Rongeurs

100 souris mâles adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue selon la déclaration, le texte prévoyant le prélèvement de leur prostate pour analyse. Toutes reçoivent pendant cinq jours des injections dans l'abdomen pour provoquer des lésions précancéreuses de la prostate, et 40 d'entre elles reçoivent en outre deux semaines d'injections quotidiennes d'une molécule active ou de son adjuvant. L'équipe veut mesurer l'effet d'une inhibition simultanée des facteurs Hif1a et p53 sur l'évolution de ces lésions vers des tumeurs invasives. Le porteur écrit que les lésions "restent indolores jusqu'à 5 mois après injection du premier composé" et n'attend pas d'effets indésirables du second, "décrit comme bien toléré dans la littérature", sans nommer aucun des deux produits ni dire combien de temps les souris vivent avec ces lésions.

Objectifs

Le cancer de la prostate est la 3ème cause de mortalité par cancer chez l'homme. Dès lors qu'il est invasif, il conduit inévitablément au décès du patient par échappement aux traitements. Notre laboratoire s'intéresse aux mécanismes de progréssion des lésions précancéreuses indolores et benignes vers les tumeurs invasives et agressives. Nous avons auparavant identifié le Hif1a (facteur inductible par l'hypoxie 1 alpha) comme facteur qui promeut la plasticité de cellules épithéliales de lésions précancéreuses prostatiques en les protégeant contre la mort cellulaire. En parallèle, nous avons démontré le rôle protecteur de la protéine p53 contre la plasticité de ces cellules. Par ailleurs, les intéractions entre ces deux facteurs ont été décrites dans les systèmes cellulaires dans la littérature et indiquent que les deux facteurs pourraient intéragir pour contrôler l'agressivité des cellules cancéreuses, mais aucune étude in vivo n'a été conduite dans le cas du cancer de la prostate. Dans ce projet, nous voudrions évaluer l'impact de l'inhibition simultanée de Hif1a et de p53.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre les intéractions entre les facteurs clefs contrôlant la survie, la sénescence et éventuellement l'agressivité des cellules précancéreuses prostatiques. La compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à la tumorigénèse ouvre des perspectives thérapeutiques et diagnostiques et ainsi, une meilleure prise en charge des patients.

Procédures

Tous les animaux de ce projet (100) seront sujets à des traitements par des injections au niveau de l'abdomen pendant 5 jours pour induire l'apparition de lésions précancéreuses prostatiques. Cette procédure prend 10 secondes comprenant la préhension de la souris et l'injection en elle-même. Une partie d'animaux sera soumise à un traitement pharmacologique (40) soit avec la molécule active, soit avec son adjuvant. Ces solutions seront également administrées par des injections au niveau de l'abdomen, le traitement durera deux semaines avec les injections quotidiennes. La procédure prendra 10 secondes.

Impact sur les animaux

Les injections répétitives peuvent induire l'irritation et/ou une douleur au niveau de la zone d'injection. Les lésions précancéreuses restent indolores jusqu'à 5 mois après injection du premier composé, nous ne nous attendons donc pas à une agressivité et donc une douleur. Nous ne nous attendons pas à des effets indésirables suite au second traitement, car le composé a été décrit comme bien toléré dans la littérature et a été utilisé pour des traitements plus longs que ceux prévus dans notre étude.

Devenir

Une fois les procédures terminées, les prostates des animaux seront prélevées pour les analyses ultérieures.

Remplacement

Aucun modèle cellulaire ne récapitule la cinétique de la transition cancéreuse ni la complexité cellulaire impliquée dans l'évolution des lésions précancéreuses. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences dans les modèles animaux pour comprendre ce phénomène et en disséquer les méchanismes moléculaires.

Réduction

Etant donné la variablité inter-individuelle observée dans nos études précédentes, nous avons estimé que 10 souris par lot étaient suffisantes afin d'observer un effet de traitement. Ainsi, nous avons prévu les groupes de souris de sorte à avoir 10 souris par analyse effectué pour le groupe expérimental donné. Nous allons profiter des données obtenues précédemment dans le laboratoire sur d'autres modèles murins pour effectuer les comparaisons et reduire le nombre de nouvelles souris utilisées.

Raffinement

Tout le long des traitements par injections intra-péritonéales, la souris sera surveillée afin de détecter les irritations ou l'inflammation du site d'injection. De plus, les injections seront réalisées en altérnant les côtés d'injection. Les souris seront surveillées quotidiennement, avec un suivi de l'aspect général de l'animal, sa posture et son comportement. Elles seront également pésées quotidiennement pendant les traitements. Tout animal en souffrance sans possibilité de soulagement sera sorti de l'étude. Les animaux seront surveillés quotidiennement par le personnel de l'animalerie et/ou les chercheurs.

Choix des espèces

Nos modèles de souris récapitulent de manière fidèle l'apparition et l'évolution des lésions précancéreuses prostatiques chez l'homme. Etant donné que le but de l'étude est d'évaluer l'effet d'un traitement et que le microenvironnement tumoral joue le rôle clé dans l'évolution des lésions, nous sommes dans l'impossibilité d'utiliser les systèmes cellulaires qui ne récapitulent pas la complexité d'un tissu. Seuls les souris mâles adultes seront utilisés pour ce projet car l'induction de lésions précancéreuses doit se faire sur des prostates matures et donc après la puberté.

110 souris vont être utilisées, chacune passant deux heures sous une même anesthésie gazeuse pour une IRM d'environ 1 h 15, une échographie de 30 minutes et 15 minutes de mesures de pression au moyen d'un capteur en forme d'aiguille introduit au centre de sa tumeur. Auparavant, chaque souris reçoit sous anesthésie une injection de cellules de tumeur du sein ou du pancréas sous la peau du flanc, puis porte cette tumeur deux à trois semaines, avec une gêne et une perte de poids possibles, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées après l'examen, et leur tumeur est disséquée pour comparer sa composition au microscope aux mesures d'imagerie. Le porteur présente le but comme une méthode "sans douleur qui pourrait prédire la sévérité d'un cancer" chez les patients, et la met au point en introduisant dans la tumeur de chaque souris le capteur qui sert de mesure de référence.

