Rongeurs

120 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour les prélèvements, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent deux examens d'imagerie de l'œil sous anesthésie gazeuse, un électrorétinogramme de quarante-cinq minutes sous anesthésie générale, et pour une partie d'entre elles une exposition à une lumière forte pendant trois heures, éveillées. L'objectif est de mesurer ce que devient la rétine quand une protéine protectrice manque, dans une lignée dont le porteur précise qu'elle ne développe pas de maladie grave. Sur le remplacement, il affirme qu'aucune culture cellulaire ne reproduit un trajet optique complet et conclut qu'il n'y a "pas d'alternative" in vitro.

Objectifs

Les Rétinopathies Pigmentaires (RP) touchent environ une personne sur 4 000 dans les pays occidentaux, et se caractérisent par une perte progressive des cellules de la rétine, les photorécepteurs à bâtonnets puis à cônes, entraînant une perte progressive de la vision allant jusqu'à la cécité. Les études menées antérieurement par l’équipe sur les RP ont mis en évidence un gène qui code pour des facteurs ayant une fonction protectrice sur les cellules touchées. Une des deux protéines est sécrétée par un type de photorécepteurs, les batônnets et a une activité protectrice sur le 2ème type de photorécepteurs, les cônes. Le second produit du gène, joue un rôle protecteur contre l'oxydation. Pour ce faire, nous avons étudié les conséquences de l’absence d'un des produits du gène à l'aide d'un modèle de souris transgénique sur la fonctionnalité des photorécepteurs lié au stress oxydatif en comparaison avec des animaux contrôles.

Bénéfices attendus

Les rétinites pigmentaires (RP), sont les formes les plus communes des dégénérescences rétiniennes congénitales. Elles touchent environ une personne sur 4 000 dans les pays occidentaux, et se caractérisent par une perte progressive des cellules de la rétine, entraînant une perte progressive de la vision allant jusqu'à la cécité. La perte de la vue représente un handicap majeur pour les personnes qui en sont atteintes. Afin que ces personnes puissent rester complètement autonomes, il apparaît essentiel de comprendre le rôle des différentes molécules dans le maintien de la vision afin de pouvoir trouver des cibles thérapeutiques efficaces permettant de ralentir l’évolution d’une perte visuelle ou de la restaurer. La perte de la vue représente un handicap majeur pour les personnes qui en sont atteintes. Afin que ces personnes puissent rester complètement autonomes, il apparaît essentiel de comprendre le rôle des différentes molécules dans le maintien de la vision afin de pouvoir trouver des cibles thérapeutiques efficaces permettant de ralentir l’évolution d’une perte visuelle ou de la restaurer.

Procédures

- L’imagerie oculaire: examens réalisés sous anesthésie gazeuse sur des animaux agés entre 2 et 6 mois. Durée : 20 minutes par animal et par passage. Examen réalisé 2 fois par animal, espacé de 2 semaines. - Electrorétinogramme: examen réalisé sous anesthésie générale sur des animaux agés entre 2 et 6 mois. Durée 45 minutes. Examen réalisé une seule fois par animal. - Surexposition lumineuse pendant 3 heures sur animal vigile avec une seule mesure tout au long de l'expérience. Les animaux testés pour la surexposition lumineuse, auront avant le test, une injection sous-cutanée de sérum physiologique puis une pesée avant et après le test de surexposition lumineuse pour évaluer l'effet de cette surexposition sur une déshydratation éventuelle.

Impact sur les animaux

L'anesthésie générale peut entrainer chez la souris une hypothermie avec un possible arrêt cardio-respiratoire. La contention légère de l'animal pour les injections intra-péritonéales et les examens phénotypiques de l'œil peuvent entrainer un léger stress des animaux. Les injections intra-péritonéales et sous-cutanées peuvent être considérées comme une nuisance de douleur légère et de courte durée dû à l'introduction de l'aiguille Le changement d’environnement des animaux (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme) peut aussi générer un léger stress chez ces derniers. L'exposition des animaux à une lumière forte peut entrainer une déshydratation se traduisant par un poil hérissé dû au positionnement de la cage, placée en dessous des néons et séparés par une plaque en plexiglass.

