Souris

210 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit dans la veine de la queue, sans anesthésie, des cellules leucémiques humaines, issues de patients ou de la moelle de souris déjà greffées et traitées, puis jusqu'à neuf prises de sang hebdomadaires à la veine faciale et, pour une partie, jusqu'à quatre semaines de traitement mêlé aux croquettes. Le porteur écrit que ces gestes "engendrent du stress et de la douleur", puis qualifie les procédures de "peu douloureuses" pour se passer d'anesthésie. Alors que l'une des deux molécules est déjà autorisée hors de France et l'autre en essai clinique chez l'humain, il affirme qu'il n'est "pas possible de mettre en place des méthodes de substitution" pour ce projet.

Objectifs

Ce projet vise à l’évaluation préclinique d’un nouveau médicament pour le traitement des leucémies aiguës myéloïdes. Les leucémies aigües myéloïdes touchent environ 3 500 personnes chaque année – dont une centaine d’enfants – et constituent un défi majeur pour les médecins. Les taux de survie n’ont que modérément évolué ces vingt dernières années. La prise en charge des patients repose actuellement sur la chimiothérapie, en association avec la greffe de moelle osseuse mais le pronostic global reste mauvais en raison de la fréquence élevée des rechutes. Ces rechutes sont causées par la persistance des cellules souches leucémiques insensibles aux thérapeutiques actuelles. Le développement de nouvelles thérapies permettant de cibler ces cellules est donc un enjeu majeur pour la prise en charge de cette maladie . Ce projet scientifique consiste à évaluer l’efficacité in vivo (sur un modèle murin de la maladie) d’une thérapie ciblant spécifiquement ces cellules. Cette thérapie, basée sur l’administration de deux molécules, a été testée au préalable sur des modèles d’étude in vitro et a montré une très bonne efficacité. Le premier objectif de ce projet est de mettre en place le modèle de leucémie aiguë myéloïde, pour cela des cellules issues de patients atteints de leucémie aiguë myéloïde seront injectées à des souris (modèle murin de leucémie aiguë myéloïde). A l’issue de cette expérience, deux modèles seront sélectionnés. Le deuxième objectif est d’évaluer l’efficacité anti-leucémique, pour cela les deux molécules seront administrées aux deux modèles murins de leucémie aiguë myéloïde. Les deux molécules seront administrées seules ou en association pendant un maximum de 4 semaines contre placebo. Le troisième et dernier objectif est de tester l’efficacité des traitements sur le contingent de cellules souches leucémiques. Pour cela les cellules médullaires issues de souris greffées avec des cellules leucémiques de patients et traitées avec les nouvelles thérapies ou le placebo (4 bras de traitement) seront réinjectées à de nouvelles souris. Celles-ci ne seront pas traitées et la survenue ou non d’une rechute de la maladie sera monitorée.

Bénéfices attendus

La leucémie aiguë myéloïde est une maladie qui peut survenir à tout âge, mais seulement 25 % des cas sont diagnostiqués avant 25 ans. C'est surtout après 40 ans que la fréquence de la maladie augmente, l'âge moyen au moment du diagnostic étant de 65 ans. Le pronostic est particulièrement défavorable pour les personnes diagnostiquées plus tardivement. Plus âgées et pouvant présenter certains problèmes de santé, elles ne peuvent pas bénéficier d’un traitement intensif (chimiothérapie et greffe de moelle osseuse) qui leur serait défavorable car trop toxique. Le mauvais pronostic de la pathologie est également dû à la fréquence élevée des rechutes, ceci dans tous les groupes d’âge. Ces rechutes sont dues aux cellules souches leucémiques, un sous type de cellules cancéreuses qui est peu sensible à la chimiothérapie conventionnelle et peut donc persister dans l’organisme après traitement, permettant à la maladie de se développer à nouveau après une période de rémission. Le développement de thérapeutiques alternatives moins toxiques et ciblant plus efficacement les cellules souches leucémiques est donc nécessaire. Les deux molécules candidates pour ce projet sont des composés qui, pour le premier a déjà obtenu une autorisation de mise sur le marché dans le monde (hors France) et pour le second, est testé actuellement dans des essais cliniques (sur l’humain) dans différents cancers dont des cancers du sang. Si l’association montre son efficacité dans le modèle murin de leucémie aiguë myéloïde utilisé pour cette étude, ce projet pourra donc rapidement donner lieu à des essais cliniques chez l’humain. Nos expériences pourraient donc participer au développement de nouveaux médicaments pour traiter la leucémie aiguë myéloïde.

Procédures

Les animaux seront soumis à : - une injection pour chaque animal (animal vigile, contention simple) de cellules leucémiques humaines dans la veine de la queue. Cette intervention ne dure que quelques minutes au maximum en tenant compte du temps de dilatation des veines par la chaleur. - des prélèvements de sang : la prise de greffe sera évaluée sur des prélèvements de sang hebdomadaires qui seront effectués à partir de la huitième semaine post-greffe et ce au maximum jusqu’à 16 semaines, soit 9 prélèvements maximum. Cette intervention dure moins d’une minute. - un traitement par voie orale d’une durée maximale de 4 semaines, les molécules étant incorporées dans les croquettes

Impact sur les animaux

L’injection dans la veine de la queue de la souris et les prélèvements de sang au niveau de la veine faciale engendrent du stress et de la douleur chez la souris. Le développement de la leucémie chez l’animal peut entraîner l’apparition d’un affaiblissement et/ou une perte de poids chez l’animal. Les médicaments utilisés n’ont pas de toxicité attendue chez l’animal.

Devenir

A l’issue de chaque procédure les animaux seront euthanasiés, le développement de la leucémie ne permettant pas de les garder en vie. Ce développement n’est pas réversible et entrainerait la mort des animaux.