Objectifs

Les tumeurs solides sont principalement composées de cellules et d'autres éléments comme les fibres de collagène, qui affectent leurs caractéristiques physiques. Certaines caractéristiques sont connues pour rendre la tumeur plus sévère et plus résistante aux traitements médicaux. Parmi ces propriétés, seule la dureté de la tumeur peut actuellement être mesurée de manière précise et non invasive en imagerie. Il est alors intéressant de développer des techniques pouvant mesurer les autres caractéristiques tumorales, pour évaluer la sévérité tumorale de manière plus précise. La technique envisagée dans ce projet est l’élastographie par imagerie par résonance magnétique (IRM) sous compression. L’élastographie est la mesure des propriétés mécaniques du tissu comme l’élasticité, la dureté, etc… On utilise un dispositif vibrant pour générer des ondes à travers le tissu d’intérêt. Pour acquérir l’image de ces ondes qui se déplacent, on peut utiliser l’IRM (dont les images sont créées grâce à des champs magnétiques) ou l’échographie (dont les images sont créées grâce à des ultrasons). On peut également mesurer des propriétés plus complexes en réalisant un examen d’élastographie sous compression, c’est-à-dire en appuyant de manière continue sur le tissu pendant l’examen d’imagerie. Des études utilisant l’élastographie échographique sous compression ont été menées sur le foie en dehors du corps et ont montré que ces propriétés étaient liées à la manière dont sont organisées les fibres à l’intérieur du cancer, ce qui affecte sa sévérité. Le but de ce projet est de transposer cette méthode développée avec les ultrasons vers l’IRM. Ce type d’imagerie informe sur un volume entier, ce que ne fait pas l’échographie. Il y aura ainsi une information complémentaire et une meilleure précision dans les mesures. Cette nouvelle technique sera appliquée sur des tumeurs implantées chez la souris, avec deux modèles différents : des tumeurs du sein et des tumeurs du pancréas. Les valeurs obtenues seront ensuite comparées à des données provenant de la microscopie pour valider l’utilisation de cette méthode pour déterminer l’organisation des tissus et la sévérité de la tumeur. La validation de la méthode sera d’autant plus assurée que ces deux modèles possèdent des compositions et des propriétés physiques différentes. Cela permettra d’offrir une méthode sans douleur qui pourrait prédire la sévérité d’un cancer et adapter ensuite le traitement donné au patient.

Bénéfices attendus

Ces travaux permettront d’approfondir les connaissances fondamentales relatives aux propriétés mécaniques du cancer. En particulier, l’objectif est d’obtenir des marqueurs non-invasifs d’imagerie pouvant indiquer la sévérité tumorale qui est liée à la fois à la composition de la tumeur et à sa pression. Cette étude pourra notamment permettre de définir de nouvelles méthodes d’imagerie afin d’aider le clinicien dans le diagnostic du cancer et, également, adapter le traitement aux caractéristiques de la tumeur.

Procédures

Dans un premier temps, les animaux seront anesthésiés pour une injection unique des cellules tumorales en sous-cutané dans le flanc. Cet acte aura une durée totale de 10 min par animal. Les animaux seront observés de manière bihebdomadaire pendant la croissance tumorale. Une fois que la tumeur aura atteint une taille suffisante (environ 2 à 3 semaines après l’injection des cellules), un examen complet sera effectué. Il comprendra un examen d’imagerie IRM, un examen d’imagerie échographie et une mesure de la pression tumorale, tous réalisés au sein d’une même anesthésie gazeuse. Pour la mesure de la pression tumorale, un capteur de pression ressemblant à une aiguille sera introduit au centre de la tumeur pour obtenir des mesures de pression qui seront comparées avec les mesures d’imagerie. Cette comparaison permettra de valider l’intérêt de l’imagerie IRM et échographie comme méthode de mesure de pression non-invasive. Au total, cette intervention aura une durée de 2h pour chaque animal, avec environ 1h15 d’acquisition d’images IRM, 30 min d’acquisition échographique et 15 min de mesures de pression.

Impact sur les animaux

Des cellules tumorales seront injectées dans le flanc droit de l’animal, ce qui peut occasionner un stress ou une légère douleur au point d’injection. La croissance tumorale peut engendrer une gêne, voire une perte de poids pour l’animal. Cette perte de poids sera en revanche limitée, car surveillée deux fois par semaine. De plus, la taille de la tumeur ne devrait pas excéder les 1000 mm3, ce qui limite de potentiels effets indésirables sur la mobilité de l’animal. Le fait d’être maintenu immobile pour l’imagerie et passer à l’intérieur d’un tunnel d’IRM avec un diamètre réduit peut être une source de stress pour l’animal. Cependant, les examens d’imagerie seront réalisés sous anesthésie, ce qui limitera le stress que l’examen peut engendrer. L’animal est surveillé et maintenu au chaud quand il est sous anesthésie, et la durée est limitée le plus possible, pour éviter d’éventuels effets indésirables de l’anesthésie tels que l’hypothermie (refroidissement de l'animal) et la diminution du rythme respiratoire.

Devenir

A la suite de l’examen complet (imageries et mesure de pression), les animaux seront euthanasiés et la lésion tumorale sera disséquée. Des analyses d’histologie seront réalisées pour obtenir des informations sur la composition tumorale. Ces analyses consistent en des coupes fines de la tumeur qui seront passées au microscope pour quantifier les éléments (cellules, fibres de collagène) qui composent la tumeur. Ces données seront corrélées avec les mesures obtenues en imagerie.

Remplacement

A notre connaissance, il n’y a pas d’alternatives en dehors d'un système vivant (construction de cellules ou morceaux de tumeurs) ou de modélisation numérique qui ont été validées et qui peuvent être utilisées comme solution de remplacement. Afin de valider l’imagerie comme solution non-invasive de mesure de la pression tumorale, les mesures doivent être effectuées sur des modèles animaux afin de reproduire l’environnement hétérogène et les propriétés tumorales qui pourront être retrouvés en clinique chez les patients atteints de lésions tumorales.

Réduction

Les dispositifs d’imagerie utilisés dans ce projet ont déjà été validés en amont, ce qui évite d’avoir une phase de test et de validation sur petit animal. Le nombre d’animaux par groupe a été défini selon des données obtenues précédemment et les données de la littérature.

Raffinement

En plus du suivi quotidien standard, un suivi clinique aura lieu deux fois par semaine : l’état de l’animal sera noté à l'aide d'une grille de score, avec surveillance du poids, de son apparence, de son comportement et de la taille de la tumeur. En cas d’atteinte des points-limites, l’animal sera euthanasié. En cas de score intermédiaire, une injection d’antidouleur sera réalisée et le suivi clinique sera réalisé quotidiennement. Tous les examens seront effectués sous anesthésie gazeuse afin de limiter la douleur et le stress provoqués par les examens. La durée des examens sera réduite au maximum (temps total prévu de 2 heures au maximum) et tous les examens seront réalisés au cours de la même anesthésie pour éviter plusieurs anesthésies successives. Les animaux seront maintenus dans des cages de cinq maximum afin qu’ils aient suffisamment d’espace et qu’ils maintiennent un comportement social. Du matériau favorisant la nidification leur sera fourni. Les animaux seront hébergés en animalerie avec un statut adapté et manipulés sous hotte.

Choix des espèces

Les souris ont été choisies pour cette étude, car elles permettent de greffer en sous-cutané des modèles de tumeurs humaines. Les dispositifs d’imagerie ont été développés pour les souris. De plus, la plupart des études d’imagerie sur tumeurs greffées en sous-cutané ont été réalisées sur des souris et il est donc plus aisé de trouver des informations dans la littérature scientifique. Les animaux seront utilisés au stade adulte (au moins 8 semaines) afin de bénéficier d’animaux plus grands et plus à même de supporter les lésions tumorales étudiées. De plus, les cancers du sein et du pancréas sont généralement observés chez des patients adultes.