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure expérimentale pour les analyses post-mortem. L’euthanasie est requise afin de procéder aux différents prélèvements nécessaires en vue des analyses à mettre en œuvre pour répondre à la question scientifique

Remplacement

L’étude de la fonctionnalité de la rétine ne peut être réalisée sur des modèles de cellules en culture. Il y a nécessité d'avoir la rétine et ses tissus environnant (Choroïde, Sclère) ainsi qu’un trajet optique complet (cornée, lentille, cristallin, iris, humeur aqueuse). Dans ce projet, le modèle animal développé s'inscrit dans certaines caractéristiques de pathologies. Il n’y a donc pas d’alternative par des modèles in vitro.

Réduction

Afin de générer le moins d’animaux possible, nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux nécessaires. Nous allons utiliser les animaux mâles et femelles indistinctement en fonction des naissances. Un nombre minimum d'animaux sera inclus dans chaque groupe mais toutefois suffisant pour assurer la robustesse de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel adapté. Le nombre d’animaux indiqué dans chaque groupe a été estimé sur la base d’expériences similaires effectuées dans notre équipe, en tenant compte des contraintes statistiques (nombre d’échantillon par groupe) et des contraintes techniques (rentabilité technique). Ce projet impliquera au maximum 120 souris.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce concernée. Les animaux provenant de l’extérieur observeront une période d’acclimatation de 5 jours minimum avant les expérimentations. Les animaux seront hébergés dans des cages ventilées en stabulation standard avec enrichissement. Des points limites ont été définis et les animaux sont examinés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie et/ou les expérimentateurs. Toute observation anormale ou point limite atteint sera noté dans le logiciel de gestion des animaux et nous suivrons l’échelle décisionnelle définie par notre structure chargée du bien-être de l'animal. L’application de cette échelle adaptée à nos expérimentations pourra nous amener à décaler dans le temps les actes prévus dans la séquence expérimentale. L'euthanasie de l'animal serait un dernier recours. Les animaux bénéficieront si besoin d'une anesthésie générale fixe ou gazeuse ainsi qu'une anesthésie locale adaptée. Un système d’étiquettes et de pastilles assurera le suivi du bien-être des animaux. Les informations concernant les animaux seront mutualisées avec un logiciel adapté. Des points limites précoces et prédictifs ont été mis en place pour s'assurer de réduire la souffrance et la détresse des animaux au maximum. Le raffinement réside aussi dans le fait de concevoir les expériences en limitant au maximum l'utilisation de groupes contrôles surnuméraires. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés.

Choix des espèces

Nous utilisons un modèle de souris transgénique permettant d'étudier le rôle de notre protéine d'intérêt. Cette souris ne présente pas de phénotype dommageable car elle n'entraine pas le développement d'une maladie grave. Nous avons sélectionné cette espèce car la rétine de la souris est semblable en plusieurs points à celle de l’Homme (organisation des couches neuronales, les membranes, la vascularisation, les circuits). Nous voulons commencer les études juste avant l’apparition de modification de la structure de la rétine (du fait du modèle animal). Les animaux auront environ deux mois à leur entrée dans les procédures expérimentales.

Nées avec une croissance dentaire anormale, des dents trop longues et incontrôlées pour certaines, rabougries pour d'autres, 2700 souris génétiquement modifiées sont élevées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. À dix jours, chacune se voit couper un morceau de queue pour vérifier son génotype. Le porteur indique que la douleur y serait alors faible, voire nulle, l'ossification de la queue n'ayant pas commencé, et prévoit de la nourriture en gelée et des bâtonnets à ronger pour compenser les difficultés à s'alimenter. Cet élevage ne répond par lui-même à aucune question scientifique, il alimente de futures demandes d'autorisation sur les macrophages, et les animaux conservés à l'issue rejoignent d'autres projets.