Remplacement

Le projet scientifique porte sur l’évaluation de l’efficacité d’une thérapie ciblée (association de deux molécules candidates) sur un modèle de souris mimant le développement de la leucémie aigüe myéloïde. Il s’agit du modèle in vivo classiquement utilisé pour les leucémies aiguës myéloïdes et plus largement pour les cancers de la moelle osseuse et du sang afin de valider l’étape préclinique. Un modèle in vitro ne peut pas remplacer le modèles in vivo car il ne reproduit pas la caractéristique systémique de cette maladie humaine (qui se traduit par une atteinte de tous les organes qui fabriquent les cellules sanguines). De plus, le maintien d’un modèle in vitro basé sur l’utilisation des cellules de patients se révèle impossible sur la durée, la survie de ces cellules étant limitée dans le temps car n’ayant pas le microenvironnement nécessaire pour leur maintien. Par ailleurs, l’effet de l’environnement des cellules souches leucémiques s’avère fondamental dans le développement des leucémies aiguës myéloïdes, dans l’apparition d’éventuelles résistances et dans l’effet de la leucémie aiguë myéloïde sur l’hématopoïèse normale (processus à l’origine de la production des cellules sanguines). Les effets de cet environnement ne peuvent être pris en compte dans leur globalité que dans un modèle in vivo. Les cellules souches leucémiques représentent une petite fraction des cellules leucémiques, elles sont définies par leur capacité à redonner naissance à la leucémie quand elles sont injectées à des souris, capacité que ne possède pas la majorité des cellules leucémiques. Les cellules souches leucémiques sont à l’origine des rechutes de la maladie observées chez les patients. L’évaluation de l’efficacité des candidats médicaments sur les cellules souches leucémiques n’est donc possible que dans un contexte de greffe secondaire après l’étape de traitement qui a lieu lors de la greffe primaire. Il n’est donc pas possible de mettre en place des méthodes de substitution qui évitent l’emploi de modèles animaux pour ce projet.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé à chaque étape (10 souris/condition) est nécessaire étant donné la variabilité de la prise de greffe d'une souris à l'autre, il est suffisant pour exploiter de façon rigoureuse et efficace les résultats de l’expérience et permet d’obtenir un nombre suffisant pour réaliser une analyse statistique fiable. Si la prise de greffe était plus homogène qu’attendu dans la première étape du projet, le nombre d’animaux nécessaire à la seconde étape serait réduit. Lors de la première étape 5 échantillons de cellules leucémiques, issus de 5 patients différents, seront testés soit un total de 50 souris, car toutes les cellules issues de patients ne se greffent pas dans les souris. Lors de la deuxième étape, l’efficacité des molécules candidates sera testée dans 2 des modèles établis à l’étape précédente, sur la base de groupes de 10 souris, cette étape nécessite 80 souris. A l’issue de cette étape, afin d’évaluer l’efficacité des molécules sur les cellules souches leucémiques, une greffe secondaire sera pratiquée, les cellules d’une souris traitée (molécule(s) ou placebo) devant être réinjectées à une autre souris, cette étape nécessite également 80 souris, soit un total de 210 souris pour le projet. Il est indispensable d’évaluer l’efficacité des molécules sur ces cellules souches leucémiques, car elles sont à l’origine des rechutes de la maladie après une période de rémission. Ces cellules souches leucémiques étant définies comme des cellules étant capables de redonner naissance à la maladie après greffe dans des souris, il est nécessaire pour évaluer l’efficacité sur ces cellules souches leucémiques de réaliser une deuxième greffe.

Raffinement

Les différentes procédures envisagées ne nécessitent qu'une simple contention de l'animal car elles sont peu douloureuses, elles ne nécessitent donc pas d'anesthésie locale ou générale. Des éléments d’enrichissement du milieu seront mis à la disposition des souris: coton, litière papier pour la confection de nids. Les traitements seront administrés per os avec les croquettes pour éviter la souffrance liée au gavage. En sus des points de surveillance habituels, dans le cadre de ce projet, seront surveillés une fois par semaine dès le début du projet: les points d'injection, les points de ponction, le bilan sanguin. Des points limites spécifiques à cette expérience ont été définis afin d’éviter toute souffrance chez les animaux.

Choix des espèces

La connaissance approfondie du modèle de souris fait de cette espèce, une espèce de choix dans la réalisation d’une étude préclinique et permet d’obtenir des données reflétant les interactions physiologiques de l’organisme vis à vis des molécules candidates testées dans ce projet. Ce projet a été initié dans le respect de l’éthique et de la sensibilité de l’animal. De nombreux modèles de souris immunodéprimées peuvent accepter les greffes de cellules humaines. Le modèle souris immunodéprimée que nous avons choisi représente le modèle le plus adapté aux transplantations de cellules leucémiques humaines car la greffe ne nécessite pas d'irradiation préalable de l'animal et elle représente le modèle le plus proche de la physiopathologie humaine. Ces animaux ne présenteront pas d’atteintes physiques et/ou comportementales sévères dans le cadre de ce projet car, et bien que ne présentant pas de système immunitaire fonctionnel, ils seront élevés en portoirs ventilés et changés sous hotte. Les animaux utilisés seront des souris adultes entre 6 et 10 semaines en conformité avec les données de la littérature pour ce type de modèle.

11 520 rongeurs, 9 120 souris et 2 400 rats, vont subir chacun jusqu'à deux chirurgies de trente minutes, l'une pour induire la maladie étudiée, l'autre pour administrer une thérapie génique censée relancer la dégradation des agrégats d'α-synucléine dans les neurones. Tous sont tués à l'issue pour une étude histologique du cerveau, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, et passent un test locomoteur que le porteur qualifie de "non invasif et non contraignant" sans le nommer. Il affirme viser un traitement curatif, et écrit espérer "éviter la neurodégénérescence chez des modèles animaux de maladies neurodégénératives". Pour justifier un effectif de 11 520 rongeurs, il cite seulement des études pilotes et un nombre de rongeurs qu'il dit "minimum mais suffisant".

Objectifs

Les maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson (MP) ou l’atrophie multisystématisée (AMS) sont caractérisées par l’agrégation d'une protéine mutée dans différents types cellulaires. Ces agrégats, toxiques pour les cellules, provoquent après accumulation des symptômes moteurs tels qu’une rigidité musculaire, une difficulté/incapacité à initier le mouvement , mais aussi des symptômes non-moteurs comme un état dépressif ou des troubles digestifs. Actuellement, ces maladies neurodégénératives ne possèdent pas de traitement curatif, mais seulement des traitements symptomatiques ayant un effet limité, accompagné d’effets indésirables. Le but de ce projet est de développer un outil thérapeutique visant à restaurer la voie de nettoyage des neurones en permettant ainsi de dégrader les agrégats protéiques.