1 200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, ce volet étant mené dans le second établissement du même projet. Porteuses d'une mutation liée à l'autisme, elles sont génotypées, une partie des femelles gestantes tuée pour prélever les embryons et d'autres perfusées sous anesthésie terminale, pour caractériser l'effet de cette mutation sur le développement cérébral. Le porteur signale un "phénotype dommageable" avec mort subite entre quatre et six mois, poids réduit et cœur plus petit. Il affirme que seule une étude in vivo identifie l'effet de la mutation et qu'aucun autre modèle ne reproduit la maladie.

Objectifs

La mise en place des connections entre les neurones (synapses) sont des évènements critiques pour le développement et la fonction du cerveau. Nous travaillons sur un gène qui est essentiel pour le développement du système nerveux et la mise en place des synapses. Ce gène est un nouveau gène à risque pour l’autisme et la déficience intellectuelle. En effet, les patients ayant une mutation dans ce gène présentent une déficience intellectuelle ainsi que des troubles du spectre autistique. Pour mieux comprendre l’impact de cette mutation sur le fonctionnement cérébral, seule une étude in vivo permettra d’identifier comment elle perturbe le développement normal du cerveau. Dans ce but, nous avons créé un modèle de souris génétiquement modifiée porteur de cette mutation. Nous allons caractériser cette souris d’un point de vue morphologique et comportemental. De telles connaissances seront essentielles pour mieux comprendre les étapes du développement neuronal perturbés par la mutation, qui pourraient expliquer l’autisme et la déficience intellectuelle des patients. Cela permettra d’améliorer la prise en charge médicale des patients et d’identifier des cibles thérapeutiques pour cette pathologie pour laquelle il n’existe aucun traitement. Le but du projet est de comprendre si les problèmes de comportement et d’apprentissage observés chez les patients sont dus à l’impact de la mutation sur le développement neuronal embryonnaire qui aboutirait à des connections neuronales non fonctionnelles. Ce projet se déroulera dans deux Etablissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

La souris permet l’utilisation d’approches génétiques pour reproduire les mutations trouvées chez l’homme. Le modèle transgénique que nous venons de développer n’existe pas et représente un outil très important pour pouvoir mimer la pathologie humaine de l’autisme. C’est le premier modèle de cette pathologie particulière. Grâce à ce projet, nous allons pouvoir déterminer quel est l’impact de la mutation identifiée chez les patients sur le développment neuronal embryonnaire et chez l’adulte. Personne ne connait les étapes du développement du système nerveux affectées par cette mutation. Une meilleure compréhension de l’effet de cette mutation aura un réel impact pour une meilleure prise en charge des patients et sur la recherche de cibles thérapeutiques.

Procédures

Les animaux en élevage seront soumis uniquement à un tatouage pour identification et une biopsie pour génotypage. Une observation approfondie de leur bien-être sera réalisée. Types d'interventions auxquels seront soumis certains animaux: i) isolement temporaire des mâles (maximum 3 semaines). Leur environnement sera enrichi (coton, cabane) pour diminuer leur inconfort; ii) prélèvements d'embryons avec mise à mort de la femelle gestante. Cela concerne 210 femelles; iii) perfusion sanguine réalisée sous anesthésie terminale. Cela concerne 84 animaux.

Impact sur les animaux

Cette lignée nouvellement créée présente un phénotype dommageable. En effet, nous avons observé une mort subite chez ces animaux, dont nous ne connaissons pas la cause. Cette mort subite intervient entre 4-6 mois d'âge, mais les animaux ne présentent aucun signe avant-coureur permettant de prédire leur décès. On peut noter que les souris ont un poids inférieur à la normale, ainsi qu'un coeur plus petit. Pour les gestations datées, les mâles seront isolés de façon temporaire (maximum 3 semaines).

Devenir

A l'issue de la procédure 1, les animaux seront transférés sur les sites d'expérimentation. A l'issue des procédures 2 et 3, les animaux seront euthanasiés, car nous prélèverons des organes afin de réaliser des analyses immunohistochimiques.

Remplacement

Le modèle animal ne peut pas être remplacé, car seule une étude in vivo permet d’identifier l’effet de la mutation identifiée chez les patients sur le développement neuronal et le fonctionnement cérébral. De plus, il n’existe pas d’autre modèle animal qui puisse mimer la maladie.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous avons prévu d’utiliser au maximum 1200 souris sur une période de 5 ans, ce qui représente le nombre nécessaire d’animaux pour garder une puissance statistique dans le traitement de nos résultats. Seules les expériences considérées comme absolument indispensables seront réalisées. Nous utiliserons des mâles et des femelles dans nos procédures expérimentales, afin de réduire au maximum le nombre d'animaux produits et non-utilisés.

Raffinement

Les souris seront hébergées selon la règlementation obligatoire. Pour réduire la douleur et soulager l’inconfort des animaux, ils seront observés quotidiennement , ce qui permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée si des signes de souffrance sont détectés. Enfin, tous les gestes techniques seront réalisés par un personnel formé. Les animaux que nous allons perfuser recevront d'abord une anesthésie générale.

Choix des espèces

Seuls les modèles murins génétiquement modifiés permettent de cibler l’effet de la mutation identifiée chez les patients sur le développement neuronal et le fonctionnement cérébral. Il n’existe pas d’autre modèle animal qui puisse mimer la maladie. Nous étudierons ce modèle du stade embryonnaire tardif jusq'à l'adulte

1 200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour porter une mutation liée à l'autisme, elles sont génotypées, une partie des femelles gestantes tuée pour prélever les embryons et d'autres perfusées sous anesthésie terminale, pour caractériser l'effet de cette mutation sur le développement du cerveau. Le porteur signale que la lignée présente un "phénotype dommageable", avec une mort subite entre quatre et six mois sans signe annonciateur, un poids réduit et un cœur plus petit. Il affirme que seule une étude in vivo permet d'identifier l'effet de la mutation et qu'aucun autre modèle ne reproduit la maladie.

Objectifs

La mise en place des connections entre les neurones (synapses) sont des évènements critiques pour le développement et la fonction du cerveau. Nous travaillons sur un gène qui est essentiel pour le développement du système nerveux et la mise en place des synapses. Ce gène est un nouveau gène à risque pour l’autisme et la déficience intellectuelle. En effet, les patients ayant une mutation dans ce gène présentent une déficience intellectuelle ainsi que des troubles du spectre autistique. Pour mieux comprendre l’impact de cette mutation sur le fonctionnement cérébral, seule une étude in vivo permettra d’identifier comment elle perturbe le développement normal du cerveau. Dans ce but, nous avons créé un modèle de souris génétiquement modifiée porteur de cette mutation. Nous allons caractériser cette souris d’un point de vue morphologique et comportemental. De telles connaissances seront essentielles pour mieux comprendre les étapes du développement neuronal perturbés par la mutation, qui pourraient expliquer l’autisme et la déficience intellectuelle des patients. Cela permettra d’améliorer la prise en charge médicale des patients et d’identifier des cibles thérapeutiques pour cette pathologie pour laquelle il n’existe aucun traitement. Le but du projet est de comprendre si les problèmes de comportement et d’apprentissage observés chez les patients sont dus à l’impact de la mutation sur le développement neuronal embryonnaire qui aboutirait à des connections neuronales non fonctionnelles. Ce projet se déroulera dans deux Etablissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

La souris permet l’utilisation d’approches génétiques pour reproduire les mutations trouvées chez l’homme. Le modèle transgénique que nous venons de développer n’existe pas et représente un outil très important pour pouvoir mimer la pathologie humaine de l’autisme. C’est le premier modèle de cette pathologie particulière. Grâce à ce projet, nous allons pouvoir déterminer quel est l’impact de la mutation identifiée chez les patients sur le développment neuronal embryonnaire et chez l’adulte. Personne ne connait les étapes du développement du système nerveux affectées par cette mutation. Une meilleure compréhension de l’effet de cette mutation aura un réel impact pour une meilleure prise en charge des patients et sur la recherche de cibles thérapeutiques.