Objectifs

Nous élevons une lignée de souris génétiquement modifiées qui présente un phénotype spécifique, impliquant des altérations physiologiques et comportementales. Ces souris, en raison de modifications précises de leur génome, affichent une croissance anormale des dents. Cette anomalie dentaire peut entraîner des difficultés à s'alimenter, ce qui, à son tour, peut causer un retard de croissance et une diminution de leur poids corporel. Pour atténuer ces effets néfastes, nous mettons en place une prise en charge adaptée, incluant une alimentation spécifique qui compense les limitations dues à la croissance dentaire. Ces souris sont produites dans le but de répondre à des objectifs scientifiques variés. En raison de leur modification génétique, elles sont un modèle précieux pour étudier les rôles spécifiques de certaines cellules immunitaires, comme les macrophages, qui jouent un rôle crucial dans divers tissus du corps. La suppression de certaines populations cellulaires permet d'examiner en profondeur les conséquences de leur absence, ce qui est pertinent pour la recherche sur le développement et la régulation immunitaire. De plus, ces souris modifiées sont utilisées pour modéliser diverses pathologies comme le cancer ou l’étude des rôles homéostasiques des macrophages. Permettant ainsi dans l’avenir des applications biomédicales.

Bénéfices attendus

Au cours de la dernière décennie, la recherche sur les macrophages a émergé comme un domaine clé en immunologie. Ceci est dû à notre compréhension croissante du rôle vital de ces cellules dans l'homéostasie des tissus et leurs divers rôles significatifs dans différentes maladies tels que le cancer, les infections ou encore maladies auto-immunes. Le premier Conseil Scientifique Présidentiel réuni en avril 2024 a spécifiquement souligné les macrophages comme un "axe majeur et émergent" pour les années à venir. Ce modèle de souris va permettre d'étudier le rôle de plusieurs populations de macrophages dans divers tissus très localisés. Les différentes caractéristiques observées après génération des souris confirment d'ailleurs la nécessité de comprendre leurs fonctions et l'utilité de ce modèle pour y répondre.

Procédures

2700 souris se verront prélever un morceau de queue 10 jours après leur naissance.

Impact sur les animaux

Après la première génération de souris, nous avons observé que certaines étaient plus petites que leurs congénères du même groupe. Nous avons également constaté une croissance anormale des dents : certaines souris présentaient des dents nettement plus petites et plus fines, tandis que d'autres avaient des dents beaucoup plus longues avec une croissance non contrôlée. Ces deux problèmes pourraient être liés, la croissance anormale des dents pouvant entraîner des difficultés à s'alimenter, ce qui diminuerait la prise de poids. Un prélèvement de la queue sera réalisé sur les animaux 10 jours après leur naissance. À cet âge, la perception de la douleur dans la queue par la souris est encore considérée comme faible, voire nulle, car le système nerveux de cette partie est encore immature et l’ossification de la queue inexistante.

Devenir

Les animaux qui sont conservés après la fin de cette étude seront utilisés dans le cadre d’autres projets de recherche. Cette utilisation continue permet de maximiser les données obtenues à partir des animaux tout en respectant les principes d'éthique de réduction du nombre d'animaux utilisés.

Remplacement

Ce projet décrit l’élevage de souris génétiquement modifiées en condition de maintien pour une lignée à phénotype dommageable. Ces souris seront utilisées pour de futures demande d’autorisation de projet interrogeant la fonction des macrophages ciblés. Les données de la littérature ont montré que chaque type de macrophage exprime un profil d’expression de gènes unique lui permettant de réaliser des fonctions propres à ce sous-type. Ce profil est induit par un ensemble de signaux fournis par son microenvironnement direct. L'utilisation d'un modèle in vitro ne permettrait pas de reproduire la complexité des interactions entre le macrophage et son microenvironnement puisque nous ne connaissons pas l’ensemble des signaux.

Réduction

Nous maintiendrons un élevage à minima sur la base de 5 accouplements avec 1 mâle et 3 femelles par accouplement car cette lignée semble avoir des portées de petites tailles. Ces derniers seront renouvelés toutes les 26 semaines. Les géniteurs pour le renouvellement des accouplements seront sélectionnés parmi les descendants des accouplements précédents.

Raffinement

- de la nourriture en gelée sera ajoutée à chaque cage pour surmonter toutes les difficultés d'alimentation des souris. - Des bâtonnets de bois seront également ajoutés pour permettre le limage naturel des dents, qui seront contrôlées de manière hebdomadaire et coupées lorsque cela sera nécessaire. - Le statut de notre animalerie permet de minimiser les variabilités dues aux infections. Les animaux seront surveillés pendant cette période d’accouplement et d’élevage et des mesures adéquates prises en cas de comportement agressif allant de l’enrichissement de la cage en dômes, de mesures d’isolement temporaire en cas de comportement agressif, en l’’administration de crème par voie cutanée sur de possibles blessures pourront être mises en place si nécessaire.