Bénéfices attendus

La maladie de Parkinson touche plus de 100.000 personnes en France, dont 80% sont âgées de plus de 65 ans. Au cours des années à venir nous allons observer une augmentation importante du nombre de cas en raison du vieillissement de la population et de l'amélioration de l'espérance de vie. De ce fait la découverte d’un traitement curatif (et non symptomatique) est un des grands axes de la recherche. Ce projet novateur ayant pour but de développer un traitement curatif a certains types de maladies neurodégénératives, grâce à des outils permettant de rétablir le fonctionnement des voies de dégradation de protéines agrégées de façon anormales par les neurones. Nous espérons, grâce à notre traitement rétablir l’activité de dégradation et de "nettoyage" dans les neurones et donc éviter la neurodégénérescence chez des modèles animaux de maladies neurodégénératives.

Procédures

Les animaux subissent deux intervention chirurgicales au maximum, avec une durée de 30 minutes, qui correspondent à la création des modèles et le traitement. Une étude de comportement simple locomoteur, non invasif et non contraignant sera réalisée pendant ce projet, afin d'avoir un suivi de l'évolution du modèle et de l'impact du traitement.

Impact sur les animaux

Les animaux subissent au maximum deux chirurgies d'une durée de 30 minutes maximum chacune, correspondant à l'induction du modèle et au traitement. Les effets indésirables sont directement liés à la chirurgie, mais sont bien encadrés par une analgésie et une anesthésie controlées et par un suivi des animaux postopératoire sur 3 jours minimum. De plus ces modèles neurodégénératifs n'entrainent pas de symptome marqué, en effet les désordres sont plutôt visibles à l'échelle moléculaire.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure afin de réaliser une étude histologique détaillée du cerveau et ainsi de déterminer l'éfficacité du traitement.

Remplacement

Dans le respect du R de remplacer, dans l’état actuel des connaissances, nous ne pouvons pas nous passer d’animaux vivants, car il n’est pas possible de mimer le développement spatiotemporel des synucléinopathies dans des modèles in vitro. L’impact bénéfique potentiel sur l’accumulation d’α-synucléine et donc sur le fonctionnement cérébral et la survie neuronale ne peuvent être évalués que chez l’animal.

Réduction

Des études pilotes ont été effectuées au préalable pour confirmer l’activation des lysosomes après injection de plasmide TFEB, et pour confirmer l’absence de toxicité chez l'animal

Raffinement

Acclimatation : une période de deux semaines permet une bonne acclimatation des animaux à leur nouvel environnement. Hébergement : les animaux sont hébergés dans des conditions veillant au respect de leur bien-être et avec un milieu enrichi afin de limiter leur stress. Les animaux sont suivis quotidiennement par les animaliers ou les expérimentateurs afin de détecter tout inconfort ou souffrance en observant l’aspect physique, l’état du poil, la vigueur, la nutrition, l’hydratation et le comportement social des animaux. Chirurgie : une attention particulière est apportée pour un maintien de l'asepsie pendant la période opératoire. Et les animaux reçoivent un couverture analgésique une demi-heure avant l’intervention et après l’intervention ainsi que le lendemain . Un suivi post-opératoire est dans tous les cas réalisé grâce à une fiche de scorage qui évalue la perte de poids, la mobilité, les interactions avec les congénères, aspect du poil (0 mauvais, 1 moyen, 2 bon). Les points limites adaptés sont pour les deux espèces : une mobilité réduite voir difficile suite à la chirurgie, une attitude de repli, une allure du poil terne et mal nettoyé, difficulté à récupérer le poids initial, dans les jours suivant la chirurgie. Les animaux sont pesés de manière hebdomadaire pendant toute la durée de l’étude. Si malgré les soins concernant la chirurgie (plaie), les scores restent mauvais durant deux jours consécutifs, si une lésion cutanée s’étend et s’infecte, une décision d’euthanasie est prise par l'expérimentateur en accord avec le personnel zootechnique. Si un constat de stéréotypie est fait, des éléments d’enrichissement comme des roues sont proposés à l’animal. Si cela n’améliore pas son état au bout de 48h, il sera mis à mort selon la règlementation en fonction de l'espèce. Formation : une grande maîtrise technique est demandée à nos expérimentateurs qui sont régulièrement formés au sein de l'institut pour le bien-être animal. Tests statistiques : toutes nos études sont réalisées avec un nombre d’animaux minimum mais suffisant pour pouvoir obtenir des résultats qui sont statistiquement représentatifs, et ainsi limiter la répétition des d’études.

Choix des espèces

La souris permet de travailler les modèles de type pathologies humaines, une fois ces modèles bien établis , ils sont transposables au rat, espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L’organisation du système nerveux central de cette espèce est assez proche de celle de l’homme, ce qui permet une extrapolation des résultats obtenus chez cette espèce à l’espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes synaptiques à une échelle moléculaire. Cela rend les enseignements tirés de l'étude des tissus du rat largement transférables à l'homme. De plus, cette espèce permet d’utiliser des animaux modifiés génétiquement. Pour toutes les cohortes, les animaux seront utilisés à l'âge adulte (à partir de 6 semaines pour les rats et 8 semines pour les souris)

240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 180 d'entre elles, dont une lignée génétiquement modifiée privée de cellules tuft, sont infectées par voie gastrique avec trois virus digestifs puis autopsiées entre un et dix jours après, pour mesurer le rôle de ces cellules dans la défense antivirale de l'intestin. Le porteur qualifie la balance bénéfice-risque de "clairement favorable" et attend une perte de poids et des coliques comme principaux effets. Il affirme ne disposer d'aucune méthode alternative au modèle souris pour ces questions.

Objectifs

L’objectif de ce projet est simple, et consiste à évaluer la susceptibilité d’une lignée de souris génétiquement modifiées (dans lesquelles certaines cellules, nommées cellules tuft sont absentes) à des infections virales. Nos données, obtenues dans un modèle cellulaire, indiquent que l’absence des cellules tuft inhibe la synthèse de molécules antivirales sans lesquelles la réponse d’un hôte infecté est compromise. Ces données, inédites et encourageantes, méritent d’être approfondies le plus rapidement possible dans un modèle physiologique, afin de mesurer le réel impact de ce défaut. Notre stratégie expérimentale est simple, et consistera à infecter des souris de nos souches avec des virus digestifs. Les virus utilisés seront de 3 types, pour des expériences n’excédant pas 10 jours. Nous comparerons ainsi la progression de l’infection et de la réponse antivirale mise en place entre nos souris contrôle, et les souris sans cellules tuft. Cette stratégie nous permettra de répondre à des questions simples : (1) quelles sont les cellules impliquées dans la mise en place de la réponse immune suite à une infection virale et (2), l’absence de certains type cellulaire compromet-elle l’efficacité de la réponse de l’hôte suite à une infection ?