Procédures

Les animaux en élevage seront soumis uniquement à un tatouage pour identification et une biopsie pour génotypage. Une observation approfondie de leur bien-être sera réalisée. Types d'interventions auxquels seront soumis certains animaux: i) isolement temporaire des mâles (maximum 3 semaines). Leur environnement sera enrichi (coton, cabane) pour diminuer leur inconfort; ii) prélèvements d'embryons avec mise à mort de la femelle gestante. Cela concerne 210 femelles; iii) perfusion sanguine réalisée sous anesthésie terminale. Cela concerne 84 animaux.

Impact sur les animaux

Cette lignée nouvellement créée présente un phénotype dommageable. En effet, nous avons observé une mort subite chez ces animaux, dont nous ne connaissons pas la cause. Cette mort subite intervient entre 4-6 mois d'âge, mais les animaux ne présentent aucun signe avant-coureur permettant de prédire leur décès. On peut noter que les souris ont un poids inférieur à la normale, ainsi qu'un coeur plus petit. Pour les gestations datées, les mâles seront isolés de façon temporaire (maximum 3 semaines).

Devenir

A l'issue de la procédure 1, les animaux seront transférés sur les sites d'expérimentation. A l'issue des procédures 2 et 3, les animaux seront euthanasiés, car nous prélèverons des organes afin de réaliser des analyses immunohistochimiques.

Remplacement

Le modèle animal ne peut pas être remplacé, car seule une étude in vivo permet d’identifier l’effet de la mutation identifiée chez les patients sur le développement neuronal et le fonctionnement cérébral. De plus, il n’existe pas d’autre modèle animal qui puisse mimer la maladie.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous avons prévu d’utiliser au maximum 1200 souris sur une période de 5 ans, ce qui représente le nombre nécessaire d’animaux pour garder une puissance statistique dans le traitement de nos résultats. Seules les expériences considérées comme absolument indispensables seront réalisées. Nous utiliserons des mâles et des femelles dans nos procédures expérimentales, afin de réduire au maximum le nombre d'animaux produits et non-utilisés.

Raffinement

Les souris seront hébergées selon la règlementation obligatoire. Pour réduire la douleur et soulager l’inconfort des animaux, ils seront observés quotidiennement , ce qui permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée si des signes de souffrance sont détectés. Enfin, tous les gestes techniques seront réalisés par un personnel formé. Les animaux que nous allons perfuser recevront d'abord une anesthésie générale.

Choix des espèces

Seuls les modèles murins génétiquement modifiés permettent de cibler l’effet de la mutation identifiée chez les patients sur le développement neuronal et le fonctionnement cérébral. Il n’existe pas d’autre modèle animal qui puisse mimer la maladie. Nous étudierons ce modèle du stade embryonnaire tardif jusq'à l'adulte

1 584 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la quasi-totalité tuées à l'issue et 28 réutilisées. Immunodéficientes, elles reçoivent une greffe de cellules de glioblastome sur le flanc, puis des injections intraveineuses trois fois par semaine, jusqu'à seize prélèvements sanguins et une chimiothérapie, pour tester un anticorps bloquant une protéine du cancer. Le porteur décrit une possible nécrose de la tumeur à la surface de la peau, une cachexie avec forte perte de poids et une fragilisation des veines par les injections répétées. Il affirme que l'in vitro ne fournit ni microenvironnement tumoral ni hôte complexe, ce qui rend selon lui l'in vivo nécessaire.

Objectifs

Une protéine a été identifiée dans la survenue, la survie et la résistance du glioblastome, cancer très agressif d’un type de cellules du cerveau. Il sera vérifié ici ces rôles avec notamment le traitement par des anticorps bloquant la protéine.

Bénéfices attendus

Le cancer du cerveau étudié dans cette étude est l’une des plus fréquentes tumeurs originaire du cerveau, et en dépit des efforts de la recherche, cette pathologie reste incurable. Les traitements actuels sont très délétères et la survie des patients après diagnostic est de 14-15 mois. Cette étude apporterait une solution thérapeutique supplémentaire pour la prise en charge de ces patients. Par ailleurs, plus de 90% de la mortalité des patients atteints de cancer est attribuée à la résistance aux médicaments utilisés. Cette étude pourrait apporter une alternative dans les cas de résistance observée lors de traitement par chimiothérapie activant le suppresseur de tumeur.

Procédures

Les animaux recevront une greffe de cellules tumorales dans le flan (1x, 40sec). A la suite de cette injection la souris développera une tumeur sous-cutanée. La croissance tumorale est suivie par des mesures au pied à coulisse 3 fois par semaine au maximum, l’animal est maintenu immobile environ 30 sec. Les composés sont administrés par injection intraveineuse (3x par semaine de traitement, 1min dont 3sec d’injection). Des prélèvements sanguins sont réalisés (16x maximum, 2 min dont 2x3sec d’insertion de l’aiguille de la seringue dans la queue). L’une des chimiothérapies sera injectée par voie intra-péritonéale (3x par semaine, 1min dont 5sec d’injection).

Impact sur les animaux

Un stress peut être observé lors de la contention des animaux (greffe, administration de composés, et pesées). Lorsque les animaux présentent des tumeurs sur le flanc, il est possible d’observer des phénomènes de nécrose des tumeurs à la surface de la peau. Plus rares sont les phénomènes de métastases pour la greffe de certaines lignées de cancer du cerveau qui seront mis en évidence par la perte de poids. Pour les traitements avec chimiothérapie, une cachexie chez certains individus (associée à une forte perte de poids) pourrait être observée. Les veines caudales peuvent finir par être fragilisées aux points d'injections des anticorps dû au caractère répétitif de ces injections.

Devenir

Les souris sont mises à mort pour le prélèvement - des tumeurs en vue d’analyses biomoléculaires, - d’organes pour évaluer la toxicité des molécules injectées. Les souris qui n’auront pas développées de tumeurs seront mises à mort, car elles ne peuvent pas être considérées comme naïves.

