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Le chien

Les chiens ont une longue histoire dans le domaine de la recherche. À partir des années 1600 — lorsque notre compréhension de la physiologie a commencé à s'accélérer — et jusqu'à nos jours — alors que nous progressons dans l'ère de la génétique —, les chiens ont joué un rôle essentiel dans le façonnement de notre compréhension et l'élaboration de nouveaux traitements concernant un large éventail de maladies.

Biologie fondamentale
Vaccins
Cœur
Traitements
Toxicologie
Références

Biologie fondamentale

En 1889, Joseph von Mering et Oskar Minkowski ont montré que l'ablation du pancréas d'un chien entrainait l'apparition de diabèteANCHOR. C'était la première démonstration de l'existence d'un facteur antidiabétique, identifié plus tard comme étant l'insuline, produit par le pancréas et permettant à l'organisme de réguler les sucres dans le sang. En 1909, Forschbach a montré que des extraits bruts d'insuline pouvaient réduire de 90 % la glycémie de ces chiens. Malheureusement, cette préparation d'insuline avait des effets toxiques dus à la présence d'impuretés dans l'extrait. Plus tard, James Collip et Frederick Banting mettent au point une nouvelle technique de purification de l'insuline du pancréas de vache, testée avec succès sur des chiens. Lorsqu'en 1922, cette technique est appliquée sur des patients, les résultats sont spectaculaires et Banting reçoit un prix Nobel l'année suivante.

Les expériences d'Ivan Pavlov sur le système digestif canin ont fourni les premières observations détaillées de la façon dont le système digestif fonctionneANCHOR ANCHOR et ce, grâce aux techniques chirurgicales employées qui lui ont permis d'étudier le processus digestif sur des animaux dont le comportement normal était préservé. Cela a permis d'acquérir de nouvelles connaissances, inaccessibles sur des chiens tués au cours de l'étude. Dans ses conclusions, Pavlov décrit en détail la physiologie des glandes salivaires, de l'estomac et des intestins. Il a démontré que le système digestif était influencé par le système nerveux central de manière complexe, et que ce processus psychologique était en mesure d'influencer la nature des fluides sécrétés dans le tractus digestif. Pour ce travail, Pavlov a reçu un prix Nobel en 1904.

Although dogs were commonly used in experiments through history, their use is now limited to a few disease models, such as muscular dystrophy, and drug safety testing.Dans un contexte généralisé de rachitisme chez les enfants, Edward Mellanby a découvert que lorsque des chiens suivaient un régime hypocalorique à base d'avoine et étaient confinés à l'intérieur, ils devenaient rachitiques ANCHOR ANCHOR ANCHOR. Le simple ajout d'huile de foie de morue à leur régime alimentaire conduisait à leur récupération rapide. C'est parce que le rachitisme est causé par une carence en vitamine D, ce que les scientifiques de l'époque ignoraient. Nous savons maintenant que la vitamine D est naturellement fabriquée par l'organisme lorsqu'il est exposé au soleil, mais elle est également présente dans l'huile de foie de morue.

Vaccins

En 1880, Louis Pasteur développe un vaccin contre la rage chez le chien, en ayant recours à des chiens durant ses travaux de rechercheANCHOR ANCHOR. Il injecte des extraits de tissus nerveux infectés dans le cerveau des chiens pour induire les symptômes de la rage. En faisant sécher des tissus nerveux de lapins infectés, Pasteur obtient une forme du virus atténuée. Cela a permis d'effectuer, sur une période de 2 semaines, des inoculations répétées, de plus en plus virulentes, qui ont vacciné les chiens, devenus ainsi résistants au virus.

Après la publication de son travail, les familles de personnes mordues par des animaux enragés commencèrent à affluer vers le laboratoire de Pasteur. Sur les 350 personnes qu'il a d'abord traitées, un seul échec était à déplorer, comparativement au 40-80 % de personnes qui auraient développé la maladie fatale sans son intervention. Son vaccin a continué à être utilisé jusqu'à la fin de la seconde guerre mondiale lorsqu'il a été remplacé par un produit de culture cellulaire.

Cœur

Les chiens ont été les premiers animaux à recevoir une injection intraveineuse. Sir Christopher Wren, mieux connu comme architecte, avait développé un système formé d'une plume d'oie reliée à une vessie de porc pour injecter de l'alcool dans les veines d'un chien. Au fil des années, ce système a évolué en transfusions sanguines et de nombreuses avancées majeures dans ce domaine ont été faites grâce à des expériences menées sur des chiens. Pour plus de détails, se reporter à la page Transfusion de sang.

