Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 14/10/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-526379)
Opérées du cerveau pendant trente à quarante minutes, 276 souris reçoivent d’abord une injection de produit chimique qui tue les neurones d’une zone du striatum, puis une greffe de cellules nerveuses humaines au même endroit. Certaines subiront deux interventions crâniennes espacées de sept à trente jours, si la greffe ne survit pas à la première formule testée. Le niveau de souffrance déclaré est modéré et toutes seront tuées, de deux semaines à cinq mois après la greffe, pour prélever leur cerveau. Le porteur écrit recourir à l’anesthésie et aux antidouleurs « afin d’éviter toute douleur », et reconnaît plus loin que les conséquences d’un rejet de greffe sur le bien-être de la souris sont encore mal comprises.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La greffe de cellules nerveuses issues de cellules souches humaines est une méthode prometteuse pour traiter des maladies du cerveau comme la maladie de Huntington. Ces cellules sont conçues pour remplacer celles détruites par la maladie. La plupart du temps, ces greffes utilisent des cellules provenant d’un donneur différent du patient, car c’est moins coûteux. Cependant, ce type de greffon cellulaire est attaqué par le système immunitaire du patient, ce qui peut entraîner un rejet. Pour éviter cela, on utilise des médicaments qui affaiblissent le système immunitaire, mais ces traitements augmentent les risques d’infections et de cancer. Une autre solution consiste à modifier génétiquement les cellules greffées pour qu’elles passent inaperçues auprès du système immunitaire. Ce procédé, appelé « camouflage immunitaire », pourrait permettre d’éviter au patient greffé de prendre les médicaments qui affaiblissent le système immunitaire. Le but de ce projet est de tester différentes façons de rendre ces cellules greffées plus tolérables pour le système immunitaire. Pour cela, on modifie les cellules pour qu’elles libèrent des substances qui apaisent le système immunitaire ou qu’elles soient moins facilement détectées. Nous comparerons la survie, après leur greffe dans le cerveau de modèles animaux rongeurs (souris), de ces cellules nerveuses modifiées génétiquement, en regardant si elles sont attaquées ou non par le système immunitaire. Nous étudierons aussi l’influence du stade de développement des cellules au moment de la greffe. Ces expériences seront réalisées sur des souris présentant un système immunitaire actif ou déficient, afin d’évaluer la survie des greffons testés en l’absence de tout rejet immunitaire. Ce projet marque une première étape dans l’évaluation de cette stratégie avant de procéder des essais cliniques, sur l’être humain.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les traitements actuels utilisant des cellules souches pour soigner des maladies comme Parkinson et Huntington nécessitent souvent des greffons cellulaires établis à partir de cellules provenant d’un donneur, et non du patient lui-même. Comme ces cellules sont différentes de celles du patient, le corps peut les rejeter. Pour éviter cela, les patients doivent prendre des médicaments qui affaiblissent leur système immunitaire, mais généralement seulement pendant un an, car ces médicaments peuvent causer de graves effets secondaires. Malheureusement, une fois le traitement arrêté, les greffons sont souvent rejetés, ce qui stoppe leur efficacité. Pour résoudre ce problème, des chercheurs explorent une idée innovante : modifier les cellules des greffons grâce à des techniques génétiques pour qu’elles soient « invisibles » au système immunitaire. Cela s’appelle l’immuno-camouflage. Cette étude vise à tester cette idée chez des souris, en évaluant différentes modifications génétiques pour trouver celles qui fonctionnent le mieux. Les bénéfices attendus sont : – Identifier une stratégie de modifications génétiques parmi plusieurs qui permettrait au greffon cellulaire de mieux survivre et d’être moins rejeté par le système immunitaire des souris. – Confirmer l’efficacité des meilleures options identifiées, avec différents types de cellules nerveuses et stades de développement des greffons, pour affiner les résultats. A court terme, le bénéfice attendu est d’identifier la meilleure stratégie pour éviter le rejet des greffons. Cette méthode de l’immuno-camouflage pourra ensuite être testée chez des modèles animaux primates. À plus long terme, des essais cliniques chez l’être humain pourraient être envisagés afin de confirmer l’efficacité de la stratégie de l’immuno-camouflage sur la tolérance de greffon de cellules nerveuses chez les patients. L’objectif final est de développer des greffons dont la survie et donc l’effet thérapeutique ne dépendent plus de traitements qui affaiblissent le système immunitaire, ouvrant ainsi la voie à des traitements plus sûrs et efficaces pour les maladies neurodégénératives.