Remplacement

Les travaux menés in vitro montrent que la stratégie de blocage de la protéine X induit la mort des cellules cancéreuses. Mais ces tests ne bénéficient pas d’un microenvironnement tumoral et d’un environnement hôte complexes. Aussi il est nécessaire d’avoir recours à l’in vivo pour étudier la capacité du nouvel outil thérapeutique à atteindre la tumeur, pour analyser son comportement dans cet environnement complexe, évaluer son efficacité et pouvoir valider cet outil. Ces méthodes sont complémentaires d’expérimentations sur des cellules en culture qui sont largement utilisées en parallèle pour cette étude.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux lors de l’analyse pharmacocinétique du traitement, pour laquelle il y a besoin de prélever des échantillons sanguins sur plusieurs temps, une même souris sera être prélevée à 3 temps différents. De plus, chaque lot de souris permettra d’analyser 4 anticorps différents, en respectant un temps d’attente de 15 jours, nécessaire pour reconstituer le volume sanguin initial de la souris et éliminer le précédent anticorps. Par ailleurs, les différentes expériences se feront de façon séquentielle. L’optimisation des greffes pour chaque lignée cellulaire permettra de choisir la condition assurant le bon développement des tumeurs pour la réalisation des tests d’efficacité. Les lignées cellulaires qui ne pousseront pas seront exclues de l’étude ce qui réduira le nombre de souris utilisées dans ces tests. Un maximum de 5 anticorps candidats parmi les 8 analysés dans ces études sera étudié dans les tests d’efficacité. Ces tests d’efficacités permettront de sélectionner un seul anticorps sur les 5, soit celui qui aura la plus grande efficacité anti-tumorale avérée. Cet unique anticorps sera utilisé en combinaison avec la chimiothérapie. Le nombre d’animaux ainsi comptabilisé est le nombre maximum dans le cas où toutes les lignées cellulaires pousseraient, que 5 anticorps candidats seraient sélectionnés, et qu’il serait nécessaire de reproduire certaines expériences dû à des problèmes techniques.

Raffinement

Toute manipulation susceptible d’entraîner du stress sera réalisée par un expérimentateur formé aux techniques de contention et de manipulation. Les prélèvements sanguins seront réalisés par un expérimentateur formé à cette technique. Il est important de noter qu’une surveillance adaptée (3 fois par semaine) permettra la détection et notation des signes de souffrance grâce à une feuille de scoring contenant des points d'arrêt objectifs, reproductible et standardisés et qui conduiront à l'arrêt du protocole et à la mise à mort immédiate des animaux si nécessaire. Les analyses de croissance des tumeurs seront non invasives (mesure au pied à coulisse) et ne requièrent pas d’injection d’anesthésiant.

Choix des espèces

La souris immunodéficiente est le modèle le plus approprié pour greffer des cellules cancéreuses humaines afin qu’il n’y ait pas de rejet des cellules, tout en permettant de faire des suivis de croissance tumoraux dans le cadre d’essais de nouveaux traitements. Par ailleurs les schémas d’administration des chimiothérapies sont biens standardisés (voie, doses, posologies...) contrairement à d’autres modèles tels que le Zebrafish. Les expérimentations seront effectuées sur des femelles de 6 à 7 semaines, âge où la prise de greffe est la plus efficace et la plus homogène. De plus les femelles présentent un caractère moins agressif que les mâles, ce qui permet un remaniement plus facile de la composition des cages lors de la constitution de groupes expérimentaux homogènes.

180 rats mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit des injections intracérébrales sous anesthésie, douze autres injections, une contention de trente minutes destinée à provoquer un stress avec prélèvements sanguins répétés, et un test de mémoire spatiale en piscine, pour étudier le rôle de nouveaux neurones dans la mémoire au cours du vieillissement. Le porteur reconnaît que la chirurgie peut entraîner douleur, perte de poids ou infection de la plaie. Il affirme qu'une approche intégrée impose l'animal vivant et écarte tout modèle in vitro ou in silico.

Objectifs

Il est maintenant bien établi qu’il existe une formation de nouveaux neurones tout au long de la vie dans l’hippocampe des mammifères (y compris l’Homme), et que ce phénomène joue un rôle dans la mémoire spatiale. L’hippocampe est une structure clé impliquée dans les processus mnésiques. Les nouveaux neurones nés à l’âge adulte s’intègrent aux réseaux des neurones formés au cours du développement. Ces nouveaux neurones, appelés néo-neurones, sont cruciaux pour l’apprentissage et la mémoire. Au cours du vieillissement, certains individus présentent un déficit de mémoire beaucoup plus précocement que d’autres. Ces individus sont dits vulnérables, en comparaison aux individus résilients chez qui les capacités mnésiques sont préservées. La compréhension des processus qui sous-tendent ces différences interindividuelles est une étape clé pour le développement de stratégies innovantes visant à prévenir les troubles cognitifs liés à l'âge. Un des processus permettant d’expliquer ces différences serait la capacité des nouveaux neurones créés à l’âge adulte dans le gyrus dentelé de l’hippocampe, à s’intégrer totalement (individus résilients) ou partiellement (individus vulnérables), dans le réseau de neurones du gyrus dentelé au cours des processus de mémoire. L’objectif de ce projet est de regarder si la stimulation des nouveaux neurones améliore la mémoire spatiale des animaux dit vulnérables.

Bénéfices attendus

Le déclin cognitif associé au vieillissement, dont la maladie d'Alzheimer est la forme la plus extrême, représente un problème de santé majeur auquel la société occidentale est confrontée. Compte tenu de l'augmentation du nombre de personnes âgées, le fardeau économique de ces troubles est élevé ; il s'agit actuellement du problème de santé le plus coûteux dans l'UE. Il est donc de plus en plus important de comprendre les changements cognitifs qui accompagnent le vieillissement aussi bien normal que pathologique. L’une des plaintes cognitives les plus courantes chez les personnes âgées est l'altération de la mémoire. Aussi, comprendre pourquoi certains individus conservent de bonnes capacités de mémorisation, alors que d'autres présentent une perte de mémoire impactant leur vie quotidienne, est essentiel pour développer de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre les troubles cognitifs liés à l'âge. Notre stratégie de recherche consiste à tirer parti de ces différences interindividuelles pour identifier de nouveaux mécanismes de préservation du fonctionnement mnésique au fil du vieillissement. Ce projet nous permettra de mieux comprendre le rôle des néo-neurones nés à l’âge adulte dans la préservation des capacités de mémoire et d’apprentissage au cours du vieillissement. Au travers des résultats attendus, ce travail pourrait avoir des répercussions positives sur la recherche préclinique s’intéressant aux maladies neurodégénératives touchant la mémoire, comme la maladie d’Alzheimer, et pourrait à terme mettre en lumière de nouvelles pistes thérapeutiques.

