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DCO - 08/09/2004 - titre -
Master 2 – Mention toxicologieSpécialité: Toxicologie humaine, évaluation des
risques, vigilances - Toxicologie d’organes
Perspectives: méthodes alternativesEmmanuel LEMAZURIER
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
HISTORIQUE
Expérimentation animale pharmaceutique: accès à un organisme entier qui ne soit pas l’homme
Applicatif
Descriptif
Mécanistique
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
HISTORIQUE
Expérimentation animale vétérinaire: médecine vétérinaire
Applicatif
Descriptif
Mécanistique
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
129 - 199 Galien de Pergame: catalogue des exp depuis 300 av JC sur les nerfs sensoriels, moteurs et tendons
HISTORIQUE
1514 – 1564 Andreas Vesalius: illustration des cours d’anatomie en pratiquant des vivisections sur des animaux.
1628 William Harvey: élucide circulation du sang sur plusieurs animaux et extrapole à l’homme. Fondement de la physiologie comparative.
1783 François Magendie: fonctions corporelles résultent du fonctionnement concourant de plusieurs organes. Fondement de la physiologie moderne, début de l’ère des expériences invasives sur l’animal
1813 Claude Bernard: approche systématique de l’expérimentation nécessite le maintien constant de tous les paramètres sauf la variable sous étude
En recherche
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
1842 Crawford Long: découvre les propriétés anesthésiques de l’éther
HISTORIQUE
1847 William Morton prône l’anesthésie par l’éther en chirurgies sophistiquées
1882 Découverte du Bacille de la tuberculose. Découverte du serum antidiphtérique (diminution de 40% à 10% de la mortalité infantile).
1902 extraction de la première hormone
1909 traitement chimique de la syphilis
1920 Frederik Banting et Charles Best découvre l’insuline
En recherche
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
1260 St Thomas d’Aquin: Summa Theologiae allègue que les humains sont uniques et que les animaux n’ayant pas d’esprit , les données ne pouvaient être transposées.
HISTORIQUE
1595 Descartes: métaphysique chrétienne et idéologie de l’animal machine convenant aux premiers vivisectionnistes.
1627 – 1691 Robert Boyle, Robert Hooke et Richard Lower premiers biologistes à s’inquiéter du bien être animal et à s’objecter moralement à la cruauté.
1688 – 1784: Alexander pope et Samuel Johnson allèguent que les animaux peuvent ressentir la douleur.
1748 Jeremy Bentham fondateur de l’utilitarisme moral permet le passage à une vision admettant la capacité des animaux à souffrir.
En éthique
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
1776 Humphrey Primat notion du devoir de protection des animaux pour eux-mêmes sans égard au fait qu’ils aient une âme ou pas.
HISTORIQUE
1790 Marshall hall propose que les procédures en expérimentation animale soient règlementées.
1798 Auguste Comte approche positiviste: différencier entre recherche et valeurs éthiques.
1824 Création de la UK Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals (UKRSPCA)
1847 Objection de la UKRSPCA à toutes procédures faisant souffrir l’animal.
En éthique
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
1871 La UKRSPCA publie les lignes directrices pour minimiser la souffrance et décourager les expérimentations animales non fondées
HISTORIQUE
1871 Charles Darwin publie The Descent of Man et Selection in Relation to Sex et Expression of the Emotions in Man and Animals
1875 Dépôt devant la Chambre des communes du RU d’un projet de loi réglementant la vivisection et un projet de loi de dispositions contraires prônant un environnement non-réglementé de l’expérimentation animale. Abolition de The Cruelty to Animal Acts
1906 Création d’une seconde Commission Royale sur la Vivisection (The Royal Commission on Vivisection). Contexte social non porteur (guerre).
En éthique
1968 Mise en place de la règle des 3Rs: Reduce, Refine, Replace
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
Antiquité Connaissance des poisons pour l’homme et l’animal, catégorisation et étude des poisons, concept de « gouteurs royaux »
HISTORIQUE
Socrates (470 – 399 Av JC) nombreuse victimes d’empoisonnement sont célèbres, belles années de la cigüe dont le principe actif est la coniine
Europe du 15ème siècle les italiens élèvent l’empoisonnement au rang d’art, on parle de « risque normal de la vie »
Toxicologie
Paracelse (1493-1514) contribue au développement de la toxicologie scientifique, concept de relation dose et d’effet de l’entité chimique (toxicon)
Orfila (1787 – 1853) médecin personnel de Louis XVIII, père de la toxicologie moderne, défend la nécessité de l’analyse chimique pour prouver la relation cause à effet.
