Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/03/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-592659)
16 800 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tuées pour prélever leurs organes, à l’exception de celles dont la tumeur régresse complètement et qui pourront être inoculées une seconde fois. Elles reçoivent des cellules cancéreuses humaines par voie intraveineuse, sous-cutanée, intradermique ou intra-mammaire, puis des injections de composés jusqu’à quotidiennes, sur des protocoles pouvant durer cent jours. Le porteur indique que la greffe de cellules immunitaires humaines peut déclencher une maladie du greffon contre l’hôte, et qu’un surdosage peut provoquer un orage cytokinique avec atteintes du pelage, plaies et perte de poids. Il qualifie d' »indispensables » les données produites pour faire progresser des candidats médicaments vers les dossiers réglementaires, à raison d’une cinquantaine d’études par an.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est de mettre en place les études et modèles permettant d’évaluer l’efficacité thérapeutique de nouveaux composés modulant le développement et la fonction du système immunitaire dans différents modèles de pathologies sur le rongeur. Les informations générées seront indispensables pour permettre la progression du médicament au travers des futures étapes de développement et inclus l’identification des doses minimales produisant une efficacité, détermination de la pharmacocinétique et pharmacodynamie essentielle pour mettre en place les schémas de traitement appropriés et enfin les études d’efficacités. Ces données pré-cliniques sont un préalable aux essais cliniques et à l’enregistrement de molécules candidates et figureront dans les différents dossiers réglementaires. Le projet se décompose en plusieurs programmes de recherche chacun ciblant un aspect de la fonction du système immunitaire associé à une pathologie donnée pour atteindre un but clinique. 3 grands axes sont utilisés dans ce projet : 1- Evaluation de la pharmacocinétique/pharmacodynamique d’une molécule modulant la réponse immunitaire (environ 15 études par an) 2- Evaluation de l’efficacité d’une molécule sur la réponse immunitaire humaine chez le rongeur pour le contrôle de croissance de tumeur humaine (xénogreffe) (environ 20 études par an) 3- Vaccination visant à la mise en place d’une réponse immunitaire protectrice anti-tumorale (environ 15 études par an).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
En recherche préclinique, les études de pharmacocinétique et de pharmacodynamie (PK/PD) permettent de démontrer le lien direct entre la présence de la molécule d’intérêt dans le tissu et son activité in situ. Le but est de s’assurer qu’après traitement, les expositions de la molécule d’intérêt dans un ou plusieurs compartiments (sang, organes) sont associées à une activité du composé sur sa cible. De plus, certains de ces paramètres de pharmacodynamie mesurés chez l’animal peuvent devenir des biomarqueurs d’activité en clinique chez les patients. Ces modèles sont reconnus comme étant très prédictifs de l’efficacité de composés et permettent de rapidement écarter et abandonner des composés avant de mettre en œuvre un nombre important d’études d’efficacité nécessitant beaucoup d’animaux. Les immunothérapies sont de plus en plus nombreuses en cliniques et leur qualité est de plus en plus raffinées. Les composés développés aujourd’hui visent de plus en plus à être spécifique de protéines humaines et n’interagissant pas avec les protéines de souris. De plus, certains mécanismes immunologiques ne sont pas reproductibles de la souris à l’homme et inversement. Le développement de souris présentant un système immunitaire partiellement humain permet une évaluation pré-clinique plus précise des composés et une meilleure anticipation de possible effets secondaires dû à une sur activation du système immunitaire (orage cytokinique). L’évaluation de l’immunogénicité sur animaux est l’une des méthodes décrites pour démontrer l’efficacité préclinique des candidats vaccins avant d’envisager des études cliniques chez l’homme. Ces tests d’immunogénicité sont également très utiles pour mettre en place des tests libératoires des lots de vaccins pour leur utilisation en clinique humaine (libération des lots et suivi de la stabilité au cours du temps). Les essais d’immunogénicité permettent d’évaluer le bénéfice de différentes préparations vaccinales, d’identifier les composés nécessaires à la formulation vaccinale, d’évaluer les nouvelles voies d’administration, de nouvelles molécules adjuvantes ou les nouvelles formes pharmaceutiques qui permettent d’améliorer la performance du vaccin. Enfin, les mécanismes d’action et la caractérisation de la réponse immunitaire doivent être évalués pour comprendre la réponse immunitaire, voire, l’améliorer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les gestes techniques concernant tous les animaux : • Tatouage (1 fois, 1min) sur animal vigile • Rasage (1 fois, 2min) sur animal vigile • Injection des cellules cancéreuses (1 fois) intra-péritonéale (20s) sur animal vigile ou par voie sous-cutanée (30s), intra-dermique(30s), intra-mammaire (30s), intra-veineuse au niveau de la veine caudale (30s), sur animal anesthésié par inhalation d’anesthésique gazeux • Injection de composés, unique ou répétées plusieurs fois (de quotidienne à 1 fois par semaine) sur animaux vigile par voie intra-péritonéale (10s), intra-musculaire (30s) ou Per Os (30s) ou intra-veineuse (30s) à la veine caudale. L’inoculation peut être faite sur animaux anesthésié par inhalation d’anesthésique gazeux par voie intra-veineuse à la veine caudale (30s), sous-cutanée (30s) ou intra-dermique (30s). • Pesée (3 fois par semaines) sur animal vigile (1min) • Mesure de la croissance tumorale sur animal vigile (3 fois par semaine) (2min) • Prise de sang (unique à hebdomadaire) à la veine sub-mendibulaire ou la veine caudale sur animaux anesthésie par anesthésie gazeuse (30s). Au total, la procédure 1 dure maximum 72h ;la procédure 2 dure maximum 100 jours. la procédure 3 :8 semaines à 6 mois selon les protocoles.