Choix des espèces

L´espèce murine a permis de développer de nombreux modèles génétiquement modifiés, et leur utilisation dans ce projet est nécessaire pour de futures recherches. Les animaux seront utilisés à différents stades de développement en fonction des projets dans lesquels ils seront impliqués. Par exemple, si nous nous intéressons au développement dentaire qui est altéré dans ce modèle, nous analyserons des souris durant les premières semaines après la naissance. Pour les projets étudiant le rôle des macrophages de la tête et du cou dans diverses pathologies (cancer, infection), des animaux adultes seront utilisés. Les géniteurs pour le renouvellement des accouplements seront sélectionnés parmi les individus âgés de 6 à 10 semaines au moment du début de l'accouplement.

2 880 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir jusqu'à trois administrations par jour pendant trois semaines et subir six prélèvements sanguins en vingt-quatre heures. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré, 2 700 souris sont tuées et 180 réutilisées ailleurs, ces dernières étant celles sur lesquelles un geste invasif a été pratiqué sans qu'un candidat médicament leur soit administré. Gavage à la sonde, injections intraveineuses après passage en enceinte thermorégulée, injections intrapéritonéales, intramusculaires, intranasales et sous-cutanées, instillations oculaires, recueil d'urine de quatre heures, examen ophtalmologique, prélèvement en veine jugulaire sous anesthésie juste avant la mise à mort : le porteur ajoute que la molécule testée peut par elle-même provoquer des effets cliniques. Il s'agit de trouver la dose maximale tolérée avant les études d'efficacité, et le porteur présente ce projet comme une réduction des contraintes futures, puisque les études suivantes utiliseront davantage de souris.

Objectifs

L’objectif principal de la recherche et développement (R&D) est de développer de nouveaux candidats médicaments chimiques ou biologiques qui seront évaluées durant des essais cliniques en vue de satisfaire les besoins médicaux. des études préliminaires in vivo de sécurité non clinique sont mises en place sur des espèces rongeurs afin de déterminer un profil de sécurité robuste des nouvelles molécules avant administration chez l’Homme,. le développement d’un médicament nécessite d’évaluer à la fois : - la sécurité : par des études de toxicologie sur la souris (procédures encadrées par la présente DAP). - l’efficacité : à l’aide d’études de pharmacologie sur la souris (modèle mimant la pathologie) (procédures encadrées par d’autres DAP). Ces études in vivo de sécurité non clinique interviennent précocement dans le processus de développement pharmaceutique (en amont des études vivo d’efficacité) et ne sont réalisées que sur des molécules sélectionnées après des étapes de caractérisation/sélection in vitro (modèles cellulaires de toxicité) et in silico (ex. analyse informatique de la génotoxicité). A ce stade ni la dose efficace ni la première dose toxique in vivo ne sont connues. La réalisation de ces études chez la souris permet de déterminer un intervalle de doses tolérées par l'animal ainsi que la dose maximale à ne pas dépasser. Ces données sont essentielles pour que les études de pharmacologie, utilisant un effectif plus important de souris, puissent être réalisées dans des conditions optimales. Dans ce projet, des études de sécurité non clinique chez la souris seront réalisées afin de prédire la toxicité chez l’animal dans les études d’efficacité qui nécessiteraient d’utiliser de fortes doses et/ou des doses potentiellement toxiques (souvent le cas en oncologie). Elles permettent d’évaluer sur une courte durée et avec moins d’animaux si la dose et le schéma d’administration seront bien tolérés dans les études d’efficacité. L’utilisation de doses croissantes dans ces études peut permettre d’identifier la Dose Maximale Tolérée (DMT) pour un produit (ou un nouveau véhicule) et de l’utiliser en toute sécurité dans les études ultérieures. Ces études utilisent des souris ayant le même fond génétique (modèle non pathologique avec phénotype dommageable non exprimé) que les études d’efficacité afin qu’elles soient les plus prédictives possibles.

