Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 12/03/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-276112)
Pour étudier des combinaisons de radiothérapie, d’immunothérapie et d’un modulateur de la matrice tumorale, 2 696 souris sont utilisées dans des procédures d’un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l’issue. Elles reçoivent une injection de cellules tumorales dans la veine de la queue ou dans le gras mammaire, des mesures de tumeur au pied à coulisse, des séances d’imagerie sous anesthésie et, pour certaines, une ouverture du thorax suivie de trois heures et demie d’imagerie sans réveil. Le porteur indique que la croissance tumorale dégrade la condition physique, provoque des douleurs et peut entraîner la mort, et que l’anesthésie prolongée peut causer une détresse respiratoire jusqu’à l’arrêt cardio-respiratoire. Il reconnaît que le remplacement est « la notion la plus limitante » du projet, tout en concluant que l’utilisation d’animaux non-humains est « nécessaire ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Notre programme de travail repose sur l’observation fondamentale que deux populations du système immunitaire, sont impliquées dans le développement tumoral et la résistance aux thérapies anti-cancéreuses. L’étude de l’impact des thérapies conventionnelles ainsi que les nouvelles immunothérapies sur ces populations immunitaires sont nécessaires pour comprendre comment elles interviennent dans les résistances à ces thérapies et donc à la rechute tumorale. Les objectifs du projet sont ici de caractériser les effets combinatoires de la radiothérapie avec une immunothérapie qui stimule l’activité d’une de ces deux populations ou une pharmacothérapie qui perturbe la structure de soutien entourant les cellules tumorale pour faciliter l’activité anti-tumorale qui est, dans la plupart des cas, empêchée par l’interaction entre les deux populations immunitaires.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les thérapie anti-cancéreuses (radiothérapie, chimiothérapie) sont utilisées depuis les débuts de l’identification de la pathologie cancéreuse. Elles ont considérablement augmenté en qualité, plus précises, plus variées et l’émergence des immunothérapies a suscité un nouvel espoir pour les cancers incurables. Cependant dans encore trop de cas, ces thérapies ne font que prolonger la durée de vie et entrainent des effets secondaires très lourds. En effet les cancers répondent très rapidement à ces thérapies et développent des résistances. Ce projet de recherche vise à mettre en lumière les mécanismes par lesquels les cellules du système immunitaire participent à la croissance tumorale et la résistance aux thérapies anti-cancéreuses. Cette compréhension permettra dans un premier temps de tester efficacement des nouvelles combinaisons de thérapies anti-cancéreuses afin d’améliorer leur efficacité mais aussi de réduire les effets secondaires chez le patient. Nous pensons également qu’il permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de ces cancers.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans le cadre de notre étude, nous effectuons plusieurs procédures pour évaluer la croissance tumorale et les effets des traitements. Tout d’abord, nous réalisons des biopsies de tissus pour l’identification génétique, en utilisant une méthode rapide et peu invasive. Ces biopsies sont issues de l’extrémité de la queue de l’animal ou d’une goutte de sang prélevée par poinçon à la joue. Le processus dure environ une minute sur animal vigile. Ensuite, nous procédons aux injections de lignées tumorales. Pour cela, nous avons deux options : une injection au niveau de la veine caudale sur l’animal vigile, ou une injection dans le gras mammaire sur animal anesthésié. Cette étape prend environ deux minutes. Pour surveiller la croissance tumorale, nous utilisons une technique d’imagerie sur animal anesthésié (environ dix minutes) ou mesurons directement la masse tumorale à l’aide d’un pied à coulisse sur animal vigile (cinq minutes pour cinq souris). Nous administrons également des traitements cellulaires par injection, avec deux injections par animal sur deux jours consécutifs, chacune prenant environ une minute. Enfin, nous réalisons des procédures chirurgicales sous anesthésie générale pendant quatre heures accompagnée d’un traitement analgésique par injection (1min) pour l’imagerie, impliquant une chirurgie de trente minutes suivie d’une imagerie de trois heures et demie. Les animaux sont euthanasiés en fin de procédure pour procéder aux prélèvements des tissus et analyses. Ces étapes sont essentielles pour notre recherche sur les tumeurs et les thérapies associées.