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’injection de composés modulant le système immunitaire peut conduire, si utilisé à des doses trop fortes à des effets secondaires indésirables tels qu’une activation excessive des cellules immunitaires conduisant à la libération de cytokines pro-inflammatoires trop forte. Ceci se traduira par des signes cliniques chez la souris tels que atteintes du pelage, perte de poids, apparition de plaies sur la peau. Afin de palier à ces effets, les animaux seront observés tous les jours et monitorés tous les 2 à 3 jours. Tout signe indiquant une atteinte de points limites anticipés préalablement définis conduira au sacrifice de l’animal. L’injection de cellules immunitaires humaines dans une souris peut conduire au développement d’une maladie du greffon contre l’hôte qui peut apparaitre dans les 70 à 100 jours après la greffe. Celle-ci se manifeste par des signes cliniques tels que la perte de poids, une apathie, une inattention au pelage. Les animaux seront observés tous les jours et monitorés tous les 2 à 3 jours. Tout signe indiquant une atteinte de points limites anticipés préalablement définis conduira au sacrifice de l’animal.. Une réponse immunitaire forte contre une protéine antigénique nécessite que l’antigène soit injecté de façon concomitante avec des adjuvants ; l’adjuvant est par définition une substance qui permet d’augmenter l’immunogénicité d’une protéine qui lui est associée ; les adjuvants choisis sont approuvés en clinique humaine pour leurs effets mineurs.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue des études afin notamment de prélever des organes d’intérêts qui feront l’objet d’analyses (ex : dosage de biomarqueurs, dosage des concentrations des composés à potentiel thérapeutiques …). Seuls les animaux qui présenteraient une régression complète de la tumeur pourraient être inoculés de nouveau avec la même lignée de cellules tumorale ou une lignée différente dans le cadre d’une utilisation continue pour évaluer la réponse immunitaire mémoire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des essais in vitro sur cellules animales et humaines permettent de réaliser une pré-sélection de composés candidats mais ne sont à ce jour pas suffisants pour comprendre leurs mécanismes d’actions. Les tests in vivo sont donc nécessaires et vont également permettre d’évaluer l’efficacité des composés sur l’élimination des cellules tumorales et cellules infectés. De plus, nombres de pathologies comme les cancers impliquent de nombreux tissus et organes dont les voies biologiques sous-jacentes sont encore très peu connues et ne peuvent donc être mimées de façon fiable dans les modèles in vitro. Seul un modèle chez l’animal peut reproduire les interactions entre les différents systèmes biologiques complexes lors de l’évaluation de l’efficacité de composés à tester.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera basé sur des études similaires rapportées par la littérature. Des analyses de puissance statistique seront utilisées sur les données préliminaires pour déterminer si le nombre d’animaux par groupe puisse encore être réduit
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des locaux conformes aux standards règlementaires. Ils seront groupés dans des cages contenant de l’enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Les procédures potentiellement douloureuses ou source d’inconfort ou de stress se feront sous anesthésie gazeuse de courte durée. Les animaux feront l’objet d’une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de l’étude. Des consignes seront mises en place pour définir les procédures à suivre en cas de complications. Des soins adaptés seront donnés aux animaux affectés, par ou sous autorité du vétérinaire ou euthanasiés selon les critères définis dans la consigne.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La grande majorité des modèles et techniques utilisés dans la recherche médicale et pharmaceutique ont été décrits chez le rongeur. Des données sur les modèles de tumeurs chez la souris (présentant un système immunitaire murin ou humain) existent déjà dans la littérature et peuvent être utilisées pour la mise en place des modèles et aider à l’avancement des projets (doses de cellules, effets de molécules de références etc.). La souris est un modèle d’étude de choix car son système immunitaire est bien caractérisé. Les études peuvent être réalisées sur des souris immunocompétente avec système immunitaire murin, ou système immunitaire humains et les résultats peuvent être comparés à de souris immunodéficientes permettant de bien comprendre le rôle du système immunitaire. La souris est aussi un modèle pour lequel il existe de nombreux outils adaptés (cytokine, marqueurs cellulaires…). Les souris sont utilisées au stade adulte pour pour avoir un systémè immunitaire développé.