Procédures

6 gestes techniques seront réalisés : *Composition corporelle : Après une acclimatation de 30 minutes dans l’appareil à Résonnance magnétique nucléaire, les animaux vigiles sont placés dans un tube de contention en plastique durant le temps de l’examen qui dure 3 min. *Prélèvement de sang à la queue : les animaux vigiles sont placés dans un tube de contention pendant 30 min pour induire un stress. Immédiatement après, le sang est prélevé (2 min). L’opération est renouvelée 30, 60 et 120 minutes plus tard (3x2 = 6min). *Injections intracérébrales : Geste chirurgical réalisé sous anesthésie gazeuse (durée moyenne 50 min). *Injections autres : Elles sont réalisées sur animal vigile. Les animaux reçoivent au total 12 injections (durée totale préhension de l’animal + injection =36min) *Test de la mémoire : les rats nagent dans une piscine et apprennent à localiser une plateforme immergée. Lors de l’habituation, ils passent 2x60s (2min) dans la piscine sans la plateforme. Lors de l’apprentissage, ils font chaque jour 4 essais, pendant 8 jours. Pour chaque essai, les animaux passent 90s maximum dans l’eau (temps maximum passé dans l’eau au cours d’une session = 4 x 90s = 360s = 6 min). Au fil des jours, les animaux apprennent et le temps passé dans l’eau diminue : temps moyen passé dans l’eau au cours de ce test 40s x 4 essais par jour soit 160s = 2min40 (durée totale moyenne passée dans la piscine : 8x160s = 1280s = 21min20s). *Euthanasie : Les animaux sous anesthésie gazeuse sont euthanasiés (induction 5min + maintien 3-4min jusqu’à confirmation euthanasie) par injection intrapéritonéale d’une dose létale d’euthanasique.

Impact sur les animaux

Comme tout projet incluant des contentions, des injections et des gestes chirurgicaux (stéréotaxie, incision de la queue), il est possible que des effets indésirables surviennent malgré notre vigilance et la mise en place de procédures adaptées. Tout d’abord concernant la contention lors de la mesure de la composition corporelle, celle-ci sera la plus légère possible et de durée relativement courte (3min) de manière à induire le moins de stress possible. S’agissant de la contention afin d’étudier la réactivité cérébrale en réponse à un stress, nous savons que cela sera forcément générateur de stress puisqu’il est nécessaire à l’étude. Ensuite, même si cela est relativement rare, il est possible que les sites d’injection ou les plaies chirurgicales s’infectent ou deviennent douloureux. De même dans les 2 jours suivants la chirurgie stéréotaxique, il est possible que les animaux perdent du poids ou présentent des signes de douleur. Enfin, au sujet de l’isolement certes les animaux seront hébergés en cage individuelle mais les nuisances liées à cela seront limitées. En effet l’hébergement ne se fait pas en portoir isolé ainsi les animaux restent en contact visuel, olfactif et sonore.

Devenir

A l’issue de toutes les expériences, les animaux seront mis à mort en vue d’analyses réalisées sur leur cerveau.

Remplacement

Dans ce projet, nous souhaitons étudier in vivo l’impact d’une stimulation des néo-neurones du Gyrus denté au cours du vieillissement. Il s’agit d’une approche intégrée nécessitant les capacités cognitives de l’animal. Un tel travail ne pourrait être effectué par une approche in vitro, ou in silico, et nous ne pouvons donc recourir à des techniques de remplacement.

Réduction

Le nombre de rats par groupe a été évalué sur la base des travaux précédents en tenant compte des divers problèmes que nous pourrions rencontrer au cours des différentes phases expérimentales (problèmes au cours de la chirurgie, variations anatomiques interindividuelles entraînant l’injection du virus en dehors de la région cérébrale ciblée, problèmes lors de la dissection), ainsi que des problèmes de santé inhérents au vieillissement (les animaux développant arthrites, tumeurs, cécités, cataractes étant exclus). Une analyse préalable de la normalité des données sera réalisée afin de vérifier la possibilité de poursuivre l’analyse sur des statistiques paramétriques. Les effectifs ont été déterminés de façon à pouvoir effectuer des tests statistiques sur un nombre de rats suffisant pour obtenir des résultats cohérents.

Raffinement

Hébergement : Dès leur arrivée, les animaux seront hébergés par 2 en cages collectives (grande taille) enrichies afin de réduire l’ennui et le stress. Les rats seront observés quotidiennement par le personnel zootechnique et manipulés mensuellement jusqu’à leur euthanasie. Ils seront hébergés dans une animalerie dont la température et le taux d’humidité seront contrôlés et avec un cycle lumière-obscurité de 12h. L’accès à la nourriture et à l’eau sera à volonté et un changement de litière sera effectué chaque semaine. Gestion de la douleur : En fin de chirurgie, un anti-inflammatoire sera injecté en vue de limiter la douleur post-opératoire. Après la chirurgie et durant 3 jours, les rats seront individuellement manipulés afin de détecter tout problème post-opératoire. Si un animal présente des signes de douleur, nous lui administrerons un analgésique par voie sous-cutanée toutes les 6 à 12h. En cas de signes d’infection de la plaie chirurgicale, nous la désinfecterons et administrerons un analgésique à l’animal toutes les 6 à 12 heures. Si le bout de la queue s’infecte, nous désinfecterons la plaie et ce jusqu’à disparition totale de l’infection. Si les sites d’injections intra-péritonéales ou sous-cutanées s’infectent ou s’enflamment, nous nettoierons la zone avec et administrerons un baume cicatrisant jusqu’à disparition complète des symptômes. Nous utilisons des grilles d’évaluation de la douleur permettant de scorer de façon objective le bien-être de l’animal. Ces grilles sont remplies par l’expérimentateur jusqu’à l’euthanasie des animaux. Plus le score est élevé plus le bien-être de l’animal est menacé et des points limite ont été définis. Si nous n’observons pas d’amélioration de l’état de l’animal après traitement, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en l’absence d’amélioration sous 48h, l’animal sera euthanasié par inhalation de gaz carbonique.

Choix des espèces

Le modèle utilisé dans ce projet est le rat. La complexité du système nerveux des mammifères et des comportements qu’il sous-tend rend impossible leur reproduction in vitro ou chez des organismes d’une plus faible complexité neurophysiologique (invertébrés par exemple). Le rat est un modèle classiquement utilisé en neurosciences, notamment pour des études comportementales telles que celles réalisées auparavant au sein du laboratoire. De plus, la formation des nouveaux neurones au cours de la vie (néo-neurogénèse) est un phénomène conservé au sein des mammifères, chez le rat, chez le singe et chez l’Homme. Enfin, cette étude vient compléter nos investigations menées depuis plus de 20 ans sur cette espèce, permettant ainsi de s’appuyer sur une solide expertise et une base de données importante (continuité et contrôle des résultats). Les rats seront réceptionnés à l’âge de 10 semaines afin d’être âgés de 12 semaines au moment des injections intracérébrales. Les différentes études seront réalisées 5 à 15 mois après celles-ci. Nous utiliserons ainsi des animaux adultes à différents stades de vieillissement : 1) adulte : 8 mois ; 2) milieu de vie : 12 mois ; 3) fin de vie : 18 mois. Ces âges ont été choisis car ils permettent d’étudier le rôle des nouveaux neurones nés à l’âge adulte dans l’apparition de troubles de la mémoire au cours du vieillissement.

