Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/04/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-962803)
1200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau, des séances d’irradiation localisée et des injections répétées d’immunothérapie, avant leur mise à mort pour analyser les tumeurs, afin d’étudier l’association d’une radiothérapie à faible dose et d’une immunothérapie. Le porteur renvoie au conditionnel d’éventuels bénéfices pour les patients réfractaires à l’immunothérapie. Il présente cette association comme une « source d’espoirs » contre les cancers métastatiques.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Il y a trois objetifs. 1) Evaluer l’efficacité anti-tumorale de la radiothérapie délivrée à faible dose en combinaison avec une immunothérapie en utilisant un modèle préclinique de lignée tumorale murine greffée chez des souris immunocompétentes. 2) Etudier les mécanismes par lesquels la radiothérapie à faible-dose est capable d’induire une réponse immunitaire anti-tumorale potentialisée par l’immunothérapie et ainsi expliquer l’effet synergique du traitement associant radiothérapie à faible dose et immunothérapie. 3) Déterminer le rôle des macrophages dans l’efficacité de la combinaison thérapeutique associant radiothérapie faible dose et immunothérapie.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Malgré une amélioration sans précédent du pronostic de nombreux cancers grace à l’immunothérapie, de trop nombreux patients présentent une réponse insuffisante à ces nouvelles thérapies. L’optimisation et la compréhension des traitements combinés associant une radiothérapie à faible dose et une immunothérapie pourrait à terme bénéficier aux patients réfractaires à l’immunothérapie et présentant un cancer à un stade avancé inaccessible à une radiothérapie standard qui serait trop toxique pour les organes et tissus sains adjacents. Dans ce cadre, la mise au point du meilleur schéma de radiothérapie faible dose à utiliser en combinaison à l’immunothérapie, ainsi que la compréhension des mécanismes à l’origine de l’efficacité d’une telle association doivent être recherchés sur modèle animal préclinique avant une transposition au patient.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Irradiation sur la tumeur uniquement : 1 à 2 séances d’environ 1 minute chacune. Injections sous-cutanées de cellules tumorales: 1 seule injection, 1 minute. Injections intra-péritonéales d’immunothérapie ou d’IgG contrôle : 1 injection d’une minute tous les 3 jours pendant un total de 9 jours, soit 4 injections au total. Injections intra-tumorales : 1 minute, 1 injection unique/souris
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Ils sont liées aux injections en intrapéritonéales ou sous-cutanées sous anesthésie locale, aux injection intra-tumorales après anesthésie gazeuse et aux séances d’irradiations localisées. Les séances d’irradiation seront effectuées sur la tumeur uniquement grâce à des caches adaptés, le risque de dommages aux tissus et organes sains adjacents est donc très limité. Aucun effet indésirable de ces irradiations localisées n’est donc à prévoir.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure afin de pouvoir procéder à des analyses de laboratoire sur les tumeurs prélevées.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le cancer est aujourd’hui la 1ère cause de décès chez l’homme et la 2ème chez la femme en France. Malgré la révolution thérapeutique que constitue l’immunothérapie, seul un nombre limité de patients présente une réponse tumorale significative aux inhibiteurs de checkpoints immunitaires utilisés seuls. Un nombre croissant de données suggère que de faibles doses de radiothérapie délivrées sur la tumeur pourraient augmenter la réponse anti-tumorale induite par l’immunothérapie, le tout avec un excellent profil de tolérance. La compréhension des mécanismes soutenant cette stratégie d’association est source d’espoirs pour de nombreux patients atteints de cancers métastatiques présentant une réponse insuffisante à l’immunothérapie et un pronostic réservé. Le recours à un modèle animal est nécessaire car les interactions entre radiothérapie, immunothérapie, tumeur et système immunitaire de l’hôte font appel à des processus cellulaires et moléculaires complexes impossibles à reproduire de façon fiable sur des modèles alternatifs. De plus, l’étude de l’efficacité de l’association entre radiothérapie à faible dose et immunothérapie sur une tumeur constituée ne peut se vérifier que sur un modèle in-vivo.