Bénéfices attendus

La balance bénéfice/risque associée à ce projet est clairement favorable. Nos données préliminaires indiquent en effet que les expériences associées à cette étude peuvent aboutir à la découverte de nouveaux mécanismes associés à l’immunité antivirale. Les retombées attendues en termes de connaissances fondamentales sont importantes, et pourraient avoir des répercussions en termes de santé publique, dans le contexte de pandémie que nous connaissons. Ce projet pourrait virtuellement d’expliquer les raisons pour lesquelles certains individus réagissent favorablement à une infection virale (réponse adéquate), alors que d’autres développent des formes graves (réponse inflammatoire prédominante). Notre stratégie expérimentale est simple, et devrait donner des résultats rapides et robustes.

Procédures

Les souris de nos 3 cohortes expérimentales se verront chacune être infectées par chacun des trois virus décrits, par voie gastrique (pour un total de 180 souris infectées et 60 souris contrôle non infectées). Suite aux traitements, les animaux seront progressivement analysés dans un laps de temps allant de 1 à 10 jours tout au plus, se focalisant sur les conséquences précoces de l’infection.

Impact sur les animaux

La source principale de stress pour tous les animaux impliqués dans ce projet sera l’étape d’inoculation des particules virales, et, selon nos prévisions, une potentielle perte de poids et des coliques.

Devenir

Les animaux devront être mis à mort, puisqu’autopsiés afin de récupérer les organes digestifs.

Remplacement

Ce projet a pour objet l’étude des interactions entre les cellules épithéliales intestinales, les cellules immunitaires et certains virus. Nous ne disposons pas de méthode alternative à ce jour pour traiter ces questions autre que les modèles de souris.

Réduction

Le nombre de souris engagées dans cette procédure a été défini selon les données de méthodologie classiquement retrouvées dans la littérature, nous conduisant à utiliser des cohortes de 40 individus par infection. Ce nombre, étant donnée l’effet drastique que nous attendons, nous permettra d’assurer des données robustes et exploitables. Nous réduirons le nombre d’animaux à produire en utilisant des individus des deux sexes. Finalement ; lorsque possible, nous compléterons nos données en utilisant des modèles de cultures cellulaires.

Raffinement

Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Afin de réduire au maximum les hypothétiques risques de douleur et d’angoisse chez les individus du groupe mutant, un suivi individuel des individus sera réalisé selon les paramètres de masse corporelle et d’activité. Une perte de poids supérieure à 20% du poids initial, ou l’apparition de signe de prostration seront considérés comme des points limites. En cas de signes de détresse ou de douleur, d’atteinte d’un point limite, en accord avec le personnel qualifié, le protocole sera immédiatement stoppé pour ces animaux qui seront euthanasiés et autopsiés.

Choix des espèces

Le système digestif de la souris présente de nombreuses similitudes avec celui de l’homme. De plus, nous disposons du modèle idéal (souris KO Pou2f3, dans lesquelles les cellules tuft sont absentes) pour aborder notre question. Les individus seront utilisés à partir de 8 semaines d’âge, lorsque le système digestif est mature. Notre étude se focalise sur les individus adultes et la mise en place précoce de la réponse antivirale.

600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont infectées par le champignon Candida albicans injecté dans la veine de la queue, puis suivies pendant deux à sept jours avant une prise de sang et une mise à mort par dislocation cervicale, pour étudier le rôle du gène Card9 des neutrophiles dans la dissémination de l'infection. Le porteur qualifie la dose de subléthale et estime la souffrance modérée, l'infection pouvant entraîner une perte de poids jusqu'au point limite de 20 %. Il indique avoir mené des expériences préliminaires in vitro et s'être limité à un seul modèle d'infection pour réduire le nombre d'animaux non-humains.

Objectifs

La présence de champignons dans les différents microbiotes de nos muqueuses, et notamment de l’intestin, est associée à diverses pathologies. Parmi les champignons intestinaux, le plus connu est Candida albicans. C'est une espèce pathogène opportuniste, c'est-à-dire qu'elle est la plupart du temps inoffensive, mais qu’elle peut déclencher une infection dans certaines circonstances, comme après un traitement antibiotique, une chimiothérapie intense ou dans le cas des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) telles que la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse. En effet, un échec des cellules immunitaires à contrôler les champignons intestinaux, et notamment C. albicans, peut mener à ce type d’inflammation sévère et chronique de l'intestin. Il est ainsi important de comprendre le rôle des gènes de susceptibilité aux MICI également impliqués dans la réponse aux champignons. Par exemple, une mutation ponctuelle (appelé polymorphisme) dans le gène Card9 est associé au développement de MICI, et les mutations plus importantes entraînant une perte de fonction de la protéine CARD9 sont quant-à-elles associées à des infections fongiques invasives, notamment à C. albicans. CARD9 est exprimé dans les cellules de l'immunité innée, mais les types cellulaires impliqués dans la pathologie et les mécanismes en jeu ne sont pas connus. Nous avons montré in vitro que les neutrophiles mutés pour le gène Card9 ont une capacité réduite à éliminer C. albicans. Cependant, le rôle des neutrophiles, cellules immunitaires innées en première ligne de défense contre les envahisseurs, reste très peu compris. Les patients dont les neutrophiles ne sont pas fonctionnels peuvent développer différentes formes d'inflammation intestinale et les neutrophiles des patients atteints de MICI présentent des défauts fonctionnels. Ainsi, l’utilisation d’un modèle d'infection systémique nous permettra de mieux comprendre le rôle des altérations génétiques liées aux MICI, et notamment de CARD9, dans la réponse contre les champignons. Nous étudierons aussi d’autres gènes en lien avec CARD9 impliqués dans la reconnaissance des champignons par les neutrophiles.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances précieuses sur le rôle de Card9 et des neutrophiles dans le développement d'infections fongiques invasives, telles que celles causées par Candida albicans. Le modèle d'infection à Candida albicans par voie intraveineuse est un modèle très bien caractérisé, reproductible et qui permet de mimer les infections invasives humaines dues aux cathéters, notamment. Candida albicans est une levure naturellement présente dans l’organisme mais qui peut causer des infections graves chez des personnes immunodéprimées ou avec une mutation génétique dans CARD9 par exemple. En effet CARD9 est protecteur dans le sens où il permet de protéger l’organisme contre ces infections en éliminant le champignon. CARD9 est principalement exprimé sur les cellules de l’immunité innée, mais son rôle dans les différents types cellulaires (neutrophiles, macrophages, cellules dendritiques, monocytes…) reste inconnu. Ici, nous nous intéressons aux neutrophiles, d’où l’intérêt de la lignée mutée pour CARD9 dans les neutrophiles. Cependant il est important de comprendre comment CARD9 est activé, si cela passe par les récepteurs de surface aux champignons de type Dectin, ou pas ; et si les cellules de l’immunité adaptative ont effectivement aucun rôle dans le phénotype protecteur de CARD9, ou pas. Comprendre les mécanismes en jeu, et surtout les types cellulaires impliqués, permettra de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques et préventives aux patients souffrant de ce type d'infection chronique et invasive.

