perspectives: méthodes alternatives€¦ · la validation des methodes depuis 1991l’ecvam a...

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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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HISTORIQUE

Expérimentation animale vétérinaire: médecine vétérinaire

Applicatif

Descriptif

Mécanistique


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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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


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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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


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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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.


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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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).


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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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


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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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


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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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


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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VALIDATION VERSUS RECONNAISSANCE

L’un ne peut représenter le tout


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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APPROCHE INTEGREE

Profils cinétiques in vivo

Co

nce

ntr

atio

ns

Time

Données générées par les puces à cellules

Clairance, mortalité ….


PREDICTION

Les niveaux d’investigation

Modélisation

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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.


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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Vers la Biologie Systémique

Exemples:

Approche mécanistique Alzheimer Stress Bactérien

Phénotypage


Vers la Biologie SystémiqueExemples:

Toxicologie

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Conclusion

Toxicologie Prédictive

Modélisation

REACH

Données, méthodes alternatives

Boite à outils pour l’aide à la décision



L’acceptation de la méthode se fera:

- Par sa qualité scientifique

- Par son opérationnalité industrielle

- Par sa qualité réglementaire

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Qualité scientifique:

Modélisation mathématiqueet biologie systémique

Tests in vitro statiques et dynamiques

Tests in vivo



Qualité scientifique:

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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



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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- quelle méthode- domaine d’applicabilité- reproductible - sensible- extrapolable- « codable »- coût




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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- reproductible: évaluation par fréquence- exemple: stress oxydatif

- sensible: évaluation par- dose entraînant la donnée- robustesse statistique (nombre de réplicats, test,…)- méthode (histopathologie)




- extrapolable: évaluation par - statisticien- pertinence (tératologie)

- codable: évaluation par- informaticien- donnée qualitative / quantitative (hyperplasie / DL50)

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Qualité règlementaire:

- Connaissance de la méthode

- Interprétation des données

- Sortir du « gold standard »

- FORMATION


perspectives: méthodes alternatives€¦ · la validation des methodes depuis 1991l’ecvam a...

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