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les modèles animaux, soit 276 souris, subiront une intervention chirurgicale d’une durée de 30 à 40 minutes sur le cerveau pour transplanter le greffon d’une durée d’une heure. Cette intervention impliquera une anesthésie et une analgésie générales et locales. Une première injection en 3 minutes d’un composé chimique pour induire la mort des neurones de la région ciblée permettra de mimer les pertes neuronales observées dans la maladie de Huntington. Pendant la même opération, une deuxième injection de cellules nerveuses en 6 minutes, soit contrôles, soit modifiées génétiquement pour être invisibles au système immunitaire, sera effectuée au même endroit. Certains animaux contrôles ne subiront que la première injection (lésion). Si les premières expériences de transplantation révèlent que la survie des cellules greffées est compromise par l’injection préalable du composé chimique induisant la mort des neurones lors de la même opération, cette dernière sera soit supprimée (première option testée), soit effectuée 7 à 30 jours avant l’injection des cellules, lors d’une autre intervention chirurgicale de 30-40 minutes sur le cerveau et selon la même procédure (option envisagée si la première échoue). Dans ce dernier cas, les animaux subiront deux interventions chirurgicales. Aucune intervention autre que le suivi de l’aspect et du poids ne sera effectuée sur les animaux jusqu’à leur mort provoquée par injection d’euthanasiant, entre 2 semaines et au plus 5 mois après la greffe.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Tous les modèles animaux qui participent à l’étude subiront une ou au maximum deux opérations chirurgicales du cerveau. Pour cela, nous utilisons une anesthésie générale et des antidouleurs (généraux et locaux) afin d’éviter toute douleur. Cette opération, peut entraîner des effets secondaires chez les souris, comme le stress, la fatigue, une légère baisse de température corporelle, la déshydratation, des douleurs, une petite perte de poids et un risque d’infection à l’endroit de l’opération. Ces effets ne sont pas systématiques, restent faibles et ne durent que quelques heures (pour le stress, le froid, la déshydratation) ou quelques jours après l’opération. La mort des neurones par procédé chimique d’un seul côté du striatum (une zone du cerveau) pourrait entraîner des difficultés permanentes de mouvement et compromettre la prise de poids normale des souris en vieillissant. Cependant, la dose de composés chimiques que nous prévoyons d’utiliser est trois fois inférieure à celle décrite dans la littérature, qui décrit une perte de mobilité de deux tiers. La greffe additionnelle de cellules nerveuses dans le striatum n’aggrave pas les effets négatifs de la mort des neurones ; au contraire, elle pourrait même les réduire. Les conséquences d’un rejet des cellules greffées dans le cerveau sur le bien-être de la souris sont encore mal comprises. Elles pourraient se manifester par des problèmes neurologiques et de comportement pendant plusieurs semaines ou jusqu’au rejet complet de la greffe (moins d’activité, perte de poids, stress). Nous surveillerons attentivement ces signes lors des premières analyses pour pouvoir ajuster notre suivi et nos décisions, en collaboration avec le vétérinaire de l’animalerie afin d’éviter toutes souffrances.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Afin de caractériser l’intensité du rejet immunitaire des différents greffons cellulaires testés (ou l’absence de rejet pour les animaux contrôles présentant un système immunitaire déficient), nous devons récupérer les cerveaux des animaux greffés et/ou présentant une lésion cérébrale induite par procédé chimique en fin d’expérience. Nous devons pour cela procéder à l’euthanasie de l’ensemble des animaux du projet. L’étude histologique permettra ensuite de reconnaître les cellules du greffon et celles du système immunitaire de la souris ayant envahi le greffon (signe de rejet immunitaire en cours) ou l’absence totale de cellules greffées (signe de rejet complet du greffon). La comparaison de ces analyses histologiques nous permettra d’identifier les stratégies de camouflage immunologique les plus efficaces.