Bénéfices attendus

Ce projet s’inscrit dans le cadre de la recherche et développement de nouvelles entités à visée thérapeutique. Le bénéfice apporté par ce projet est l’optimisation du développement de candidats médicaments en évaluant très précocement leur toxicité éventuelle, en déterminant un profil de sécurité complet aux doses envisagées en efficacité et en ajustant au mieux les doses et le schéma expérimental. Cette approche permet ainsi de réduire les contraintes auxquelles les animaux seraient soumis dans les études d’efficacité par la suite et qui, elles, utiliseront un nombre plus important d’animaux.

Procédures

- A l’administration (unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 3 semaines) de composés par voie orale ou parentérale - A l’administration sous-cutanée d’analgésique avant l’euthanasie - A des prélèvements de sang grâce à la technique du microsampling (faible volume de sang prélevé à la veine marginale de la patte ou veine mandibulaire) : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 2 fois maximum dans l’étude - A des recueils urinaires d’une durée maximale de 4h heures sur sable hydrophobe (1 fois par étude au maximum) - A un prélèvement unique de sang en veine jugulaire réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie - A des examens paracliniques (ophtalmologie, nécessitant une contention légère au maximum 2 fois par étude

Impact sur les animaux

Dans le cadre de ce projet et pour une durée de procédure pouvant aller de 1 jour à 3 semaines, des nuisances ou douleurs peuvent survenir à savoir : - Conséquences directes des actes expérimentaux : •Administration orale de la molécule : la contention d’une durée de moins de 15sec et le passage de la sonde de gavage dans l’œsophage (moins de 10sec) peuvent générer du stress chez l’animal (maximum 3 fois par jour). (Degré de sévérité léger) •Administration intraveineuse : le passage dans une enceinte thermorégulée (nécessaire pour dilater les veines et réaliser le geste dans de bonnes conditions) d’une durée maximale de 5min, la contention dans une boite adaptée à l’espèce utilisée (2min maximum) peuvent générer du stress et l’injection de la douleur (maximum 2 fois par jour) (Degré de sévérité modéré). •Administrations intrapéritonéales, intramusculaires, intranasales ou sous-cutanées : la contention d’une durée maximale de 15s peut générer du stress et l’injection (moins de 10 sec) de la douleur (maximum 3 fois par jour). Degré de sévérité léger pour une ip unique ou modéré si l’administration ip est réitérée. Pour les autres types d’administrations degré léger. •Instillation oculaire (topique externe) : la contention d’une durée de moins de 15sec peut générer du stress et la molécule administrée de la douleur pour l’animal. (maximum 1 fois par jour) (Degré de sévérité léger) •Prélèvements de sang à la veine marginale de la patte, veine mandibulaire ou à la veine caudale : la contention d’une durée maximale de 2min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (maximum 6 points de prélèvement sur 24h) (Degré de sévérité modéré) •Recueil urinaire (sable hydrophobe) : le changement d’environnement et l’isolement de courte durée (4 heures maximum) peuvent générer une nuisance et un stress pour l’animal (Degré de sévérité léger). - Conséquence indirecte des actes expérimentaux : La molécule administrée peut en elle-même induire des effets cliniques et provoquer une nuisance pour l’animal.

Devenir

L’ensemble des animaux ayant reçu l’administration d’un candidat médicament dans ce projet sera euthanasié à l’issue de chaque procédure pour la collecte de sang/ liquide céphalo-rachidien pour analyse et d’organes pour lecture anatomopathologique. . Tous les animaux pour lesquels au moins un premier geste invasif a été réalisé dans le cadre de la procédure (entrant dans la définition de la procédure expérimentale réglementaire ex : micro-sampling) et qui n’ont pas reçu de candidat traitement /véhicule pourront être réutilisés dans un autre projet

Remplacement

Ce projet couvre les études de sécurité très précoces réalisées sur les candidats médicaments de notre recherche, études pour lesquelles il n’existe pas d’alternative, validée scientifiquement, éthiquement et réglementairement, à l’utilisation d’animaux. De méthodes alternatives in vitro et in silico sont utilisées au préalable dans la caractérisation et la sélection des molécules à tester dans ces études ce qui permet de réduire fortement le nombre de molécules testées in vivo. Cependant, la mise en place précoce d’un profil de sécurité d’un candidat médicament nécessite l’utilisation d’organismes complexes après ces premières étapes de sélection par des méthodes alternatives. Les études incluses dans ce projet ont un design optimisé afin de n’utiliser que le strict minimum d’animaux et de générer des données essentielles pour les études ultérieures.