La fibrillation ventriculaire est la cause la plus fréquente d'arrêt cardiaque, lorsque les muscles du cœur ne sont plus coordonnés et ne parviennent pas à pomper le sang. Elle a d'abord été décrite chez le chien dans les années 1840, lorsque les chercheurs ont découvert qu'elle pouvait être induite en ligaturant l'artère coronaire ou en appliquant un courant électrique. En 1899, Jean Louis Prevost et Frédéric Batelli à Genève ont démontré que les courants électriques pouvaient également être utilisés pour restaurer le rythme normal d'un cœur de chien, inventant ainsi le premier défibrillateur électriqueANCHOR.

L'application de cette découverte a été facilitée par le développement de l'électrocardiogramme (ECG) par Willem Einthoven. Il a reçu le prix Nobel en 1924 pour ce travail et pour avoir caractérisé les changements du rythme cardiaque selon les maladies et les stimuli chez l'homme et le chien. En 1947, le chirurgien Claude Beck effectue la première défibrillation réussie sur un être humain en utilisant une machine installée dans la salle d'opérationsANCHOR . Cependant, les palettes devaient être appliquées directement sur le cœur. Le premier succès de défibrillation sur la peau a été réalisé par Paul Maurice Zoll en 1956ANCHOR. Sa réussite repose sur des travaux menés quelques années plus tôt chez le chien par William Kouwenhoven et William Milnor, et sur ses premières  expériences animales et cliniques sur le stimulateur cardiaque externe. En 1962, après une série d'études impliquant des centaines de chiens, Bernard Lown a affiné la forme d'onde du choc électrique afin de réduire les dommages au cœurANCHOR. L'onde de Lown est devenue la norme pour la défibrillation, jusqu'à ce qu'elle soit remplacée par une onde biphasique tronquée dans les années 1990.

En 1950, WG Bigelow a étudié les effets de l'hypothermie sur la consommation d'énergie chez le chien. Il en a conclu que le corps des chiens pouvait être refroidi à 20 °C, leur consommation d'oxygène et leur fréquence cardiaque réduites de 85 %, sans aucun effet indésirableANCHOR. Cela était considéré comme un moyen d'isoler le cœur durant les opérations chirurgicales, tout en minimisant les dommages à l'organisme. Des températures plus basses déclencheraient une fibrillation ventriculaire et le cœur s'arrêterait complètement. Bigelow a découvert que le cœur des chiens pouvait être redémarré en lui appliquant un choc électrique, ce qui a conduit à la conception du stimulateur cardiaque.

L'accumulation des connaissances sur le fonctionnement du cœur et des nouveaux traitements dans ce domaine ont permis d'envisager le remplacement des valves cardiaques défectueuses par des valves artificielles dans les années 1950. Les premières conceptions, fondées sur la structure naturelle, ont déclenché des problèmes de puissance et de coagulation lorsqu'elles ont été implantées sur des chiensANCHOR. Au cours de la décennie suivante, les améliorations de la conception ont abouti à la survie des chiens pendant plus d'un an sans traitement anticoagulantANCHOR. En octobre 1961, sur les 12 patients qui avaient reçu une valve mitrale artificielle, deux étaient décédés de causes indépendantes à l'intervention, et trois d'infectionsANCHOR. Les patients restants étaient bien portants et deux ont pu reprendre leur travail. Ce succès a encouragé la mise au point, chez le veau et le chien, d'autres conceptions et tests qui sont encore en usage aujourd'hui.

La possibilité d'utiliser des valves transplantées a également été explorée chez le chien, ce qui a permis d'établir les meilleures méthodes de préparation et de stockage. Cependant, devant l'insuffisance de valves humaines disponibles, les regards se sont tournés au milieu des années 1960 vers les valves transplantées provenant d'autres espèces. Les valves de porcs, de moutons, de veaux et de chèvres ont été transplantées dans des chiens au début des années 1970ANCHOR. Afin de s'attaquer aux problèmes de durabilité et de rejet, des travaux de recherche ont été réalisés sur des lapins, des cochons d'Inde et des rats qui ont abouti au développement de valves inertes, fonctionnelles et durablesANCHOR. Ces valves « bioprothétiques », provenant généralement de porcs, ont été utilisées avec succès sur de nombreux patients.

Traitements

La dystrophie musculaire de Duchenne est la forme la plus commune de dystrophie musculaire, affectant une naissance de garçon sur 3500. Le seul modèle animal qui reproduit la pathologie humaine et ses mécanismes biochimiques est le chien « golden retriever ». Les chercheurs ont prélevé des cellules souches de ces chiens, corrigé le gène muté avant de les réinjecter dans le tissu musculaire. Ces cellules-souches modifiées ont formé des fibres musculaires et rétabli certaines fonctions musculairesANCHOR.
  