Procédures

L'infection à C. albicans sera réalisée par injection intraveineuse dans la veine caudale, en une dose subléthale et unique, sur animal vigile. Le poids corporel sera suivi quotidiennement le jour d'avant et après l'infection, soit pendant 2 ou 7 jours (quelques secondes sur la balance). Les fèces seront prélevées quotidiennement, pendant 2 ou 7 jours. Pour cela, les souris sont délicatement déposées dans des pots en plastique. Lorsqu'elles ont fait 1-3 crottes (au bout de quelques minutes), elles sont rentrées dans leur cage. Le jour de la fin de l'expérimentation, 2 ou 7 jours après l'infection, nous réaliserons le prélèvement sanguin juste avant l’euthanasie de l’animal (300ul, 30 secondes environ).

Impact sur les animaux

La douleur imposée aux animaux est d'origine infectieuse. Du fait de l'utilisation d'une dose subléthale, c'est-à-dire ne menant pas à la mort de l'animal, on peut estimer que son intensité sera modérée. La douleur de la piqure est une douleur seuil considérée comme légère en expérimentation animale. Les animaux seront également pesés quotidiennement pendant 2 ou 7 jours, et placés quelques minutes dans des pots en plastique afin de prélever leurs fèces. Un prélèvement sanguin juste avant l’euthanasie de l’animal sera également réalisé.

Devenir

La méthode de mise à mort prévue à l'issue de chaque procédure est la dislocation cervicale. Celle-ci est réalisée dans une pièce dédiée (pièce de manipulation post-mortem) par des personnes formées et autorisées.

Remplacement

Des expériences préliminaires in vitro, sur neutrophiles murins de la moelle osseuse, ont été réalisées afin de remplacer des expériences in vivo et de ne réaliser qu'un seul modèle infectieux chez la souris pour ce projet. Par exemple, un « endpoint dilution assay » (dilution au point limite, où l'on compte grâce à un microscope le nombre de colonies de C.albicans ayant résisté aux neutrophiles) a permis de mettre en évidence que les neutrophiles mutés pour Card9 sont moins capables d'éliminer C. albicans in vitro. Ces résultats obtenus par expérimentation in vitro auraient pu faire l'objet d'expérimentation in vivo, par exemple par des modèles complémentaires d’infection à C. albicans par voie orale chez la souris. Nous avons décidé de nous limiter à ce modèle in vivo par voie intra-veineuse, pour réduire l’expérimentation animale tout en assurant une compréhension optimale de la maladie.

Réduction

Le nombre d’animaux est basé sur le rapport de biostatisticiens. 20 souris par groupe sont nécessaires à l’obtention de différences statistiquement significatives pour l’étude de la résistance à l’infection et de la dissémination dans les organes à 2 ou 7 jours. Cela prend en compte un effet attendu de ±60% (hypothèse nulle moyenne de 1500 cfu C. albicans/organe dans le groupe contrôle, hypothèse nulle alternative de 2400 cfuC. albicans/organe dans le groupe expérimental), une P-value de 5%, puissance de 80%, déviation standard Sigma de 0,5, et test 2-sided. Nous utiliserons des groupes de mâles et de femelles afin d'optimiser l'utilisation des souris générées pour ce projet, tout en veillant à ce que les souris mutées et leurs contrôles soient du même sexe, afin de pouvoir conclure quant à l’importance de la mutation sur le contrôle de la dissémination du champignon.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans les conditions standard. Nous veillerons à enrichir le milieu de vie par l’ajout de feuille de cellulose dans les cages et d’un abri prévu à cet effet. Les souris seront au maximum 5 par cage. Les souris seront observées quotidiennement afin de surveiller leur état de santé et bien-être. Si un animal des signes liés à la perte de poids et à la déshydratation (sans atteindre une perte de 20% correspondant au point limite), du Diet Gel sera placé dans la cage afin de faciliter l’accès pour l’animal à une source d’hydratation. Si la perte de poids atteints 20% du poids initial, l’animal sera mis à mort par limiter sa souffrance.

Choix des espèces

La souris est un modèle largement utilisé dans le cadre de l'étude de pathologies intestinales humaines. Le modèle d'infection à C. albicans par voie intraveineuse est un modèle très bien caractérisé, reproductible et qui permet de mimer les infections invasives humaines dues aux cathéters notamment, dans le contexte nosocomial. Les lignées utilisées sont déjà en élevage. Aucun de ces génotypes n'est dommageable. Nous utiliserons des souris de fond génétique C57BL/6, âgées au début de chaque expérimentation de 7 à 11 semaines, mâles ou femelles, afin d'optimiser l'utilisation des animaux. A chaque fois, les souris mutées et leurs contrôles seront du même sexe. Les souirs utlisées seront âgées d'au minimum 7 semaines, soit à partir du moment où le système immunitaire est mature. L'utilisation de l'espèce Mus musculus pour l'étude des infections fongiques invasives à Candida albicans est cruciale pour mieux en comprendre le mécanisme infectieux dans un organisme complexe. Cela permettra de développer des solutions préventives et thérapeutiques innovantes pour les patients souffrant d'un affaiblissement immunitaire, soit causé par une mutation génétique, soit par un contexte fragilisant comme les séjours prolongés à l'hôpital.

