée,

- les paupières fermées,

- l'écoulement nasal,

- la boiterie,

- la position voûtée,

- le décubitus,

- la marche en cercles,

- la vocalisation,

- les traumatismes autoinfligés,

- la dyspnée,

- les crises convulsives.

LES SIGNES NON-PARAMÉTRIQUES

Les animaux tels que les primates non humains, les rongeurs, les lapins peuvent ne présenter que très peu de changements comportementaux malgré une souffrance intense.

- l ’animal devrait d’abord être attentivement observé sans être dérangé :

- l ’observation des différentes postures permettront d’évaluer un comportement normal ou anormal.

La réaction de l’animal à un stimulus externe peut être vérifiée (bruit, variation de l ’ intensité lumineuse) avant de s’approcher directement de la cage pour manipuler l ’animal

- l ’animal devrait être manipulé pour l ’examen clinique - les signes cliniques et des mesures (dont celle du poids de l ’animal ou la tail le d’une tumeur) sont notés.

Pendant l ’examen clinique, i l convient également de noter les réponses aux comportements provoqués.

CONNAÎTRE LE COMPORTEMENT CARACTÉRISTIQUE DE L’ESPÈCE OBSERVÉE

Une personne ayant l’expérience et la formation appropriées ainsi que le pouvoir d’euthanasier ou de demander l’euthanasie des animaux doit être constamment disponible pendant l’étude expérimentale.

- toute observation d’un comportement inhabituel ou de signes de souffrance et/ou de détresse devrait être rapportée immédiatement;

- il faut réagir dans le cas où les animaux présentent des réactions négatives inattendues;

- Le pouvoir d’euthanasier des animaux qui ont atteint le point limite ou qui subissent de graves effets négatifs imprévisibles devrait être clairement défini avant que l’étude ne commence

DÉFINIR LES RESPONSABILITÉS RELATIVES À L’OBSERVATION DES ANIMAUX

PRODUCTION D’ANTICORPS MONOCLONAUX

Les points limites suivants devront être établis:

- l’augmentation du poids due à l’accumulation de liquide ascitique dans l’abdomen et/ou à la croissance d’une tumeur ne devrait pas produire de souffrance ou de détresse;

- selon l’état du rongeur, un maximum de 2 ponctions de liquide ascitique sont autorisées,

- la deuxième ponction devant être une procédure terminale.

- les ponctions de liquide ascitique devraient être faites sous anesthésie générale.

PRINCIPES DIRECTEURS DANS CERTAINS SECTEURS

SPÉCIFIQUES DE LA RECHERCHE BIOMÉDICALE

Pour toute recherche sur le cancer faisant appel à des modèles animaux, des points limites devraient être établis afin de minimiser le potentiel de souffrance et/ou de détresse.

Quelques-uns des points limites recommandés :

- la masse de la tumeur ne devrait augmenter ni au point d’interférer significativement avec les fonctions normales du corps ni au point d’induire souffrance et/ou détresse;

- une perte de poids dépassant 20 % du poids du corps d’un animal normal (en tenant compte de la masse tumorale) ;

- une ulcération/infection à l’emplacement de la tumeur ;

- un trauma auto-induite persistent.

- un envahissement des tissus voisins par une tumeur;

RECHERCHE SUR LE CANCER

Ces deux domaines sont les plus controversés pour

la détermination des points limites et plus particulièrement

les études de carcinogénicité exigées dans le cas de demandes

concernant les nouveaux médicaments.

- dans ces études, les animaux peuvent recevoir le

composé à l’essai pendant une période pouvant aller jusqu’à

deux ans par les mêmes voies d’administration.

- celles-ci sont orales (par gavage ou mélange au

régime alimentaire) mais d’autres voies peuvent être util isées .

Le logement et les soins des animaux qui vieill issent

demandent une attention spéciale quant à leur bien-être.

- Les rats de plus de 18 mois, par exemple, tendent à

être gros et à avoir des problèmes lié à leur poids tels des

lésions aux coussinets des pattes de l ’obésité et des tumeurs.

ÉTUDES DE TOXICITÉ CHRONIQUE

ET ÉTUDES SUR LE VIEILLISSEMENT