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Dans un premier temps, les animaux subiront très tôt une biopsie de l’extrémité de la queue et/ou un prélèvement de sang (une goutte) pour identification génétique. Ces gestes peuvent engendrer des douleurs de courte durée et un stress chez l’animal. Les effets indésirables les plus lourds pouvant survenir chez les animaux sont majoritairement dus à la croissance tumorale. Les animaux vont alors subir le développement d’une ou plusieurs tumeurs entraînant une dégradation de la condition physique, des douleurs et pouvant provoquer la mort. Aussi, la procédure d’imagerie peut engendrer des effets indésirables de par l’utilisation prolongée d’anesthésique pouvant provoquer un stress thermique ainsi qu’une détresse respiratoire pouvant conduire à un arrêt cardio-respiratoire. La thoracotomie est également une chirurgie lourde même si celle-ci sera sans réveil. Dans une moindre mesure, les anesthésies répétées des animaux pour le suivi de croissance tumorale par imagerie ou pour la radiothérapie ainsi que les injections de solutions contenant les traitements peuvent également être une source de stress pour l’animal et provoquer des douleurs de courte durée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont euthanasiés à l’issue de chaque procédure. Dans la majorité des cas il n’est pas attendu de rejet tumoral complet ainsi les animaux seront euthanasiés suivant les points limites à l’issu de la récidive tumorale ou suivant les besoins de l’étude. De plus, des prélèvements pour analyses post-mortem sont nécessaires dans le cadre du projet et implique donc l’euthanasie des animaux.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le sujet reposant essentiellement sur des réponses aux traitements anti-tumoraux par le système immunitaire, l’utilisation d’animaux est nécessaire. La notion de remplacement est la plus limitante dans le cadre de ce projet, cependant nous avons mis au point des expériences de cocultures in vitro des cellules tumorales avec des lignées de macrophages permettant d’analyser les interactions avec les cellules tumorales. De plus, nous complémentons nos études sur des échantillons humains ce qui nous permet de focaliser sur des cibles ayant un minimum de relevance déjà établie chez l’homme.
2. Réduction
Notre approche la plus efficace dans la réduction des animaux repose sur l’utilisation de techniques moderne d’analyse à haute dimension permettant d’avoir un jeu de données le plus large d’un seul coup sur les mêmes animaux. La deuxième approche est de réaliser les expériences sur l’ensemble des groupes d’étude en même temps afin de comparer les différents groupes par rapport au même groupe contrôle. Nous mettons aussi en place une stratégie d’optimisation des animaux euthanasiés. Nos études in vivo portent sur l’analyse de différents organes. Ainsi pour chaque animal euthanasié nous prélèverons le maximum d’organes afin de collecter et conserver les données pour l’ensemble des tissus. Enfin mâles et femelles sont utilisés indépendamment dès que possible. Bien que l’uniformisation du sexe puisse améliorer l’homogénéité des lots, l’utilisation des deux sexes permet de réduire la génération d’animaux qui ne seraient jamais utilisés. Selon notre expérience, cela représente une option majeure de Reduction des animaux. Le nombre total d’animaux utilisés dans ce projet s’élève à 2696 sur 5 ans. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance, il sera donc nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats.
3. Raffinement
Les animaux sont hébergés dans les conditions de notre établissement avec température et hygrométrie contrôlée, cycle jour,nuit 12-12, avec au maximum 5 animaux par cages. La génération de ces modèles tumoraux est sans risque infectieux. Chaque cage contient au moins un élément d’enrichissement : nid en carton, tunnel ou maisonnette. La surveillance quotidienne est prise en charge par un personnel dédié au soin et à l’expérimentation et un suivi complémentaire (points limites : mesure de la charge tumorale, mesure de poids, détection de signes clinique) fréquent allant de tous les 5 jours en début de procédure (avant les risques d’apparition de signe de souffrance) à 3 x/semaine en milieu de procédure (lorsque le risque d’apparition de signes d’inconforts peut survenir). Cette surveillance permet de réduire la souffrance animale. Dans la plus grande majorité des cas nos approches de raffinement reposent sur l’utilisation d’anesthésiant/analgésiant pendant les procédures. Pour diminuer le stress, les conditions globales d’hébergement des animaux ne changent pas outre des conditions de raffinement supplémentaires dans certains cas.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous étudions la mobilisation d’un grand nombre de cellules immunitaires à travers les tissus et l’impact de traitements anti-tumoraux sur l’organisme entier. Les modèles de souris utilisés sont l’unique moyen d’obtenir les outils permettant de suivre les cellules d’intérêts par des techniques d’imagerie. Le projet utilise différentes lignées de souris qui combinent un certain nombre de gènes d’intérêts ainsi que des cellules tumorales murines justifiant le choix de cette espèce. On distingue les modifications génétiques qui apportent une fluorescence sur les cellules ne générant pas de caractéristiques génétiques néfastes, à l’exception du modèle développant des tumeurs mammaires spontanées. Ce modèle représentatif des tumeurs humaines pour lequel, malgré l’apparition de la tumeur, aucune souffrance animale n’est observée tant que la tumeur est contrôlée. Les animaux sont utilisés entre 10 et 14 semaines d’âge (maturité immunitaire) sauf pour le modèle de tumeur spontanée du sein dont la progression est lente qui seront utilisés entre 6 et 12 mois d’âge (à l’apparition de tumeur palpable).