Points à considérer pour la conception et la réalisation d’une étude chez l’animal juvénile (JAS)
Par: Bassem Attalla, Bsc
Pourquoi les études chez les animaux juvéniles sont-elles nécessaires ?
Des recherches ont démontré l’existence de différences biologiques intrinsèques entre les sujets adultes et juvéniles. Les sujets juvéniles ne sont pas simplement des « adultes en miniature ». À mesure qu’ils se développent vers l’âge adulte, leurs systèmes biologiques mûrissent et peuvent réagir très différemment aux agents thérapeutiques selon les différentes étapes du développement (nouveau-nés, nourrissons, juvéniles ou adolescents). Les différences entre un système mature et immature (y compris les organes cibles) constituent un élément clé à prendre en considération lors de l’évaluation de l’efficacité et de la toxicité des agents thérapeutiques. De plus, l’absorption, la distribution et l’excrétion des agents thérapeutiques varient selon l’âge des sujets.
Les lignes directrices de divers organismes réglementaires, tels que l’OCDE, la FDA et l’EMA, exigent que les agents thérapeutiques destinés à un usage pédiatrique ou susceptibles d’affecter la croissance des organes fassent l’objet d’études non cliniques adaptées à l’âge, en raison de l’évolution rapide de certains organes et systèmes biologiques à un jeune âge.
Les études chez les animaux juvéniles sont requises lorsque :
- Les agents thérapeutiques sont destinés à une utilisation pédiatrique en clinique.
- L’agent thérapeutique présente un effet potentiel sur la croissance d’un organe ou d’un système.
- L’agent thérapeutique pourrait affecter le système endocrinien ou neurologique.
Quelle espèce devrait être sélectionnée pour une étude chez les animaux juvéniles?
Les études chez les animaux juvéniles (JAS) peuvent être réalisées chez des espèces rongeuses ou de grande taille. En général, une seule espèce est requise par les organismes de réglementation. Environ 70 % des études non cliniques sont réalisées chez une espèce rongeuse, principalement le rat, en raison de sa plus grande taille comparativement à la souris. Des espèces de grande taille, telles que les primates non humains ou les chiens, peuvent également être utilisées. Toutefois, une justification scientifique solide de leur utilisation, plutôt que des rongeurs, est généralement attendue.
À quel âge l’administration des doses devrait-elle commencer?
Les organes cibles du traitement thérapeutique doivent être identifiés. Les organes se développent à des rythmes différents jusqu’à atteindre leur pleine maturité. Les stades de développement chez le rat sont présentés à la figure 1. Les périodes approximatives de développement postnatal des principaux systèmes sont présentées à la figure 2. Le début de l’administration des doses doit correspondre au plus jeune âge ciblé dans la population clinique, tout en tenant compte du processus de maturation des organes cibles. ITR Laboratories a développé des capacités permettant l’administration de formulations dès le jour postnatal 1 pour les voies parentérales et dès le jour postnatal 4 pour les voies orales.
Considérations lors de la conception d’une étude chez les animaux juvéniles :
- Conception et durée de l’étude
- La durée de l’étude doit couvrir à la fois la période d’exposition clinique et les étapes pertinentes du développement des organes cibles.
- Sélection des animaux et considérations logistiques
- Le nombre d’animaux doit être suffisant pour générer des données significatives, tout en tenant compte de la fragilité des systèmes organiques en développement.
- Plusieurs cohortes peuvent être nécessaires en raison de la petite taille des jeunes ratons.
- Les études chez les animaux juvéniles sont complexes sur le plan logistique et comportent plusieurs défis, notamment la planification des commandes d’animaux, la manipulation et l’identification des jeunes ratons, la gestion des portées (y compris les mères), ainsi que la réalisation de procédures telles que les observations cliniques et les prélèvements sanguins.
- Compte tenu de cette complexité, l’intervention d’une CRO expérimentée est essentielle afin d’assurer une exécution adéquate de l’étude et une interprétation fiable des données.
- Identification et randomisation
- Les méthodes d’identification standard sont souvent inadaptées aux jeunes ratons en raison de leur fragilité. Des approches alternatives, telles que les systèmes de tatouage digital, permettent une identification fiable de grands groupes d’animaux.
- La randomisation au sein des portées présente des défis particuliers. Une approche hybride permettant de maintenir des groupes témoins concurrents non contaminés tout en assurant la représentation de tous les niveaux de dose dans chaque portée peut contribuer à réduire les biais génétiques.
- Échantillonnage et toxicocinétique
- En raison du volume sanguin limité, les échantillons destinés aux analyses toxicocinétiques et autres analyses sanguines sont généralement prélevés de manière terminale.
- Une planification efficace des procédures d’échantillonnage est essentielle au succès de l’étude.
- Paramètres d’évaluation et interprétation des données
- Certains paramètres standards en toxicologie (par exemple, l’ophtalmologie de base ou les analyses de pathologie clinique après dose unique) peuvent ne pas être réalisables en raison de la fragilité des animaux.
- La variabilité observée au début de la vie peut compliquer l’interprétation des données et nécessite une supervision scientifique expérimentée.
- Jalons du développement
- Le sevrage survient généralement au jour postnatal 21, après quoi les ratons sont regroupés dans de nouvelles cages et les mesures de consommation alimentaire peuvent commencer.
- Considérations relatives à la nécropsie
- La nécropsie chez les très jeunes ratons peut être difficile en raison de la fragilité des tissus.
- Pour les premiers points de prélèvement, il est recommandé de fixer la carcasse entière avant la collecte des tissus afin de préserver l’intégrité des organes.
Conclusion
Les réglementations exigent que les médicaments destinés à une utilisation chez les patients pédiatriques, ou susceptibles d’affecter la croissance, soient évalués au moyen d’études non cliniques adaptées à l’âge.
Le rat est généralement l’espèce de choix, mais des animaux de grande taille, tels que les chiens ou les primates non humains, peuvent également être utilisés avec une justification appropriée. Le nombre d’animaux à utiliser ainsi que les paramètres à évaluer doivent être soigneusement planifiés à l’avance, sachant que la majorité des échantillons sanguins ne peuvent être prélevés qu’en terminal et que certaines données ne peuvent être recueillies en raison de la petite taille des ratons. L’expertise des CROs dans la réalisation et l’interprétation des paramètres issus des études chez les animaux juvéniles est donc essentielle pour les promoteurs, puisque la conduite de telles études représente un défi logistique important.
Au cours des dernières années, ITR Laboratories a développé des techniques hautement spécialisées permettant l’administration de formulations à des ratons dès le lendemain de la mise bas. Cela correspond à l’équivalent de patients prématurés en clinique, permettant ainsi d’évaluer des agents thérapeutiques chez des rats adaptés à l’âge le plus précoce possible. ITR a également développé une expertise en matière d’identification et d’hébergement adéquats des ratons, permettant ainsi la collecte et l’interprétation de données pertinentes à un très jeune âge. De plus, ITR a développé ses propres données de référence témoins pour des ratons de différents âges couvrant plusieurs paramètres clés.
À propos de l’auteur
Bassem Attalla est titulaire d’un baccalauréat en microbiologie et immunologie de l’Université de Montréal et possède plus de 20 ans d’expérience en toxicologie préclinique. Son expertise couvre les études de toxicologie générale, d’inhalation et de pharmacologie de sécurité, avec un intérêt particulier pour la toxicologie juvénile. À titre de directeur principal, conseil scientifique et développement des affaires chez ITR Laboratories, il accompagne les promoteurs dans la conception et l’avancement de programmes non cliniques, notamment ceux liés au développement de médicaments pédiatriques.