One Voice : Comment mettre fin aux tests de toxicité sur animaux ?

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Comment mettre fin aux tests
de toxicité sur animaux ?

Un rapport du Docteur
Gill Langley MA Phd (CANTAB), MIBiol, Cbiol

Automne 2001

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VI - TEST : TOXICITÉ CHRONIQUE
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Animal	rats (utilisation éventuelle des chiens comme seconde espèce). -
Nombre	160 rats (32 chiens). -
Objectif	évaluer les conséquences de l'administration d'une substance chimique sur le long terme et sur des périodes significatives de la durée de vie de l'animal. -
Test	L'administration de la substance se fait habituellement par voie orale ou par inhalation. L'étude dure au minimum douze mois, et jusqu'à deux ans. -
Symptômes	variations de la pression artérielle, perte d'appétit, agressivité, agitation, faiblesse musculaire, salivation excessive, lésions organiques internes, érection du pelage, vomissements (chiens), tremblements, diarrhées avec saignements, coma et parfois mort de l'animal. -

Critique

- Voir la critique des tests de toxicité aiguë et à doses répétées (38). Là encore, l'état physiologique, l'état du système immunitaire et le régime alimentaire de l'espèce choisie jouent un rôle déterminant. De même, les prédispositions génétiques du "modèle" animal sont un facteur d'ambiguïté dans l'interprétation des résultats des études à long terme, quel qu'en soit le domaine (49). Par ailleurs, la toxicité chronique se prête mal à une interprétation fiable et définitive.

- Lorsque l'on compare les effets à long terme d'une substance potentiellement toxique, comment assure-t-on les révisions à la hausse ? On sait que dans certains cas, les organismes sont plus sensibles pendant certaines périodes. Les effets toxiques se produisant en dehors de ces périodes sont donc susceptibles d'être sous-estimés.

- Les réactions de l'animal testé varient souvent selon son sexe, mais les conclusions à en tirer à propos de l'être humain ne sont pas toujours évidentes.

- La substance testée est susceptible de provoquer des dégâts au niveau des organes qui éliminent les toxines, comme le foie et les reins, ce qui peut alors rendre la substance encore plus toxique au cours du temps, surtout chez les espèces dont le foie ou les reins sont les plus vulnérables.

- L'histoire des expositions naturelles antérieures du sujet est un facteur crucial à considérer pour évaluer la dose toxique à long terme. Chez l'être humain, il est rare qu'un individu reçoive une dose unique ponctuelle, ou qu'il reçoive régulièrement une dose identique pendant une longue période. Par conséquent, l'extrapolation à partir d'une dose simple ou d'une dose multiple administrée à un animal est par trop simpliste.

- Le mode d'administration joue un rôle capital dans la détermination du degré de toxicité (voir plus haut). Si les substances testées sont administrées par voie orale à des animaux végétariens, il peut très bien se former des métabolites nocives que l'on ne retrouvera pas chez l'être humain (on peut citer comme exemple de cet artéfact celui des saignements intestinaux survenant chez le cochon d'Inde par suite de l'administration de pénicilline, qui ne surviennent qu'en raison des enzymes qui permettent au cochon d'Inde de digérer la cellulose : on n'observe pas ce phénomène chez les espèces qui ne sont pas végétariennes, comme l'être humain) (50).

- Le recours à des tests statistiques sérieux est crucial, et cependant absent dans bien des procédures de tests des effets d'une exposition chronique.

- Les protocoles de tests futurs intègrent trop rarement les résultats cliniques et à long terme déjà disponibles de l'utilisation humaine des substances.

- Pour qu'une extrapolation à l'humain est un sens, toute mesure des effets d'une exposition chronique ou aiguë à une substance testée devrait prendre en compte les effets secondaires qui sont parfois peu palpables. Pourtant, dans les tests portant sur l'effet des substances sur le cerveau, par exemple, on ne tient pas compte des incidences sur la fonction de mémorisation, les effets sensoriels et autres aspects cognitifs similaires (51).