2 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules leucémiques, murines ou humaines, leur sont injectées, puis elles reçoivent des composés par de multiples voies avec suivi par bioluminescence sous anesthésie et prélèvements sanguins, dont l'amputation de l'extrémité de la queue, pour évaluer des candidats médicaments contre la leucémie. Le porteur décrit une dégradation possible, baisse d'activité, respiration difficile, perte de poids et impossibilité de s'alimenter à mesure que la leucémie progresse. Il juge le recours à l'animal "incontournable" au motif qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit la pharmacocinétique dans un organisme complet.

Objectifs

Ce projet consiste à évaluer de nouveaux traitements pour les leucémies, dont les besoins sont non satisfaits, chez la souris dans des modèles orthotopiques (i.e. injection de cellules cancéreuses au site correspondant à celui de la tumeur d’origine). Pour ces modèles, des cellules cancéreuses soit d’origine murine (syngénique) soit d’origine humaine (xénogreffe) seront inoculées à l’animal par voie systémique (i.e. intraveineuse ou intrapéritonéale). En fonction des cellules injectées, des souris immunocompétentes, immunodéficientes ou humanisées pour le système immunitaire seront utilisées. Les études consistent à administrer le ou les composé(s) à potentiel thérapeutique à des souris porteuses de tumeur, puis à mesurer l’évolution du cancer, les niveaux de biomarqueurs, les concentrations sanguines et/ou tissulaires du composé d’intérêt. Les mesures de concentrations du composé permettront d’établir un modèle entre la pharmacodynamie et pharmacocinétique du composé, indispensable pour la détermination des doses à utiliser dans les études d’efficacité, de toxicologie réglementaire et enfin de prédire les doses des phases de preuve de concept en développement clinique chez l’homme. Le suivi de l’évolution du cancer permettra d’évaluer l’efficacité du ou des composé(s). Celui-ci sera réalisé par imagerie non-invasive de bioluminescence sur animal anesthésié ou par cytométrie en flux sur des échantillons sanguins (prélèvement non terminal). Des prélèvements tissulaires post-mortem pourront être réalisés pour des analyses ex vivo complémentaires : histologiques, par cytométrie en flux…

Bénéfices attendus

Les leucémies sont des cancers du sang qui ne touchent pas seulement les enfants, mais également les adultes. Il existe plusieurs types de leucémie. La classification se fait selon la rapidité d’évolution de la maladie (aiguë ou chronique) et selon les cellules souches de la moelle osseuse à partir desquelles elle se développe (myéloïdes ou lymphoïdes). Toutes les leucémies prennent naissance dans la moelle osseuse et se caractérisent par une prolifération incontrôlée des cellules. Cette surproduction de globules blancs anormaux envahit la moelle osseuse, empêche les globules blancs normaux d’arriver à leur maturité pour assurer leur rôle. Les globules blancs anormaux finissent par se déverser dans le sang au détriment des globules blancs normaux. Environ 9 000 personnes sont touchées chaque année en France. Les leucémies représentent 29 % des cas de cancer diagnostiqués chez les moins de 15 ans et 14 % des cancers qui se développent à l’adolescence selon l’Institut National du Cancer. La proportion de personnes atteintes dans la population mondiale est de 1 à 2 cas pour 100 000 personnes. Si ces pathologies sont de mieux en mieux prises en charge, elles restent dévastatrices. En effet, selon leur type, les leucémies ne constituent pas un cancer de bon pronostic. La survie des leucémies aiguës est basse (survie de 19% pour les leucémies aiguës myéloïdes à 5 ans). Ce qui souligne l’inefficacité des traitements actuels et la nécessité de développer de nouvelles thérapies. Les procédures qui constituent ce projet s’inscrivent dans le cadre du développement de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes. A court terme, elles permettront de prédire l’efficacité de nouveaux candidats médicaments. A plus long terme, ces procédures constitueront la base pour un traitement applicable à l’Homme en déterminant les doses efficaces qui pourraient être administrées chez les patients.

Procédures

Les gestes techniques concernant tous les animaux : • Tatouage (1 fois ; 2 min) sur animal vigile • Injection des cellules leucémiques (1 fois) sur l’animal vigile par injection intrapéritonéale (30 sec) ou intraveineuse via la veine caudale (30 sec) ou sur l’animal anesthésié par inhalation d’anesthésique gazeux par voie intraveineuse via le sinus rétro-orbital (30 sec) • Pesée (maximum 1 fois par jour sur la durée du protocole ; 30 sec) sur animal vigile. Les gestes techniques concernant tous les animaux ou en partie (dépendra des demandes clients) : • Administration intrapéritonéale (maximum 1 fois par jour sur la durée du protocole ; 30 sec) sur animal vigile • Suivi de la croissance tumorale par bioluminescence (maximum 3 fois par semaine sur la durée du protocole ; 15 min à 1h) sur animal anesthésié par inhalation d’d’anesthésique gazeux • Prélèvements de sang (30 sec) : la fréquence dépendra là encore des demandes clients mais elle sera adaptée en fonction du volume prélevé en accord la législation en vigueur Les sites seront la veine submandibulaire sur animal anesthésié par anesthésie gazeuse, ou veine caudale, ou amputation unique de la queue (coupe 1 à 2 mm sur l'extrémité non innervée de la queue) sur animal vigile. • Administrations des composés à potentiel thérapeutique : la fréquence dépendra là encore des demandes clients mais elle sera en accord avec la législation en vigueur. Les voies envisagées sur animal vigile seront les voies (30 sec) : per os, intrapéritonéale, sous-cutanée, intraveineuse via la veine caudale ou intramusculaire. Les voies possibles sur animal anesthésié par inhalation d’anesthésique gazeux seront intradermique (1 min) ou intraveineuse via le sinus rétro-orbital (30 sec).

Impact sur les animaux

Ces modèles peuvent engendrer une dégradation de l’état de santé de l’animal pouvant se traduire principalement par une diminution de l’activité motrice mais peuvent aussi également survenir une respiration difficile, une perte de poids, une pilo-érection et/une altération des fonctions normales (impossibilité de s’alimenter). Ces effets apparaissent potentiellement au fur et à mesure de l’évolution de la leucémie. Les animaux peuvent être également soumis à des anesthésies répétées ce qui peut constituer une nuisance.

Devenir

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 …). Les modèles décrits ne permettent pas la réutilisation des animaux.

Remplacement

Principalement 2 approches sont utilisées pour mimer les événements biologiques associés aux processus de cancer : une approche in vitro, basée sur l’utilisation de lignées cellulaires ou de cellules cancéreuses isolées et des approches in vivo, basées sur l’utilisation d’animaux de laboratoire, chez lesquels des cellules cancéreuses sont inoculées. Les modèles in vitro ne recréent ni la diversité de l’environnement des tumeurs, ni la difficulté pour une molécule testée d’atteindre les cellules cibles. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouvelles molécules antitumorales. De plus, à notre connaissance, il n’existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent de modéliser la relation pharmacodynamique et pharmacocinétique dans un contexte tumoral. L’écosystème nécessaire pour la pharmacodynamie et la pharmacocinétique intègre de nombreux tissus et organes : système digestif, système circulatoire, système rénal, système immunitaire intégral, système nerveux périphérique et central. Seul un modèle animal peut permettre d’étudier les interactions entre des composés à potentiel thérapeutique et ces différents systèmes biologiques très complexes.

