Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/05/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-788870)
Une incision du thorax pour injecter des cellules tumorales directement dans le poumon: 1 150 souris sont soumises à cette procédure ou à des greffes dans la babine et sous la peau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l’issue. Chaque animal reçoit ensuite une radiothérapie localisée et des injections d’anticorps modulant la réponse immunitaire. Le projet vise à entraîner des algorithmes d’intelligence artificielle sur des images de scanner pour prédire la réponse à l’immunothérapie. Le porteur reconnaît que les modèles murins sont « imparfaits d’un point de vue purement biologique » tout en les jugeant indispensables.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’avènement de l’immunothérapie a conduit à un changement de paradigme dans le traitement de plusieurs cancers solides et hématologiques, conduisant à des résultats impressionnants en termes de survie et de réponse tumorale. Cependant, seule une fraction des patients répond à l’immunothérapie, soulignant ainsi le besoin urgent de biomarqueurs pronostiques et prédictifs. L’infiltration immunitaire tumorale est un élément essentiel de la réponse immunitaire contre le cancer, conditionnant la réponse à l’immunothérapie. Le développement de stratégies non invasives pour quantifier cette infiltration immunitaire tumorale et prédire le résultat du traitement pourraient representer une avancée majeure. Ce projet vise à développer et tester dans des modèles tumorales murins un approche basé sur l’analyse d’images radiologiques combiné à des méthodes d’intelligence artificielle pour développer des algorithmes prédictifs.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
À l’ère de la médecine personnalisée, où les stratégies thérapeutiques sont de plus en plus adaptées aux profils spécifiques des patients et des tumeurs, la radiomiquele développement de algorithmes prédictifs pourrait représenter un outil précieux d’aide à la décision, guidant la prise en charge des patients atteints de cancer. La possibilité de déchiffrer de manière non invasive le microenvironnement tumoral et de suivre la réponse au traitement, par le biais de signatures radio-immunes, pourrait impacter de façon majeure la pratique clinique. De plus, l’opportunité de suivre dynamiquement et « en temps réel » l’infiltration en lymphocytes T CD8+de cellules immunitaires peut nous permettre de proposer de nouveaux traitements sur mesure. Le développement d’algorithmes prédictifs pour la prise en charge des patients atteints de cancer pourra améliorer l’efficacité des thérapies et réduire les chances d’échec thérapeutique, en sélectionnant les patients qui ont le plus de possibilités de répondre au traitement sélectionné et en arrêtant précocement des traitements inefficaces.
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 babine soit au niveau pulmonaire, soit au niveau sous-cutané. Les cellules tumorales seront injectées directement dans la muqueuse orale des souris préalablement anesthésiées, avec une aguille de petit diamètre (n=1, durée 5 secondes, anesthésie locale). L’injection de cellules dans le poumon prévoit une petite incision à niveau du thorax de souris (sous anesthésie générale) pour exposer la plèvre. L’injection sera effectuée travers la plèvre avec une aiguille de petit diamètre (n=1,durée 2 minutes). Les injections d’anticorps (n=1 par animal, durée 3 secondes), se feront sous anesthésie locale avec de la lidocaine.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Des difficultés légères d’alimentation pour les souris avec une tumeur ORL sont possibles. Pour le modèle pulmonaire, la croissance de la tumeur peut engendrer une difficulté respiratoire légère. Pour le modèle sous-cutané, la croissance tumorale une gêne mécanique légère. Un impact modéré systémique (perte d’appétit) est aussi possible. Le traitement par radiothérapie étant extrêmement localisée, la toxicité provoquée par les rayons seront minimes et légers. Par ailleurs, les injections étant faites sous anesthésie locale et espacées de plusieurs jours entre les injections, nous nous attendons à des effets transitoires et légers de ces injections.
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 pour analyse sur tissus et organes post-mortem.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer les effets de la radiothérapie localisée combinée ou non à des immunomodulateurs sur le microenvironnement tumoral et de suivre la réponse au traitement pour dévoiler des signatures radio-immunes. L’étude du recrutement et de la réponse des leucocytes dans la tumeur nécessite la présence d’un système immunitaire efficace dans un modèle dynamique (depuis la production des cellules dans la moelle osseuse, leur libération dans le sang, leur maturation dans les organes lymphoïdes secondaires, jusqu’au recrutement sur le site tumoral) qui ne peut pas être réalisée in vitro. Ceci met en jeu des interactions complexes nécessitant un organisme vivant entier. Les modèles murins sont imparfaits d’un point de vue purement biologique mais permettent d’étudier la réaction immunitaire anti-tumorale in vivo et ont l’avantage d’être d’une taille bien plus faible que chez l’humain, ce qui permet une inclusion en totalité des tumeurs et des tissus environnant pour une analyse histologique exhaustive. Cette inclusion en totalité ouvre une possibilité plus importante de mise en correspondance spatiale d’images histologiques et radiologiques, non réalisable en clinique, et apportera des éléments concrets quant à la réalité biologique d’hypothèses faites depuis plusieurs années en clinique. De plus, des modèles murins permettant la modulation in vivo de sous-populations spécifiques de cellules immunitaires (par exemple la déplétion vs l’enrichissement en CD8) au sein du microenvironnement immunitaire tumoral pourraient renforcer la signification biologique de notre signature radiomique. Nous envisageons pour cela un traitement personnalisé incluant radiothérapie et agents immunomodulateurs (par exemple anti-TGF beta, anti-CD8, anti-PD1) capables d’agir sur la contexture immunitaire tumorale.
2. Réduction
La génération d’un algorithme prédictif et pronostique par deep learning nécessite l’analyse d’un large set de données. En effet, cela est nécessaire pour un bon entraînement des algorithmes de prédiction. De plus, il est nécessaire d’utiliser une cohorte indépendante sur laquelle tester l’efficacité des algorithmes développés. Il n’existe aucune donnée dans la littérature concernant des analyses radiomiques dans des modèles tumoraux murins. Notre estimation de 50 souris par groupe est donc basé sur des observations cliniques et sera adapté sur la base des données obtenues pendant la réalisation du projet. En autre, les modèles murins que nous utiliserons ont déjà été testés et validés dans de nombreuses publications, et la collaboration avec Gustave Roussy nous permettra d’avoir des modèles déjà testés et performants, minimisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires.
3. Raffinement
Nous avons mis en place des stratégies d’expérimentation et d’observation afin de réduire au minimum la souffrance et la douleur des animaux. Examen clinique quotidien. Une pesée sera effectuée régulièrement. Les points limites seront strictement appliqués. – Le développement de la tumeur ainsi que les signes de toxicité (perte de pois, prostration,nécrose) seront évalués 3 fois par semaine (sacrifice des souris dès qu’un point limite est atteint). -Un complément alimentaire sera administré aux souris pour limiter les effets de l’asthénie et de l’irradiation.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie et est parmi les plus utilisées pour étudier les réponses immunitaires pendant le développement tumoral. De plus, pour des raisons de taille, de prix et de temps nous avons choisi cette espèce. 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 la souris en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus chez la souris en clinique. Les souris seront âgées de 7 ou 8 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures. De plus, les modèles tumoraux ORL et pulmonaire et sous cutané ont été développés et caractérisés en utilisant des souris de cet âge, et nous allons maintenir ces mêmes paramètres pour cette étude