Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-10-16 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-411062)
837 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur de mélanome leur est greffée sous la peau, puis elles reçoivent des cellules immunitaires modifiées, un suivi par imagerie pendant neuf semaines et des prélèvements sanguins hebdomadaires, une partie étant soumise à un régime carencé en acides aminés. Le porteur reconnaît que ces tumeurs peuvent entraîner une perte de poids importante et gêner les déplacements, l’objet étant de tester un système limitant l’expression du récepteur anti-tumoral à l’intérieur de la tumeur. Il affirme s’appuyer sur de nombreuses données en culture cellulaire mais conclut à la nécessité de la souris pour valider l’approche sur un « organisme entier ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Aujourd’hui de nombreux essais ont démontré l’efficacité de l’immunothérapie par injection de cellules immunitaires modifiées pour exprimer un récepteur leur permettant de détruire les cellules tumorales, notamment dans le cas des leucémies et lymphomes. Cependant leur efficacité est bien moindre quand il s’agit de tumeurs solides telles que les mélanomes, en raison des propriétés de la tumeur qui supprime la réponse immunitaire contre les cellules cancéreuses. La solution proposée est d’équiper les cellules immunitaires du patient avec un nouveau récepteur leur permettant de détecter et détruire efficacement les cellules tumorales. Cependant, ces modifications qui renforcent l’agressivité des cellules immunitaires peuvent engendrer des effets secondaires de destruction des tissus sains de l’organisme. Pour accroitre l’efficacité des cellules immunitaires tout en minimisant les effets adverses, nous préconisons l’utilisation de notre système de régulation pour que les cellules immunitaires modifiées, n’expriment le récepteur anti-tumoral qu’à l’intérieur de la tumeur. En effet cette régulation permet de contrôler spatialement (dans la tumeur) ou temporellement (par le biais d’un traitement pharmacologique ou d’un régime spécial), l’expression du récepteur anti-tumoral à la surface de ces cellules permettant d’allier efficacité et sécurité dans le contexte de ces thérapies. Le contrôle de l’expression du récepteur anti-tumoral permettrait d’éviter les effets secondaires précédemment mentionnés de manière à considérablement accroitre l’efficacité et le contrôle de ces stratégies d’immunothérapies dans le contexte des tumeurs solides. L’étude préclinique proposée constitue une étape indispensable de notre projet de sécurisation des thérapies par récepteur anti-tumoral à l’aide du système de régulation, pour confirmer chez l’animal les résultats précédemment obtenus, montrant l’efficacité de ce système sur cellules isolées.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet qui combine des approches en culture cellulaire et chez l’animal, permettra de caractériser, pour la première fois, l’efficacité d’un système de régulation pour l’expression exclusive du récepteur anti-tumoral à l’intérieur de la tumeur à l’aide de conditions présentes de manière systématique dans les tumeurs solides, à savoir une baisse des niveaux de nutriments et d’oxygène. Les avancées remarquables récentes dans ce domaine de recherche, en équipant les cellules immunitaires avec des récepteurs anti-tumoraux pour combattre les cancers, permettent désormais de combiner différentes thérapies innovantes et de décupler l’efficacité de ces nouveaux traitements en les adaptant à chaque patient. Notre projet innovant, met en avant les bénéfices de notre système permettant l’expression du récepteur anti-tumoral par les conditions particulières présentes dans la tumeur et prévient les effets adverses autrement liés à ces traitements. De plus ce système d’expression régulée permettra de rendre possible une thérapie combinant, régimes alimentaire spéciaux, ayant par ailleurs d’importants effets anti- tumoraux. Ces effets combinés sur l’expression du récepteur anti-tumoral et sur la réduction de la croissance des tumeurs peuvent potentiellement favoriser l’effet curatif. Dans ce projet, nous nous attendons à ce que notre système restreigne l’expression du récepteur anti-tumoral spatialement et temporellement, permettant de réduire les risques d’effets secondaires délétères chez les patients. En effet, les connaissances générées par nos travaux pourraient à terme être exploitées dans le cadre des thérapies par l’expression d’un récepteur anti-tumoral dans les cellules immunitaires, chez des patients atteints de tumeurs solides, aujourd’hui dans une impasse thérapeutique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Ce projet inclut des injections sous la peau de cellules tumorales et en intraveineux dans la queue pour les injections de cellules immunitaires. Les injections en sous-cutané seront faites sur souris anesthésiées tandis que les injections en intraveineux seront faite sur souris éveillées et ne dépasseront pas 5 minutes. L’injection sous la peau de cellules tumorales faite au début de l’expérience permettra la croissance d’une tumeur de mélanome et les injections intraveineuses faites 8 jours après l’injection des cellules tumorales, permettront d’administrer les cellules immunitaires, permettant la potentielle destruction de la tumeur. Le suivi de la croissance tumorale sera effectué par imagerie non invasive sur souris anesthésiées (maximum 10 minutes par individu) une fois par semaine pendant 9 semaines. De plus, des prélèvements sanguins (au niveau de la veine la joue; durée 30s) seront effectués une fois par semaine pour quantifier l’état inflammatoire des animaux (9 prélèvements au maximum). Pour tester la combinaison de notre système d’expression avec un régime alimentaire altérant la croissance tumorale, les souris suivront un régime alimentaire à base de croquettes carencées en acides aminés à partir du jour de l’injection des cellules immunitaires. En parallèle, pour tester la combinaison de notre système avec l’utilisation de molécules cliniques permettant de réduire la croissance tumorale, des souris recevront une injection intraveineuse d’une de ces molécules à des doses cliniques, à partir du jour de l’injection des cellules immunitaires.