Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 27/04/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-825100)
870 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est greffée sous la peau de la patte ou de la babine, puis irradiée sous anesthésie, pour comparer les effets de types de rayonnements sur les vaisseaux et l’immunité de la tumeur. Le porteur indique que la tumeur peut gêner l’alimentation ou le déplacement et provoquer des douleurs modérées, avec mise à mort dès l’atteinte d’un point limite. Il affirme qu’il n’existe pas d’alternative non animale pour étudier la réponse des cellules dans leur environnement tumoral.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La radiothérapie constitue l’un des trois piliers de l’arsenal thérapeutique contre les cancers. Elle est utilisée dans plus de la moitié des nouveaux cas de cancer, ce qui représente environ 200 000 patients en France chaque année. Pour augmenter les chances de guérison, les techniques de radiothérapie se sont améliorées et diversifiées depuis les premières thérapies qui ont vu le jour quelques mois seulement après la découverte des rayons X il y a plus d’un siècle. Aujourd’hui, la plupart des traitements utilisent des rayons X. Mais depuis quelques années, l’utilisation d’autres types de rayonnements permet un ciblage plus précis des tumeurs grâce à des propriétés physiques particulières. Les conséquences de ces rayonnements sur les tumeurs sont également différentes, mais assez mal connues d’un point de vue biologique. En se développant, les tumeurs acquièrent des vaisseaux sanguins qui leur permettent d’être irriguées et nourries, ce qui permet également au système immunitaire d’entrer en contact avec les cellules tumorales, considérées comme anormales, et de les combattre. Le système immunitaire constitue un système de défense essentiel contre les tumeurs, mais il peut être bloqué par les cellules tumorales. La radiothérapie peut détruire les nouveaux vaisseaux sanguins de la tumeur, et ainsi bloquer sa croissance, mais aussi permettre au système immunitaire de se mettre en place plus efficacement. Dans ce projet, nous proposons de comparer les effets cellulaires et moléculaires de trois types de rayonnements différents sur des tumeurs implantées puis irradiées chez la souris. Nous étudierons les effets de ces irradiations sur les cellules des vaisseaux sanguins et sur les cellules immunitaires de la tumeur implantée, et la façon dont les cellules des vaisseaux communiquent avec les cellules immunitaires pour favoriser leur venue dans la tumeur. L’étude présentée dans ce projet s’intéressera à l’une des trois modalités d’irradiation, la plus utilisée en radiothérapie, car les études des effets des autres rayonnements ne seront pas réalisées dans notre laboratoire mais dans d’autres établissements où ces types d’irradiation, qui nécessitent des installations spécifiques et complexes, sont possibles.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Pour ce qui concerne le projet dans sa globalité, les résultats obtenus permettront de préciser les conséquences de trois types de rayonnements utilisés en radiothérapie sur les vaisseaux sanguins et la réponse immunitaire au sein de la tumeur. De plus, cela permettra de proposer des solutions pour améliorer les protocoles qui combinent la radiothérapie, et l’immunothérapie, une thérapie en plein essor qui favorise la réponse immunitaire contre la tumeur et permet d’augmenter le pouvoir de la radiothérapie. En effet, les schémas actuels d’administration de l’immunothérapie, de même que le fractionnement associé, sont réalisés de façon empirique avec un faible niveau de preuve. Une meilleure compréhension de la réponse immunitaire conduira à l’amélioration de ces schémas de traitement.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Des injections de cellules tumorales seront réalisées chez tous les animaux, soit au niveau de la patte soit au niveau de la babine. Les cellules tumorales seront injectées sous la peau dans les deux modèles. Les souris seront préalablement anesthésiées (moins de 5 minutes). Les animaux porteurs des tumeurs subiront des irradiations localisées au niveau des tumeurs. Pour cela, elles seront anesthésiées pendant le temps de l’irradiation qui dure environ 4 min.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Des effets indésirables chez les animaux seront occasionnés par l’injection des cellules tumorales et par la croissance des tumeurs. Des difficultés d’alimentation pour les souris avec une tumeur au niveau de la babine sont possibles, ainsi que des douleurs modérées. Pour le modèle de tumeur au niveau de la patte, la croissance de la tumeur peut engendrer une difficulté à se déplacer et des douleurs modérées. Pour ces raisons, Nous avons mis en place des stratégies d’expérimentation et d’observation nous permettant de déterminer des points limites suffisamment précoces afin de limiter la douleur au maximum. A cette fin, les animaux seront surveillés quotidiennement.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales afin de réaliser les prélèvements de tissus et tumeurs pour analyses ultérieures.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans sa globalité, ce projet a pour but d’identifier les réponses de cellules des vaisseaux exposées à trois types de rayonnements utilisés en radiothérapie à l’aide d’expérimentations in vitro. Les données obtenues seront étudiées dans deux modèles précliniques de souris greffées avec différentes tumeurs des voies aérodigestives supérieures (VADS) qui seront irradiées avec les trois types rayonnements. Dans ce projet, les modèles animaux permettront d’étudier les relations entre les différentes cellules (tumorales, immunitaires et endothéliales) au sein d’une tumeur qui s’est implantée et développée dans un organisme vivant. Ainsi, ce projet défrichera les questions posées par les expériences réalisées in vitro, ce qui permet d’envisager une expérimentation animale plus ciblée, mais nécessaire. Il n’existe en effet pas d’alternative non animale à ce jour concernant l’étude de la réponse moléculaire des cellules endothéliales et des cellules immunitaires dans leur environnement tumoral, ce qui justifie l’utilisation d’animaux vivants dans cette étude.
2. Réduction
Les modèles animaux d’expérimentation pour l’étude des tumeurs implantées présentent un certain taux d’échec de prise de greffe et sont d’autre part influencés par la physiologie des animaux, ce dont nous devons tenir compte pour établir les effectifs de souris par groupe. La tumeur d’un même animal sera partagée en trois parties afin de réaliser trois types d’analyses différentes ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux total pour cette étude. Selon les analyses réalisées des groupes de 20 ou de 30 animaux seront nécessaires afin d’assurer une puissance statistique suffisante.
3. Raffinement
Nous avons mis en place des stratégies d’expérimentation et d’observation afin de réduire au maximum les conséquences des procédures sur les animaux. Les souris seront hébergées en groupe. De plus, l’environnement des animaux sera enrichi en permanence par du coton et des niches en carton afin de diminuer leur angoisse et favoriser leur bien-être. Les animaux seront pesés régulièrement pour évaluer leur état de santé. Les points limites seront strictement appliqués. Le développement de la tumeur ainsi que les signes de toxicité (perte de poids, prostration) seront évalués 3 fois par semaine et l’euthanasie des souris sera nécessaire dès qu’un point limite sera atteint.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de biologie des rayonnements. Elle est parmi les plus utilisées pour étudier les réponses immunitaires pendant le développement tumoral. Les outils de biologie sont très développés chez la souris, ce qui permet des études poussées. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez cette espèce en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus vers des applications cliniques. Les souris seront âgées de 8 à 10 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures pour ce type d’étude.