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
Directive 65/65/CEE du Conseil, du 26 janvier 1965, rapprochement des dispositions législatives, réglementaires et administratives relatives aux médicaments.
HISTORIQUE
Pour être commercialisé, tout médicament fabriqué industriellement doit faire l'objet d'une AMM, délivrée par les autorités compétentes européennes ou nationales que sont EMEA ou l'Afssaps
L’autorisation de mise sur le marché
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
HISTORIQUE
1967, directive 67/548/CEE sur la classification et l'étiquetage des substances chimiques dangereuses, complétée en 1988 par la directive 88/379/CEE sur les préparations.
La classification et l ’étiquetage
Identifier précisément les propriétés de danger des substances ou des préparations, de les classer en fonction de ces propriétés et d'informer les utilisateurs et en particulier les travailleurs sur ces dangers par le moyen de l'étiquetage ou de la fiche de données de sécurité (FDS).
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
HISTORIQUE
1976 directive 76/768/CEE du Conseil, du 27 juillet 1976, concernant le rapprochement des législations des États membres relatives aux produits cosmétiques
La fabrication et la mise sur le marché des produits cosmétiques
Régule la fabrication et la mise sur le marché des produits cosmétiques. Son principal objectif est d’assurer que les cosmétiques ne sont pas nocifs sous des conditions d’utilisation normales ou prévisibles.
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
UTILISATION DE L’ANIMAL: ETAT DE L ’ART EN FRANCE
Utilisations des animaux Produits concernés par les 11% d ’essais toxicologiques
Source: Ministère de la recherche
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
EVOLUTION
3Rs 1959: Raffiner, Réduire, Remplacer – Russel and Burch
Directive cosmétique Septembre 2004: 7ème amendement, a conduit àl'interdiction des essais sur animaux à des fins cosmétiques. Pour les matières premières, les interdictions qui figurent dans la Directive cosmétique sont prévues pour entrer en vigueur au plus tard en 2009 et 2013. L'interdiction ne deviendra donc effective qu'au fur et à mesure de la validation par l'ECVAM des méthodes alternatives.
La pression pour le recours aux méthodes alternatives en expérimentation animale
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
EVOLUTION
REACH Juin 2007: promeut des méthodes alternatives d’évaluation des dangers des substances en plaçant l’élaboration de solutions alternatives àl’expérimentation animale au rang des priorités de la future recherche européenne. Lorsque les méthodes auront été validées, le règlement REACH sera adapté pour exclure progressivement et le plus rapidement possible lesessais sur les animaux.
Directive sur l’expérimentation animale Septembre 2008: veille à établir un équilibre entre l'amélioration du bien-être animal et la contribution à la recherche contre les maladies. Les États membres disposeront d'un délai de deux ans pour se conformer aux nouvelles dispositions, qui visent à faire baisser, pour des raisons éthiques, le nombre d'animaux utilisés à des fins d'expérimentation scientifique, sans entraver la recherche en évaluant les conséquences.
La pression pour le recours aux méthodes alternatives en expérimentation animale
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
LA VALIDATION DES METHODES
Source: ECVAM
Cible 3Rs Validation réglementaire Validation scientifique
Réduire 4 (vaccins) 0
Raffiner 3 (in vivo) 4 (in vivo, ex vivo)
Remplacer 8 (cutané) 5 (in vitro)
1 méthode cutanée remplacée2 méthodes en discussion depuis 2002 pour suppression
Gestion au niveau européen par l’ECVAM: European Center for Validation of Alternative Methods
Suivre la règle des 3Rs: Réduire, Raffiner, Remplacer
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
LA VALIDATION DES METHODES
Depuis 1991l’ECVAM a réalisé:
- 27 méthodes alternatives ont été développées (1 seule en écotoxicologie) dont 15 validées (cutanées principalement)
- 1 seule méthode supprimée pour une cinquantaine de méthodes réglementaires in vivo (en écotoxicologie et en toxicologie) utilisées pour tester les dangers des substances chimiques
Source: ECVAM
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
LA VALIDATION DES METHODES- Validation scientifique par une approche d’inter-comparaison
avec des tests in vivo raisonnés- Approche de type « Critical Path Initiative »: développement,
évaluation et fabrication d’outils de meilleure qualité, de façon plus rapide et plus économique. Nécessite une démarche de normalisation du procédé pour un passage en phase industrielle (FDA Critical path Report, March 2004, http://www;fda.gov/oc/initiatives/criticalpath/)
- Pré-validation réglementaire au sens du guide 34 OCDE (OECD (2005) Guidance Document on the validation and international acceptance of new or updated test methods for hazard assessment. OECD Environment, Health and Safety Publications. Series on Testing and Assessment No. 34. ENV/JM/
MONO(2005)14, Paris) ou du guide 69 pour les QSARS OECD (2007a) Guidance Document on the validation of (quantitative) structure-activity relationship [(Q)SAR] models. OECD Environment, Health and Safety Publications. Series on Testing and Assessment No. 69. ENV/JM/MONO(2007)2, Paris
- Validation réglementaire: processus d’évaluation par ECVAM et transposition au niveau OCDE
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
L’un ne peut représenter le tout
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
NOUVELLES APPROCHESReproduire l’organisation 3D et perfusé d’un tissu ou d’un
organePlate-forme microfluidique/microfabricationValidation de méthodes alternativesScreening de substancesCouplage à la modélisationCouplage multi-organes
Foie Rein
Exemple UTC actuelShuler et al.