Réduction

Les molécules les plus prometteuses sont sélectionnées à l’aide de tests vitro et ou silico avant la mise en place des études incluses dans ce projet. Le nombre d’animaux est adapté à la variabilité des paramètres étudiés et prend en compte l’homogénéité des souches, la disponibilité de données historiques pour les paramètres étudiés et de leur variabilité. Pour ces études, le nombre habituel d’animaux est déterminé pour être le compromis le plus efficace afin d’atteindre les objectifs des différentes procédures tout en utilisant le nombre d’animaux le plus restreint. Il permet d’intégrer de la mixité male/femelle dans les groupes sans avoir à doubler le nombre d’animaux. Exceptionnellement ce nombre peut être ponctuellement augmenté dans le cas où la variabilité d’un paramètre serait élevée (ex : haute variabilité individuelle dans la distribution du produit). Ces études permettent de confirmer les premières données in vitro, avant de réaliser les études vivo nécessaires à la poursuite du développement de la molécule. Elles participent à la réduction du nombre total d’animaux utilisés par projet thérapeutique car les résultats obtenus sécurisent les études de pharmacologie utilisant un nombre d’animaux plus important en prédisant la toxicité éventuelle aux doses testées. Selon la procédure, un ensemble d’examens cliniques et paracliniques peuvent être réalisés par animal (observations cliniques, poids et température corporelle, examen ophtalmologique, prélèvement de sang pour pharmacocinétique ou biologie clinique, collecte d’urine, prélèvements d’organes…) réduisant aussi le nombre d’animaux nécessaire. Dans le cas d'un véhicule bien connu, les données historiques internes vont permettre de réduire le nombre d'animaux dans l'étude en supprimant le groupe témoin véhicule). En cas de protocole particulier (ex : nouveau schéma d’administration ou besoin de suivre plus précisément un paramètre/biomarqueur particulier), le service de biostatistiques pourra aider à définir le design expérimental adapté. Enfin, l’utilisation de la technique du microsampling pour prélèvement de sang (prélèvement d’un faible volume à la veine marginale de la patte ou veine mandibulaire) peu invasive, rapide, permet de permet de réduire le nombre d’animaux en réalisant une cinétique complète sur un même individu (sans animaux dédiés à la pharmacocinétique dans l’étude), tout en respectant les limites de volémie physiologiques et le bien-être animal.

Raffinement

Ces études permettent de mieux cibler les doses et le schéma d’administration pour les études suivantes, diminuant ainsi le risque pour les animaux. Des observations cliniques approfondies sont réalisées chaque jour. Les administrations pourront être réalisées de manière décalée : si un premier animal traité présentait des signes cliniques précoces (30 minutes après traitement par ex.), les autres animaux du groupe pourraient ne pas être traités ou leur dose administrée pourrait être diminuée. Dans tous les cas, si apparition de signes cliniques, une décision rapide est prise entre le vétérinaire, le responsable scientifique, la SBEA et les équipes en charge des animaux. Cette décision peut mener à une prescription de soins, un arrêt de traitement, une diminution de dose ou une euthanasie, tout en tenant compte de l’objectif de l’étude (si besoin utilisation du score d’une grille de points limites spécifique à la souris). L’ensemble des animaux est hébergé et manipulé dans un secteur à confinement spécifique avec des procédures d’accès, des conditions d’hébergement strictes empêchant ainsi l’expression du phénotype dommageable lorsque les animaux utilisés sont immunodéprimés. Les animaux sont manipulés par un personnel technique formé au bien-être animal afin de limiter le stress et peuvent être entrainés si l’étude nécessite un geste technique particulier (ex : contention pour administration intraveineuse. Tous les animaux sont stabulés en groupes, sauf cas exceptionnel (signes cliniques nécessitant l’isolement, recueil urinaire), avec de l’enrichissement adapté à la souris (matériel de nidification). Pour les prélèvements de sang, la technique du microsampling est mise en place dès que possible. Cette technique, rapide, peu invasive et peu stressante, permet de limiter l’impact d’une cinétique et de respecter les limites de volémie physiologiques. Elle permet d’éviter le placement de l’animal dans une enceinte thermorégulée pour la dilatation des vaisseaux. La durée du recueil urinaire sera limitée à son minimum (max 4h) et réalisé en cage conventionnelle en remplaçant la litière par du sable hydrophobe. Cela permet d’éviter l’usage de cage à métabolisme (environnement plus stressant). Dès qu’un acte expérimental nécessite une incision (ex: prélèvement de sang en veine jugulaire), une analgésie adaptée est mise en place en plus de l’anesthésie gazeuse.