2. Réduction
Nous allons tester plusieurs schémas d’irradiation à faible dose délivrés en 1 ou 2 séances, associés ou non à une immunothérapie anti PD-L1. Afin de réduire au minimum le nombre d’animaux nécessaire, nous avons réalisé une analyse statistique à priori à l’aide du logiciel GPower, version 3.1. Afin de calculer le nombre d’animaux nécessaire pour mettre en évidence des différences significatives, nous avons choisi le test ANOVA avec les paramètres suivants : effect size f = 0.25 ; puissance = 0.9 ; risque d’erreur α = 0.05. En considérant un total de 48 lots, nous avons besoin de 25 souris par lot, soit 1200 souris au total : 1) Efficacité de la radiothérapie faible-dose délivrée en 1 fraction associée à l’immunothérapie anti PD-L1 : 16 lots, 25 souris/lot soit 400 souris au total. Dans le détail : 1 lot non-irradié avec IgG contrôle (groupe contrôle), 1 lot non-irradié avec immunothérapie anti PD-L1 (groupe anti PD-L1 seul), 7 lots avec IgG contrôle + des doses croissantes d’irradiation délivrées en une séance (monofractionnée), 7 lots avec anti PD-L1 + des doses croissantes d’irradiation délivrées en une séance (monofractionnée). 2) Efficacité de la radiothérapie faible-dose délivrée en 2 fractions associée à l’immunothérapie anti PD-L1 : 16 lots, 25 souris/lot soit 400 souris au total. Dans le détail : 1 lot non-irradié avec IgG contrôle (groupe contrôle) 1 lot non-irradié avec immunothérapie anti PD-L1 (groupe anti PD-L1 seul) 7 lots avec IgG contrôle + des doses croissantes d’irradiation délivrées en 2 séances (bifractionnée) 7 lots avec anti PD-L1 + des doses croissantes d’irradiation délivrées en 2 séances (bifractionnée). 3) Influence des macrophages sur l’efficacité de la combinaison thérapeutique associant radiothérapie faible dose et anti PD-L1 : 16 lots, 25 souris/lot soit 400 souris au total. Dans le détail : 1 lot non-irradié avec anti PD-L1 + injection intra-tumorale de PBS, 1 lot non-irradié avec anti PD-L1 et injection intra-tumorale de clodronate, 7 lots avec anti PD-L1 + des doses croissantes d’irradiation délivrées en 2 séances (bifractionnée) + injection intra-tumorale de PBS, 7 lots avec anti PD-L1 + des doses croissantes d’irradiation délivrées en 2 séances (bifractionnée) + injection intra-tumorale de clodronate. Dans le but d’utiliser le moins d’animaux possible, une analyse statistique a été effectuée a priori. Celle-ci a estimé le nombre de souris nécessaire à 1200.
3. Raffinement
Des stratégies d’expérimentation et d’observation visant à réduire au minimum la souffrance des animaux ont été instaurées. Dans ce cadre, les administrations d’immunothérapie s’effectueront sous anesthésie locale pour réduire le risque de stress et de douleur. L’administration intra-tumorale de clodronate sera effectuée après anesthésie gazeuse à l’isoflurane 3%. Par ailleurs, les souris seront hébergées en groupe, avec nourriture et eau ad libitum, ainsi qu’un environnement enrichi en coton et nids en carton pour respecter leur bien-être. Une surveillance du poids et du volume tumoral sera effectuée régulièrement. Le respect des points limites et d’un volume tumoral limite seront strictement observés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie, utilisée dans la quasi-totalité des études dans ce domaine. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues, ce qui facilite le transfert en clinique des résultats acquis lors des expérimentations précliniques dans cette espèce. Les animaux seront utilisés entre l’âge de 8 et 10 semaines bien après sevrage, âge à partir duquel les souris peuvent supporter les rayonnements ionisants.