- L'évaluation de l'impact des modes d'administration multiples est problématique. Chez l'être humain, les substances peuvent être inhalées, avalées ou absorbées sous forme de particules fines, ou absorbées par certains organes particuliers. De simples tests effectués sur un "modèle" animal ne permettent pas de représenter une telle complexité. Comme nous l'avons mentionné précédemment, la manière dont une substance testée sera éliminée ou neutralisée varie selon les espèces, et l'état de santé de l'animal influe de diverses manières sur le degré de fiabilité d'une extrapolation du risque pour l'être humain à partir des résultats du test.

- Les interactions chimiques entre la substance testée et le sujet expérimenté ne sont pas à négliger. Les substances chimiques dissoutes de diverses manières pourront avoir des effets très différents de ceux d'autres formes pourtant très proches.

- De nombreuses inconnues persistent à propos des effets toxiques pouvant se produire à différents stades de la croissance chez l'être humain, les enfants étant souvent bien plus vulnérables aux substances chimiques que les adultes. La prise en compte d'un facteur dix est censée garantir des seuils de sécurité, mais il n'est pas évident que l'on puisse véritablement exploiter de cette manière, et sans risque, des données acquises à travers l'expérimentation animale (52).

- Les substances chimiques testées peuvent avoir un effet sur les générations suivantes, comme ce fut le cas avec le Stilboestrol (une hormone sexuelle de synthèse). Ce produit est maintenant bien connu pour être potentiellement cancérigène, mais ce n'est pas toujours chez la génération recevant la substance que l'on observe de tels effets (49).

Stratégie alternative

Les méthodes in vitro permettant d'évaluer la toxicité chronique ne sont pas aussi développées que celles qui concernent la toxicité aiguë. Il est néanmoins essentiel, pour des raisons pratiques autant qu'éthiques, de tester la toxicité à long terme sans recourir à l'expérimentation animale. Les tests de toxicité chronique sur l'animal sont un processus très coûteux à la fois en argent et en temps (1 à 2 ans pendant lesquels du personnel est requis de manière intensive) permettant finalement d'obtenir des données dont l'interprétation et la transposition à l'être humain posent problème.

Stratégie de tests par étapes pour la toxicité chronique

Etape 1 :
Recours au contrôle des relations structure/activité assisté par ordinateur, avec DEREK par exemple, pour prévoir le toxicité probable.

Etape 2 :
Tests de toxicité cellulaire de base, avec exposition prolongée aux substances chimiques, pour identifier les substances présentant une toxicité cellulaire générale et non spécifique. L'utilisation des données se fait aussi à l'étape 3.
A ce stade, il est possible de classer les substances chimiques hautement toxiques.

Etape 3 :
Intégration des données acquises in vitro, notamment celles des études métaboliques, dans des simulations sur ordinateur de l'absorption, de la diffusion et de l'élimination de la substance, comme le prévoit le projet de test de toxicité intégré ERGATT/CFN (21). On peut ainsi obtenir des prédictions de la concentration chimique et du délai d'élimination dans divers tissus de l'organisme, et identifier les tissus cibles probables pour chaque substance.
Il est possible, à ce stade, de classer les substances chimiques toxiques présentant des risques d'accumulation dans l'organisme

Etape 4 :
Des méthodes plus spécialisées, pour l'étude des effets à long terme (53), consistent à utiliser des cellules des tissus cibles identifiés à l'étape 3. Il peut s'agir des tissus des reins, du foie, du système nerveux ou du système vasculaire. Des "niveaux d'effets non observés" peuvent ainsi être définis pour les substances testées. Ainsi, par exemple, dans une étude récente (21), on a mesuré la toxicité de plusieurs substances chimiques sur des cultures de cellules nerveuses, pour une série de dosages, sur plus de 72 heures. On a pu ainsi caractériser des substances chimiques telles que le lindane, qui s'accumule dans les tissus cibles au cours du temps. Dans cette étape, comme à l'étape 3, l'absorption, le métabolisme, la diffusion et l'élimination sont analysées avec l'aide de l'ordinateur.

On peut ainsi identifier les substances chimiques toxiques pour les tissus cibles et quantifier les seuils de toxicité.

Perspectives

Action à mener en priorité

La Commission européenne devrait donner la priorité au développement des études de métabolisme in vitro et aux études de simulation sur ordinateur de l'étape 3 et des tests de tissus cibles de l'étape 4.

Délai suggéré : 5 ans maximum.