Réduction

L’évolution de la leucémie sera suivie au cours du temps par imagerie de bioluminescence ou prélèvement sanguin non-terminal. L’utilisation de ces techniques non-invasives permet d’observer au cours du temps un seul animal simplement anesthésié, là où l’information devait être obtenue par euthanasie et autopsie de multiples individus à chaque stade d’une seule étude permettant ainsi de réduire sensiblement le nombre d’animaux. De plus, d’une manière générale, les composés auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in sillico et in vitro. Ces tests permettent de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, distribution, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d’interaction du composé avec la cible d’intérêt (ex : un récepteur, une enzyme). En outre, le profil pharmacocinétique chez le rongeur aura aussi été déterminé. De nombreux composés auront donc été éliminés du fait de leur faible performance sur ces tests. La probabilité d’observer une activité sur les modèles de ce projet sera par conséquent élevée. Le nombre d’animaux prévu pour ce projet se base principalement sur les données de la littérature et peuvent également se baser sur les données de mise en place des modèles, notamment des analyses de puissance statistique et des tests de détermination de la taille des groupes expérimentaux.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des locaux conformes aux standards règlementaires de la directive n°2010/63/UE. Les locaux d’hébergement font l’objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux, des systèmes d’hébergement et d’animaux sentinelles. Les animaux seront groupés sans des cages contenant de l’enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Le nombre de manipulations sur l’animal sera réduit au strict nécessaire. Les procédures générant inconfort ou stress se feront systématiquement sous anesthésie. En cas d’apparition de signe de douleur, un analgésique adapté est donné par voie SC ou en gel alimentaire pour couvrir une période de 24 h. Si les signes devaient perdurer ou si l’utilisation de l'analgésique n’est pas possible (interaction médicamenteuse pour les animaux sous traitement), l’animal serait euthanasié. Au fur et à mesure des données collectées, des points limites prédictifs et spécifiques pour chaque modèle seront définis basés sur l’intensité de bioluminescence et/ou le % des cellules leucémiques et/ou normales. Les animaux feront l’objet d’une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Une fiche de suivi des signes cliniques a été mise en place. Elle permet d’établir un score pour évaluer l’état général de l’animal et en fonction du total des scores des mesures sont appliquées. Ainsi, à partir d’un total de 2, les gavages seront suspendus (si applicable), à partir d’un score de 4, un suivi vétérinaire sera mis en place avec une surveillance renforcée des animaux et des mesures complémentaires seraient prises telles que aliment humide au sol, ajout d’enrichissement... et à partir d’un total de 6, l’animal sera euthanasié. De plus, si un animal atteint un des points limite établis, il sera immédiatement euthanasié.

Choix des espèces

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 leucémie chez la souris 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 : 1/ sa petite taille facilite la manipulation en particulier pour le suivi de croissance tumorale avec l’imagerie in vivo (ou plusieurs souris peuvent être placées en même temps dans l’appareil d’imagerie), et 2/ la biodisponibilité des souris immunodéficientes (nécessaires pour l’utilisation de cellules humaines). Adulte : les données de la littérature indiquent clairement que les rongeurs adultes représentent des modèles fiables pour l’évaluation de l’efficacité de composés dans le domaine du cancer.

702 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur est greffée sur leur flanc, puis elles reçoivent sous anesthésie quatre à neuf injections d'un vaccin, d'anticorps ou d'adjuvant, y compris directement dans la tumeur, pour étudier une immunothérapie anticancéreuse à base de complexes protéines-ARN. Le porteur décrit une inflammation transitoire et une gêne modérée liée à la tumeur, et affirme n'attendre aucune toxicité du vaccin. Il conclut qu'un "organisme entier" est nécessaire et qu'aucun milieu artificiel ne recrée la complexité de la réponse immunitaire.

Objectifs

Ce projet a pour but d'étudier une nouvelle classe d'immunothérapie anticancéreuse basée sur des complexes protein-ARNs. Le but est d’optimiser le potentiel thérapeutique d'une autoimmunité ciblée contre la tumeur et de mieux comprendre les conditions requises pour l’efficacité de cette thérapie. Les études mettront en lumière le mode d'action, et aideront à optimiser la formulation de cette nouvelle classe en vue de réaliser des essais ensuite chez l'homme.

Bénéfices attendus

Connaissances fondamentales. Ce projet contribuera à une meilleure compréhension du potentiel thérapeutique des complexes proteines-ARNs et des mécanismes impliqués dans la rupture de la tolérance. Ces résultats bénéficieront à la communauté scientifiques et potentiellement aux immunologistes travaillant sur le cancer et les maladies immunitaires déclenchées par les auto-antigènes. Connaissances appliquées : Le but ultime du projet est le traitement de patients humain.

Procédures

Nuisances modérées: Vaccinations/injections sous anesthésie générale et presence d'une tumeur sur le flan. Toutes les injections se font sur animaux anesthésiés. Injection du vaccin ( A injection durant 1 min par jour. 4 à 9 injections dans la peau au total). Injections d'anticorps dans la cavité abdominale (1 injection durant 1 min par jour. 4 à 9 injections au total ). Injections d'adjuvant et/ou d'anticorps pour mobiliser une réaction inflammatoire dans une tumeur (1 injection durant 1 minute par jour. 1 à 9 injections directement dans la tumeur). Mesure de la taille de la tumeur 2-3 fois par semaine (durée 2 minutes). Prelèvements après euthanasie.

Impact sur les animaux

Le vaccin n'est pas toxique. Une inflammation transitoire peut être observée. La tumeur sur le flan peut povoquer une gêne modérée. Les injections d'anticorps sous anethésie ne crééent pas de nuisance perceptibles sur le plaln clinique, mais seulement des effets mesurable sur le plan cellulaire et moléculaire (comme chez l'homme).

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés en fin de procédure pour prélever les organes (rate, sang, tumeur si présente).

Remplacement

Un organisme vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement du vaccin. Il n’est pas possible de recréer, en milieu artificiel, la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu dans la réponse immunitaire.

Réduction

Le nombre minimum nécessaire et suffisant a été scrupuleusement déterminé par calcul statistique. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. 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. Des points limite précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Les animaux seront observés et pesés quotidiennement.

Choix des espèces

Justification de l’espèce : Un mammifère est nécessaire car le système immunitaire des non-mammifères (invertébrés...) est trop différent de l'homme. La souris est l’animal classiquement utilisé pour étudier l’efficacité d’un vaccin thérapeutique antitumoral au niveau préclinique. La souris est aussi le seul modèle où nous disposons de tous les outils appropriés et validés (anticorps et tumeur). Livraison des animaux âgés de 5 semaines et début de l’expérimentation à 6-7 semaines. Ce stade est couramment utilisé dans la littérature ce qui nous permettra de comparer nos résultats avec les données publiées. Des séries d'immunisation sur des animaux âgés de 1 an sont également prévues afin de comparer la sureté et l'efficacité sur des animaux plus âgés et suivre les effets sur l'espérance de vie.