200 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit dans l'abdomen une suspension de toxoplasmes et de cellules de sarcome, puis est tuée par dislocation cervicale 65 à 75 heures plus tard pour récolter le liquide d'ascite riche en parasites, matière première de kits de dépistage de la toxoplasmose. Le porteur reconnaît que des signes de douleur apparaissent au-delà de 60 heures et prévoit une injection d'anti-inflammatoire la veille de la récolte. Il affirme qu'aucun mode de production sur une source non animale n'a pu être validé à ce jour.

Objectifs

La production de suspension de toxoplasmes est utilisée dans la production de kits d’immunoessais associés au diagnostic de la toxoplasmose chez l’Homme. Toxoplasma gondii est un parasite protozoaire dont les hôtes définitifs sont les félidés. Le parasite est toutefois capable d’infecter de nombreuses espèces animales, dont l’Homme, en tant qu’hôtes intermédiaires. La toxoplasmose est une affection alors transmissible de la mère au fœtus et qui peut entrainer des séquelles très invalidantes pour l’enfant. Il est donc primordial de savoir si la mère est protégée en début de grossesse ou sinon d'effectuer un suivi sérologique mensuel au cours de la grossesse. Ainsi, le diagnostic de la toxoplasmose est obligatoire en France dans le cadre du suivi prénatal. Les 4 réactifs de diagnostic concernés par le projet permettent de diagnostiquer les infections récentes ou passées en dosant, dans le sérum des patients, les immunoglobulines dirigées contre la forme proliférative du parasite.

Bénéfices attendus

Les kits de diagnostics concernés par le projet sont basés sur une méthode immuno-enzymatique, reposant sur la capacité d’un anticorps à reconnaître et à se lier spécifiquement à une molécule. Pour assurer la révélation des anticorps dirigés contre les toxoplasmes, ces kits sont composés de toxoplasmes entiers produits sur ascite de souris. Ce mode de production permet une affinité forte et une reconnaissance complète des différents types d’anticorps existants. L’intérêt est de garantir la fiabilité du résultat rendu : un faux résultat (faux positif, faux négatif ou erreur de dosage) rendu par le test dans un laboratoire clinique peut avoir un impact grave sur la santé, le suivi médical et la prise en charge des patients testés avec ces méthodes.

Procédures

- inoculation en intrapéritonéale d’une suspension contenant des toxoplasmes et des cellules sarcomes TG180 - 48 heures après inoculation initiale : injection sous cutanée d’analgésique de type ketoprofene. - 65 à 75 heures après inoculation initiale : mise à mort par dislocation cervicale

Impact sur les animaux

Les souris sont inoculées avec une suspension contenant des toxoplasmes et des cellules sarcomes. Cela provoque la colonisation des cellules sarcomes par les toxoplasmes. Ce dernier étant un parasite intracellulaire strict, il n'est pas agressif pour la souris tant qu'il est dans la cellule et n'a pas de conséquence sur son état sanitaire. Au-delà de 60 heures d’incubation, des signes de douleurs peuvent apparaitre. Après un temps d’incubation compris entre 65 et 75 heures, l’animal est mis à mort et l’ascite des souris est récoltée. Pour diminuer l’impact douloureux du protocole sur l’animal, il est prévu systématiquement, 48 heures après l’inoculation et 24 heures avant la récolte d’ascite, d’induire une analgésie par injection sous cutanée d’un anti-inflammatoire non stéroïdien de type ketoprofene.

Devenir

La nature du parasite inoculé ne peut conduire à une autre issue que l’euthanasie de l’animal à la fin du protocole. Ce protocole, avec une durée d’incubation optimisée, est celui qui réduit au maximum l’impact pour l’animal, tout en garantissant l’objectif du projet.

Remplacement

Pour assurer la révélation des anticorps dirigés contre les toxoplasmes, ces kits sont composés de toxoplasmes entiers produits sur ascite de souris. Ce mode de production permet une affinité forte et une reconnaissance complète des différents types d’anticorps existants. L’intérêt est de garantir la fiabilité du résultat rendu : un faux résultat (faux positif, faux négatif ou erreur de dosage) rendu par le test dans un laboratoire clinique peut avoir un impact grave sur la santé, le suivi médical et la prise en charge des patients testés avec ces méthodes. Ce protocole est le seul mode de production aujourd’hui validé pour garantir les performances requises des kits de diagnostic concernés. Aucun mode de production de ces toxoplasmes sur une source non animale n’a pas pu être validé à ce jour.

Réduction

Après un temps d’incubation compris entre 65 et 75 heures, l’ascite des souris est récoltée en un prélèvement unique sur l’animal euthanasié. Un rinçage de la cavité péritonéale avec 5mL de sérum physiologique est effectué, dans le but de récupérer le maximum de toxoplasmes afin de diminuer le nombre de souris utilisées. De même l’injection couplée de toxoplasmes et de cellules sarcome TG180 permet d’amplifier la production de toxoplasmes et donc de réduire le nombre d’animaux (le toxoplasme étant un parasite intracellulaire strict). Cette méthode optimisée entraine la production d’un volume moyen de 1mL d’ascite très concentré en toxoplasmes par souris de 30g. Le nombre d'animaux utilisés est calculé au plus juste en fonction des besoins de production. La quantité produite par animal est constante et le calcul du nombre d'animaux dépend du volume de produit commandé. Ce nombre d’animaux a été optimisé au fil des années d’expérience et permet d’être ajusté au plus près des besoins. 200 000 souris sont nécessaires sur les 5 années de durée du projet. Ce nombre de souris permettra de produire et de mettre à disposition 20 millions de tests de diagnostic à travers le monde, au service de la santé publique.