Choix des espèces

L‘unique procédure de ce projet sera réalisée sur l’espèce souris car elle intervient en amont des études d’efficacité réalisées sur ce modèle. De plus cette espèce présente une forte homologie génétique et physiologique avec l’homme et ainsi une forte valeur translationnelle. La sélection se fait aussi sur des critères réglementaires, éthiques, scientifiques afin d’obtenir la meilleure prédiction possible de la réponse chez l’Homme. S’ajoutent à cela les données historiques (internes et issues de la littérature, par souche, âge, sexe) et nécessaires à l’évaluation et l’interprétation des effets ainsi que les données des études pharmacologiques réalisées en amont chez le rongeur. Pour se placer dans les mêmes conditions que les études d’efficacité puis les études requises ultérieurement, les souris utilisées seront des jeunes adultes et adultes, correspondant à l’âge des animaux utilisés communément dans les protocoles de recherche de candidat médicament et dans les études ultérieures à ce projet.

90 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe sous-cutanée de cellules tumorales prostatiques humaines, passent un scanner puis une séance de radiothérapie FLASH sous anesthésie gazeuse, et sont suivies deux semaines pendant que la tumeur grossit, ce qui peut selon le porteur atteindre leur mobilité et les fatiguer. Les bénéfices annoncés restent en amont de la clinique : établir si les vaisseaux tumoraux répondent à cette radiothérapie ultra-rapide comme à la radiothérapie conventionnelle, et apporter des connaissances utiles à la communauté scientifique. Sur le remplacement, le porteur affirme que "tout ce qui a pu être étudié sans expérimentation animale a été fait" et que l'oxygénation d'un tissu ne s'étudie que dans un organisme perfusé.

Objectifs

La radiothérapie est un traitement contre le cancer utilisé chez plus de la moitié des patients. Une méthode récente ultra-rapide, dite "FLASH", a montré une toxicité inférieure sur les tissus sains tout en maintenant la même efficacité anti-tumorale dans difféerents modèles animaux. Le niveau d'oxygénation tissulaire semble être un paramètre qui influe sur le ratio bénéfice/risque de cette radiothérapie. De nombreuses études attestent du rôle de l'O2 dans les tissus sains mais aucune ne s'est intéressée aux tissus tumoraux dans ce contexte. Pourtant, le niveau d'O2 tumoral est un facteur qui est bien connu pour jouer sur l'efficacité anti-tumorale de la radiothérapie. Le projet a donc pour but d'étudier la réponse des vaisseaux sanguins tumoraux à la radiothérapie FLASH, et la conséquence en terme d'oxygénation du tissu tumoral. Cette connaissance est essentielle pour appréhender la réponse clinique globale et envisager les étapes ultérieures d'application de la méthode FLASH chez l'homme. Pour des raisons techniques, le projet se déroulera dans deux établissements.

Bénéfices attendus

La réoxygénation du tissu tumoral entre plusieurs séances de radiothérapie constitue l'un des piliers théoriques des procotoles cliniques actuels de radiothérapie. Il est en effet très important d'augmenter l'oxygénation de la tumeur, habituellement défectueuse, car la quantité d'oxygène dicte une grande partie des effets physico-chimiques de la radiothérapie et donc son efficacité. Il est donc crucial d'établir si les vaisseaux sanguins tumoraux répondent à la radiothérapie FLASH de la même manière qu'à la radiothérapie conventionnelle. Les données sur la réponse des vaisseaux ainsi que l'oxygénation tumorale permettront d'établir la pertinence des protocoles cliniques fractionnés actuels, ou dans le cas inverse de proposer de nouveaux protocoles de traitement. Les données permettront d'évaluer la performance globale de la radiothérapie FLASH sur la tumeur. Elles pourront permettre également d'envisager des combinaisons thérapeutiques avec des chimiothérapies anti-angiogéniques ou immuno-modulatrices. Enfin, elles apporteront des connaissances fondamentales sur les cellules du microenvironnement vasculaire, utiles à la communauté scientifique de la radiothérapie FLASH.