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
APPROCHE INTEGREE
Profils cinétiques in vivo
Co
nce
ntr
atio
ns
Time
Données générées par les puces à cellules
Clairance, mortalité ….
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PREDICTION
Les niveaux d’investigation
Modélisation
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
STRATEGIE TEST AIDE A LA DECISION
Evaluation des risques
Exposition
Scenario
Dose réponse
Tests permettant une relation dose réponse
Contrôle de l’exposition
Prendre en compte tous les scenarii et toutes les possibilités: envisageables car ils sont continus et les simulations Monte Carlo permettent de moyenner toutes ces possibilités.
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
BIOLOGIE SYSTEMIQUE
Biologie systémique:
- Définition: analyse quantitative des interactions dynamiques entre les composants du système biologique.
- But: comprendre le comportement du système dans son ensemble et permettre la mise en place des prédictions de ses comportements
- Outils: concepts mathématiques appliqués aux systèmes biologiques permettant au processus itératif de s’installer entre les laboratoires expérimentaux et la modélisation informatique.
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
Vers la Biologie Systémique
Exemples:
Approche mécanistique Alzheimer Stress Bactérien
Phénotypage
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
Vers la Biologie SystémiqueExemples:
Toxicologie
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
Conclusion
Toxicologie Prédictive
Modélisation
REACH
Données, méthodes alternatives
Boite à outils pour l’aide à la décision
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
L’acceptation de la méthode se fera:
- Par sa qualité scientifique
- Par son opérationnalité industrielle
- Par sa qualité réglementaire
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VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Qualité scientifique:
Modélisation mathématiqueet biologie systémique
Tests in vitro statiques et dynamiques
Tests in vivo
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VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Qualité scientifique:
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Qualité scientifique: Evaluation des conséquences de l’expérimentation
- Originalité de l’expérimentation
- Finalité: approche mécanistique vs approche appliquée
- Dimension et représentativité de l’objet biologique: cellule, organe, organisme, population
- Qualité expérimentale: dose, effets délétères, limitation de la souffrance
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Opérationnalité industrielle:
Les Biomarqueurs: Toutes mesures reflétant une interaction entre un système biologique et un agent toxique de nature chimique, physique ou biologique (WHO 1993)
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VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Opérationnalité industrielle:
- quelle méthode- domaine d’applicabilité- reproductible - sensible- extrapolable- « codable »- coût
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VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Opérationnalité industrielle:
Demande une grille d’évaluation des données.- quelle méthode: évaluation par
- facilité de mise en œuvre- champ d’application de la méthode (tox générale ou ciblée)- performance: reproductibilité, effet de santé ciblé- coût- éthique
- domaine d’applicabilité: évaluation par pertinenceexemple: augmentation du poids de l’animal est le reflet d ’un
trouble de type neurologique
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Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Opérationnalité industrielle:
- reproductible: évaluation par fréquence- exemple: stress oxydatif
- sensible: évaluation par- dose entraînant la donnée- robustesse statistique (nombre de réplicats, test,…)- méthode (histopathologie)
Perspectives: méthodes alternatives Octobre 2013
VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE
Opérationnalité industrielle:
- extrapolable: évaluation par - statisticien- pertinence (tératologie)
- codable: évaluation par- informaticien- donnée qualitative / quantitative (hyperplasie / DL50)