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La réaction immunitaire d’un organisme face à un greffon étranger mobilise différents acteurs cellulaires et moléculaires de la réponse immunitaire, ce qui rend très difficile sa modélisation complète in vitro. Uniquement certains aspects de la réaction contre des cellules immuno-camouflées est modélisable in vitro. Il est possible d’observer la réaction de cellules immunitaires humaines immortalisé en en contact avec un greffon. Ces expériences évaluent si elles s’activent ou produisent des substances signalant une réaction. Toutefois, ces méthodes sont jugées moins représentatives que celles qui utilisent des cellules immunitaires du sang. Cette méthode à partir de prélèvements sanguin est dite ex vivo, et permet de tester certains aspects de la réaction contre un greffon immuno-camouflées dont : 1) La caractérisation in vitro des molécules produites par les cellules immunitaires du sang de receveurs en présence de cellules du greffons ; 2) l’évaluation de la prolifération de ces cellules, signe d’une réponse immunitaire active en présence du greffon ; 3) la mesure de la mort cellulaire des greffons lorsque il est présenté aux cellules immunitaires purifiées issues du sang de receveurs. Les études avec de sang de macaque sont considéré comme de l’expérimentation animale et donc pas une étude de remplacement. Par ailleurs, plusieurs limitations associées à ce type d’étude ex vivo imposent la réalisation d’études in vivo parallèles : 1. Complexité du microenvironnement cérébral :les tests ex vivo ne permettent pas de reproduire le microenvironnement complexe du cerveau. Ils ne tiennent notamment pas compte de la barrière entre le sang et le cerveau, ni de la présence de cellules microgliales présentes uniquement dans le cerveau, mais qui contribuent de manière significative à la réaction immunitaire cérébrale. 2. Dynamique temporelle de la réponse immunitaire : les tests ex vivo sont courts (quelques jours), ils ne permettent pas d’évaluer la réponse immunitaire après une exposition prolongée. 3. Réponse immunitaire systémique : les tests ex vivo ne permettent pas de mesurer la mobilisation et l’infiltration des cellules immunitaires du sang dans le cerveau. En résumé, ces tests ex vivo ne suffisent pas à eux seuls. Pour une compréhension complète de la réaction immunitaire face à une greffe de neurones, il est essentiel de combiner des tests in vitro à des expériences réalisées sur des modèles animaux vivants.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le minimum nécessaire pour pouvoir mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Nous suivons un arbre décisionnel dépendant de résultats d’étapes intermédiaires du projet afin de restreindre les expériences aux seules nécessaires, tout en évitant les répétitions superflues. L’approche statistique proposée dans le cadre de cette étude s’appuie sur les résultats antérieurs que nous avons obtenus, ainsi que nos collaborateurs et d’autres groupes de recherche sur ce domaine.
3. Raffinement
Pour ce type d’étude, soit une unique opération soit deux opérations distinctes sont nécessaires : pour créer une petite lésion dans une zone du cerveau, et 10 minutes ou une semaine plus tard, pour injecter les cellules que nous étudions. Afin de réduire au maximum le stress et les effets de l’anesthésie sur les animaux, nous prévoyons de tester une méthode qui combine ces deux étapes en une seule opération chirurgicale : injection du produit de lésion, puis des cellules greffées, lors d’une unique chirurgie. Si cette approche unique s’avère négative pour la survie des cellules, nous envisagerons de ne pas injecter le produit de lésion. Si cette deuxième option ne donne pas de bons résultats car l’absence de lésion mimant la lésion nuit de manière trop marquée à la survie des cellules chez les souris, alors nous reviendrons à la méthode classique en deux opérations, espacées de 7 à 30 jours. Dans tous les cas, si des points limites apparaissent après la lésion ou la greffe, les mesures adéquates seront mises en œuvre. Une analgésie est prévue lors interventions si nécessaire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est le modèle animal classiquement utilisé dans la littérature pour ce type d’expérimentation sur le rejet immunitaire. Nous utiliserons des lignées de souris (dotées d’un système immunitaire fonctionnel) et des lignées de souris génétiquement modifiées pour avoir un système immunitaire déficient, afin de disposer de conditions de contrôle où la survie des greffes cellulaires sans rejet est assurée. L’utilisation de souris adultes nous permettra de valider nos observations dans un système immunitaire qui fonctionne normalement i, ce qui est essentiel pour envisager un développement futur de nos travaux chez l’homme. Comme le préconise la littérature scientifique pour ce type d’expérimentation, les modèles animaux utilisés seront adultes, âgés de plus de 8 semaines, afin que leur système immunitaire soit mature. Autre raison : la maladie de Huntington et le traitement par thérapie cellulaire ne se déclarent et ne sont envisagés que chez l’adulte.