Procédures

Les animaux seront soumis à 4 procédures: 1- injection (seringue insuline) sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie gazeuse (2 min) 2- imagerie scanner CT-scan sous anesthésie gazeuse (15 min max) 3- radiothérapie sous anesthésie gazeuse (15 min) 4- suivi tumoral pendant 2 semaines puis injections ip et rétroorbitale (2 min) sous anesthésie gazeuse avant sacrifice endormi. Les actes 1-2-4 se déroulent dans l'Etablisssement 1. L'acte 3 dans l'établissement 2.

Impact sur les animaux

Lors des phases de transport et d'acclimatation, de préhension, contention ou anesthésie, il est attendu d'observer des périodes de stress léger chez les animaux. La greffe tumorale sous-cutanée produira une douleur légère et passagère (quelques minutes). La radiothérapie est imperceptible et ne peut en soi causer de souffrance. Seuls les actes associés (manipulations) sont décelables. La croissance tumorale, en particulier lors des deux dernières semaines, peut engendrer une détresse telle que: atteinte de la mobilité, fatigue. Ces signes sont cependant facilement détectables en amont et interviennent peu dans ce modèle. De plus, le modèle n'est pas métastatique et n'engendre pas d'autre risque.

Devenir

Les animaux suivent tous les même parcours: greffe tumorale, imagerie, radiothérapie, suivi. Tous les animaux seront euthanasiés en fin d'expérimentation, le but étant de prélever les tissus tumoraux pour analyse.

Remplacement

Les premières phases du projet scientifique global se sont déroulées sur des cellules, notamment endothéliales, constituants des vaisseaux sanguins. Tout ce qui a pu être étudié sans expérimentation animale a été fait. Néanmoins l'oxygénation tissulaire ne peut être étudié que dans un tissu perfusé et régulé physiologiquement.

Réduction

La stratégie en trois expériences indépendantes successives permettra de n'utiliser que la quantité d'animaux nécessaire à l'atteinte de la significativité statistique en fonction de la taille d'effet réellement observé: dès la significativité atteinte, les lots d'animaux suivants seront annulés.

Raffinement

Pour le bien-être des animaux, la socialisation et l'environnement seront optimisés: groupes de 5 invariables, maintient des cages et litières penant les transports, cycle jour-nuit adapté, eau-alimentation à volonté et sans changement de régime entre les établissements, frisottis en quantité pour nidification. Les dômes seront exclus car ils ont tendance à créer des comportements de domination chez la souris nude mâle. Une habituation à la manipulation et en creux de main sera réalisée progressivement. Pour éviter le stress, l'injection tumorale sous-cutanée, l'imagerie et l'irradiation seront réalisées sous anesthésie générale. Une stabulation sur tapis chauffant permettra à l'animal un réveil plus rapide et une meilleure stabilité physiologique pendant les procédures. Enfin, les animaux seront observés périodiquement selon un barème décisionnel qui évaluera le stress et la douleur, avec des critères d'arrêt d'expérimentation.

Choix des espèces

La souris est le modèle le plus décrit en tumorigenèse. Les phénotypes des lignées et leurs particularités génétiques sont répertoriés ("mouse phenome database"). Le génome de la souris (différentes souches), entièrement séquencé, et sa physiologie sont similaires à l'homme: 23 000 gènes codants contre 30 000 chez l'homme, avec une bonne conservation des gènes et des fonctions. La souris tolère l'homozygotie, ce qui permet de travailler sur des lignées et d'obtenir des résultats scientifiques très reproductibles. Le modèle immunodéprimé utilisé ici permet la greffe de cellules tumorales humaines. Plus précisément pour ce projet, la souris représente le plus petit animal répertorié sur lequel la radiothérapie FLASH fonctionne et permettant la greffe tumorale avec un suivi suffisamment long (2 semaines post-radiothérapie). L'efficacité du faisceau de particules particulier que nous utilisons a été montrée chez la souris préalablement, ce qui rend ce modèle fiable. Le cancer de prostate est un cancer de l'adulte et les animaux utilisés seront donc adultes (>8 semaines).