Raffinement

Les animaux entrent en production après une période d'acclimatation de 14 jours, de manière à ce qu'ils s'habituent aux conditions d'élevage, limitant ainsi le stress lors des différentes manipulations. Ils sont hébergés sur litière (sciure/lanières de carton) assurant l'enrichissement du milieu et permettant aux souris de faire leur nid. Un tunnel PVC est introduit dans la cage permettant aux souris de répondre à un besoin physiologique de bien-être animal. Un suivi quotidien par cage permet de contrôler l’état sanitaire des souris. De même l’injection couplée de toxoplasmes et de cellules sarcome TG180 permet de limiter la colonisation des cellules de la souris de la 1ère heure à la 60ème heures et donc de diminuer la douleur (le toxoplasme étant un parasite intracellulaire strict). Au-delà de la 60ème heure le toxoplasme libéré dans le péritoine colonise alors les cellules de la souris et devient agressif et des signes de douleurs apparaissent. Pour diminuer l’impact douloureux du protocole sur l’animal, il est prévu systématiquement, 48 heures après l’inoculation et 24h avant la récolte d’ascite, une analgésie par injection sous cutanée d’un anti-inflammatoire non stéroïdien de type ketoprofene.

Choix des espèces

La culture de toxoplasmes a été validée sur souris pour assurer la performance des tests de diagnostic in vitro. Les animaux utilisés ont un poids moyen de 30 g. Après une période d'acclimatation de 14 jours les animaux entrent en production.

2400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est injectée sous la peau, puis elles reçoivent des chimiothérapies et des immunothérapies par voie intrapéritonéale avec un suivi de la tumeur pendant environ deux mois, pour tester comment compenser la perte d'un gène clé de la réponse immunitaire aux cancers du sein et colorectaux. Le porteur décrit une masse tumorale pouvant se nécroser et retient un effectif de 2400 souris qu'il juge nécessaire à une interprétation fiable. Il affirme que l'implication du système immunitaire dans le développement tumoral ne peut être étudiée qu'in vivo.

Objectifs

Les dernières années ont vu l'émergence du concept de l'activation du système immunitaire contre le cancer, qui à son tour détermine le succès à long terme des traitements anticancéreux. Nous allons étudier comment compenser la perte de fonction d’un gène clé dans l’établissement de la mort cellulaire immunogène pour restaurer l’efficacité de la chimiothérapie in vivo. Les modèles expérimentaux in vivo sont les seuls moyens d’approche possibles car la réponse immunitaire n’a pas lieu dans les modèles in vitro ou ex vivo. Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction de ce gène, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-cancéreux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction d’un gène clé dans l’établissement de la mort cellulaire immunogène, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-cancéraux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal. Nous préconisions que l’accomplissement de ce projet fournira des connaissances sur la régulation de la réponse immunitaire aux cancers pour la mise en place de stratégies thérapeutiques ciblées.

Procédures

Les animaux seront soumis a : - L’injection unique de cellules tumorales en sous cutané sur l’animal anesthésié par inhalation d’isofluorane durant moins d’une minute par animal - L’injection des traitements intra péritonéaux par contention de l’animal vigile : injection unique pour les chimiothérapies et 3 injections pour chacune des immunothérapies durant moins d’une minute par injection par animal - Une contention sur animal vigile permettant le suivi de la croissance tumorale trois fois par semaine pendant environ 2 mois durant moins de deux minutes par animal .

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis a : - Une injection sous-cutanée de cellules tumorales à l’origine du développement d’une masse tumorale entraînant potentiellement la nécrose de la tumeur. - L’injection des traitements cités par voie intrapéritonéale par contention de l’animal vigile (une unique injection pour MTX et CTX et trois injections pour les autres molécules) pouvant induire du stress de courte durée chez l’animal. L’injection de cellules tumorales sera faite sur le dos de l’animal afin de réduire les phénomènes de gêne que peut engendrer la croissance tumorale. La tumeur se développe localement et n’induit pas de métastases ou effets cliniques secondaires. Le suivi sera réalisé sur un à deux mois selon la croissance tumorale.

Devenir

Les souris seront euthanasiées dès l’atteinte des points limites préalablement définis.

Remplacement

La question scientifique ne peut être abordée qu’in vivo car il n’est pas possible d’étudier l’implication du système immunitaire sur le développement du cancer dans des systèmes in vitro.

Réduction

Nous souhaiterons effectuer cette étude sur un total de 2400 souris pour permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Notamment, les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si nous constatons que notre hypothèse n’est pas confirmée par nos résultats expérimentaux. Le modèle choisit est très bien documenté, permettant ainsi de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Nous utiliserons des souris commerciales transgéniques ou non, viables, fertiles, de taille normale et ne présentent pas d'anomalies physiques ou comportementales. Pour l’injection de cellules, les souris seront anesthésiées et recevront 100 µL de PBS contenant les cellules tumorales par voie sous-cutanée le 1er jour de l’expérimentation à l’aide d’une seringue de 1ml dotée d’une aiguille de 25G. Les animaux sont ensuite replacés dans leur cage en position ventrale et sont surveillés jusqu’au réveil Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et/ou tunnels en cartons). Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Il assure également une veille scientifique continue, évitant toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques : - Les souris âgées de 6 à 10 semaines seront utilisées dans cette étude afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection de cellules cancéreuses ou l’apparition de lésions cancéreuses induites, une souris juvénile ou trop âgée induirait un biais dans l’expérimentation. Les protocoles expérimentaux d’induction tumorale sont bien établis. - La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. - Nous utilisons principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce.

316 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules leucémiques leur sont transplantées par voie intraveineuse, puis elles reçoivent trois injections de molécules ou d'anticorps, pour tester de nouveaux traitements de la leucémie aiguë lymphoblastique, un cancer surtout pédiatrique. Le porteur décrit un point limite tardif, l'animal cessant de s'alimenter et présentant une pâleur liée à l'aplasie avant d'être euthanasié. Il indique avoir testé les composés in vitro au préalable et affirme que les études précliniques exigent le modèle murin.

Objectifs

La leucémie est un cancer des cellules précurseurs du tissu hématopoïétique caractérisé par un blocage de maturation et une prolifération excessive des cellules appelées blastes. La Leucémie Aiguë Lymphoblastique (LAL) concerne les cellules de la lignée issue du progéniteur lymphoïde. Elle représente environ 1,5 nouveau cas pour 100000 habitants par an, soit environ 1000 nouveaux cas par an en France. Elle se déclare en majorité chez l’enfant de 2 à 5 ans, 75% des malades ont moins de 18 ans, et représente 30% des cancers de l’enfant. La LAL est une maladie hétérogène qui touche les précurseurs des lymphocytes T ou B dans respectivement 25% et 75% des cas. Nous disposons de plusieurs modèles in vitro et in vivo incluant des xénogreffes de LAL-T et LAL-B issues de patients. Malgré les améliorations du traitement des LAL, les taux de rechute, de l’ordre de 25%, restent élevés avec des chances de survie faible, inférieures à 30%. Ainsi, pour réduire l’intensité de la chimiothérapie et traiter avec succès les patients en rechute, il est encore nécessaire de développer de nouvelles thérapies.