En novembre 2012, les chercheurs ont publié les résultats de la première étude contrôlée, randomisée en double-aveugle, sur l'utilisation de greffes de cellules pour traiter les lésions de la moelle épinière. L'essai a été mené sur des chiens domestiques, majoritairement des dachshunds, dont la moelle épinière avait été endommagée suite à une blessure accidentelle. Les chercheurs ont prélevé un échantillon de cellules gliales engainantes olfactives au niveau de la muqueuse olfactive des chiens. Ces cellules sont connues pour favoriser la croissance nerveuse. En effet, le nez est la seule partie du corps où les cellules nerveuses continuent de croître à l'âge adulte. Cette étude a beaucoup retenu l'attention des médias en raison des vidéos montrant l'amélioration remarquable de l'état des chiens.

Le cancer de la Prostate ne se produit naturellement en nombre significatif que chez les humains et les chiens. Bien que le cancer chez le chien partage des caractéristiques avec celui affectant l'homme, des différences existent concernant la probabilité de formation de métastase et les tissus de la prostateANCHOR. Cependant, en étudiant la prostate chez le chien, Charles Huggins a découvert que la croissance des tumeurs dépendait des hormones naturelles du corps. Le cancer de la prostate pouvait être traité en réduisant les hormones sexuelles mâles ou en augmentant les hormones sexuelles femelles. Même les patients avec une espérance de vie très courte ont vu leur état s'améliorer grâce ce nouveau type de traitement, qui affiche moins d'effets secondaires que d'autres thérapies. Pour son travail et les traitements qu'il a contribué à développer, Charles Huggins a reçu un prix Nobel en 1966.

George Whipple a exploré les effets de l'alimentation sur l'anémie en saignant des chiens puis en comparant leur rétablissement selon les régimes alimentaires suivisANCHOR. Il a observé une récupération rapide lorsque le régime alimentaire était composé de grandes quantités de foie. Il a ensuite proposé, et testé avec succès, l'hypothèse selon laquelle un régime riche en foie permettait de traiter l'anémie pernicieuse chez l'homme. Cette réussite a été récompensée par un prix Nobel en 1934, bien que nous savons maintenant que l'anémie chez le chien est corrigée grâce au fer présent dans le foie, tandis que chez l'homme, c'est un apport en vitamine B12 qui vient à bout de l'anémie pernicieuse.

Tests de toxicologie

Pour qu'un nouveau médicament puisse faire l'objet d'essais cliniques chez l'homme, les organismes de réglementation exigent généralement la réalisation de tests de toxicité chez un rongeur et chez un mammifère non-rongeur. Le rongeur est souvent un rat et l'autre mammifère, un chien. Les chiens sont utilisés parce qu'ils sont physiologiquement semblables aux êtres humains et sont facilement disponibles. Ces tests comptent pour environ 75 % de tous les chiens utilisés actuellement dans le domaine de la rechercheANCHOR. Les chiens sont utilisés pour étudier les doses maximales tolérées, ce qui permet de déterminer les doses à sélectionner pour les essais sur l'homme.

Malgré les questions d'éthique et la charge émotionnelle entourant l'utilisation de chiens dans la recherche, les réglementations sont lentes à changer à cause des répercussions potentielles sur la sécurité si un effet indésirable grave n'est pas détecté à ce stadeANCHOR. Il a été investi beaucoup d'énergie dans la recherche d'autres animaux de laboratoire et de solutions in vitro. Cependant, ces options sont limitées à certains tests seulement. Par exemple, les dosages hERG sont utilisés pour s'assurer qu'un médicament ne risque pas d'interférer avec le rythme cardiaque et les mini-cochons remplacent les chiens lorsque ces derniers ne sont pas adaptés, notamment dans les thérapies hormonales.

Pendant les tests, les chiens peuvent être surveillés à distance et en permanence grâce à des émetteurs implantés ou des vêtements spécialement conçus à cet effet. Ils enregistrent la pression artérielle, la fréquence cardiaque et la température du corps et fournissent un électrocardiogramme pendant que les chiens mènent une vie normale. Les effets d'un médicament sont également examinés sur les chiens sous anesthésie terminaleANCHOR. Cela permet aux chercheurs d'avoir une image plus claire de l'état hémodynamique en plus des données de télésurveillance acquises.


Références

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