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les protocoles de développement de tumeurs utilisées dans ce projet pourraient entraîner une perte de poids importante chez les animaux et une réduction de leur activité. Les tumeurs sous-cutanées sur le flanc de l’animal, même celles considérées comme relativement petites, pourraient causer des problèmes aux animaux lors de leur toilettage ou de leurs mouvements, ainsi que des lésions cutanées bien que celles-ci n’aient pas été décrites. Les procédures d’injection de médicaments intraveineux ne devraient pas produire de nuisances particulières. Par ailleurs, le traitement par un régime alimentaire spécial se fera en utilisant des croquettes spéciales mais ne devrait être associé à aucun effet indésirable important.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux intégrés dans les procédures expérimentales seront euthanasiés en fin d’étude. Les tumeurs seront prélevées pour leur analyse histologique ; la rate et le sang seront également prélevés pour l’analyse par immuno- marquage et cytométrie, des cellules immunitaires administrées.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude de l’expression du récepteur anti-tumoral induite dans la tumeur ou par le biais d’un régime alimentaire ou d’un traitement pharmacologique, nécessite des modèles animaux récapitulant des conditions complexes, qu’on ne sait pas modéliser en culture de cellules. Cependant, dans un souci de pratique éthique, en accord avec la règle des 3R (réduire, remplacer, raffiner), la faisabilité de ce projet est basée sur une grande quantité de données préalablement réalisées sur cellules primaires humaines en culture. Ces expériences indiquent dans des modèles de culture de masses de cellules tumorales, qu’il est possible d’induire l’expression du récepteur anti-tumoral par les cellules immunitaires modifiées, grâce à notre système de régulation dans des conditions récapitulant des aspects importants de l’environnement tumoral. Cependant, l’étude chez l’animal, doit permettre de mesurer le bénéfice clinique de la greffe de cellules exprimant le récepteur anti-tumoral de façon régulée dans la tumeur sur un organisme entier, plus proche de la clinique humaine. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser la souris comme modèle d’étude pour ce projet de recherche, car cela permettra d’étudier plus précisément la régulation du récepteur anti- tumoral, dans un contexte de développement tumoral dans un organisme entier. Les résultats obtenus contribueront à l’élaboration de nouveaux traitements pour le ciblage de tumeurs solides en médecine humaine.
2. Réduction
Pour standardiser nos résultats, nous utiliserons des souris mâles. À la fin de chaque expérience, une étude rétrospective permettra de déterminer la possibilité de réduire le nombre d’animaux dans les expériences suivantes. L’imagerie, nous permettra de faire des observations sur l’animal vivant et ainsi de maximiser l’utilité de chaque animal. Les données et les échantillons issus de tissus seront stockés pour une utilisation ultérieure par nous- mêmes ou par d’autres. Nous utiliserons le nombre minimal d’individus pour chaque procédure tout en garantissant la fiabilité des résultats (reproductibilité et significativité). Nous n’avons pas d’expérience antérieure nous permettant d’évaluer statistiquement la taille des groupes nécessaire pour évaluer un effet biologique avec ce modèle. Cependant de nombreuses publications sur des modèles semblables parviennent à obtenir des différences statistiquement significatives entre groupes de 5 à 9 individus. Aussi, dans notre étude nous prévoyons d’utiliser 9 animaux par groupe pour obtenir des résultats permettant de pouvoir effectuer des analyses statistiques. Après accumulation de plusieurs expériences, si les données sont reproductibles et suivent une distribution normale et peuvent être comparées unilatéralement, le nombre d’animaux nécessaire pour chaque nouvelle expérience sera revue à la baisse.
3. Raffinement
Une surveillance quotidienne sera mise en place pour permettre un suivi clinique des animaux utilisés avec la mise en place de points limites évalués à l’aide d’une grille de score (grille de signes cliniques prenant en compte l’apparence physique, le comportement, le poids, etc.). Toute souris qui atteindra un point limite sera euthanasiée. Les études menées ne permettent pas l’utilisation d’un traitement anti-inflammatoire en raison d’une possible perturbation de la réponse immunitaire. En cas de signe de douleur (expression faciale, posture voutée) ne justifiant pas l’euthanasie immédiate, les souris seront traitées avec un antalgique. Si 24h après l’administration d’antalgique, l’état de l’animal ne s’améliore pas, nous procèderons à l’euthanasie de l’animal. Une étude rétrospective sera menée pour déterminer les moyens de standardiser les procédures afin de minimiser la variabilité des gestes expérimentaux et ainsi pouvoir réduire le nombre d’animaux dans les expériences suivantes. Le design expérimental a été conçu pour minimiser la douleur des animaux, notamment en limitant le nombre de cellules tumorales injectées, la taille maximale des tumeurs ainsi que la durée des expériences. La grille de score sera utilisée quotidiennement, c’est-à-dire incluant les week-ends, pendant 9 semaines.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est le modèle animal le plus utilisé pour les études concernant le développement tumoral, car le taux de prise de greffe est le plus élevé. De plus, par sa petite taille, la souris est facilement manipulable et il existe dans cette espèce plusieurs types de souris qui acceptent la greffe de cellules d’autres espèces. Aussi, ces dernières sont couramment utilisées pour étudier le fonctionnement de cellules immunitaires humaines dans le contexte d’un cancer implanté chez ces animaux. Les souris sans système immunitaire présentent également la particularité de ne pas avoir de poils, ce qui facilite le suivi de la formation de la tumeur. Le bien-être de la souris est également facilement évaluable notamment par l’observation des signes cliniques et de modifications du comportement et peut être pris en charge. Les souris utilisées seront âgées de 6 à 8 semaines, âge à partir duquel les souris sont considérées comme jeunes adultes.