Bénéfices attendus

En effectuant des expérimentations in vitro sur nos modèles de leucémies (culture cellulaire), nous avons identifié trois nouveaux composés qui bloquent la prolifération des cellules cancéreuses. Après avoir validé in vitro leurs efficacités, nous souhaitons maintenant tester leurs efficacités sur nos modèles murins in vivo lors d’études précliniques. Les bénéfices attendus du projet concernent donc la découverte de nouvelles drogues et stratégies thérapeutiques dans le traitement des Leucémies Aiguës Lymphoblastiques (LAL).

Procédures

Les animaux seront soumis à des transplantations de cellules leucémiques par des injections intra-veineuses (I.V.) (une seule injection est prévue par souris, durée de 20 minutes). Après la transplantation, des injections intra-veineuses (I.V.) d’une molécule chimique ou d’un anticorps agoniste ou d’immunoliposomes (3 injections par souris sont prévues, à J+15, J+20, J+25 , durée par injection de 20 minutes). Un prélèvement de sang à partir de la veine de la queue (un seul prélèvement par souris, durée de 15-20 minutes) sera réalisé à J+35 jours après la transplantation.

Impact sur les animaux

Les animaux vont développer des cancers (leucémies), avec une multiplication proliférative des cellules leucémiques lymphoblastiques dans la moelle osseuse, le sang et la rate des animaux. Un point limite est fixé, il correspond à un état de fatigue de l’animal qui ne s’alimente plus et qui présente une couleur pâle de la peau au niveau des oreilles et aux extrémités des pattes avants et arrières. Quand l’animal présente des signes de souffrance, n’explore plus son environnement, ne s’alimente plus, est replié sur lui-même, montre des signes d’aplasie, et couleur pâle de la peau au niveau du museau et des oreilles, cela veut dire qu’il y a une aplasie trop importante consécutive au développement de la leucémie qui a alors atteint un stade trop avancé. Dès que ce point limite est observé, l’animal sera euthanasié.

Devenir

Dès que les souris développent les symptômes de la leucémie (point limite identifié), elles seront anesthésiées avec l’Isofluran, suivi d’une mort par dislocation cervicale.

Remplacement

Pour remplacer des modèles animaux, il est parfois possible de travailler sur des cellules ou des tissus (in vitro). Le recours aux modèles in vitro doit être l’objectif du chercheur si son expérimentation le permet. La molécule chimique, l’agoniste et les immunoliposomes que nous allons tester dans ce projet préclinique ont d’ores et déjà été testé in vitro sur des méthodes alternatives ; sur des cellules primaires isolées de patients, ainsi que sur des lignées cellulaires. Ceci nous permet de limiter le nombre des animaux utilisés dans ce projet.

Réduction

Dans ce projet, nous allons diminuer le nombre d’animaux utilisés à des fins de recherche par : la limitation aux seules expériences considérées comme absolument indispensables. S’il est essentiel d’utiliser le plus petit nombre d’animaux possibles, il faut néanmoins éviter que cet effort de réduction nuise à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a alors été intégrée à la construction de ce projet. Pour les courbes de survie, nous utiliserons des groupes de 7 souris afin d’effectuer des tests statistiques, pour les tests sur la viabilité cellulaire, nous utiliserons des groupes de 5 souris afin de réaliser des tests statistiques.

Raffinement

Afin de réduire, supprimer ou soulager la douleur ou la détresse des animaux, et ainsi d’améliorer leur bien-être, en amont des expériences, nous allons planifier les protocoles pour éviter le stress, nous allons aussi planifier et établir les points limites (ou critère d’arrêt anticipé) de la procédure. Ces informations seront par ailleurs transmises au personnel de l’animalerie. Nous avons donc prévu la réduction de la durée de nos études précliniques dès que ce point limite est observé.

Choix des espèces

Pour qu’un nouveau traitement puisse être commercialisé, il est nécessaire de mener des études précliniques et cliniques, afin de prouver son efficacité, d'optimiser les dosages mais aussi d'identifier ses effets indésirables possibles. Les études précliniques nécessitent d’avoir recours à des animaux. Nous disposons d’échantillons de cellules leucémiques provenant de patients que l’on peut transplanter à des souris immunodéficientes. Quelques semaines après l’injection, les cellules leucémiques humaines sont présentes dans la moelle osseuse et la rate des souris qui constituent un modèle d’étude reproduisant la physiopathologie de cette maladie. Ces études ne peuvent se réaliser que dans le modèle murin ; Souris (Mus musculus) L’hématopoïèse et la leucémogénèse des souris (mus musculus) est celle qui se rapproche le plus de l’homme. Les animaux âgés entre 2 et 5 mois seront utilisés, ceci correspond à un âge optimal pour la greffe des cellules hématopoïétiques saines et leucémiques.

2400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules leucémiques de patients leur sont injectées, puis elles subissent des prélèvements de sang et de moelle osseuse répétés, jusqu'à dix-huit fois sur un an, pour étudier l'hétérogénéité des leucémies aiguës myéloïdes. Le porteur affirme que l'envahissement de la moelle ne provoque pas de douleur, en se référant à l'absence d'antalgique chez les patients, et fixe un point limite à 70 % de cellules leucémiques dans le sang. Il conclut que la réponse aux traitements ne peut être validée qu'à l'échelle de l'organisme entier.

Objectifs

Les leucémies aigues myéloïdes (LAM) sont hétérogènes aussi bien sur le plan cellulaire et clinique que sur le plan de leurs réponses aux traitements. Actuellement, seules les anomalies au niveau des chromosomiques ou de l’ADN sont utilisées pour établir le pronostique et le traitement, mais il persiste une forte hétérogénéité intra-groupe. L’implication des cellules souches leucémiques (CSL), provenant de la transformation maligne de cellules souches sanguines, est de plus en plus mise en avant dans l’échappement aux traitements et dans les rechutes, du fait de leurs capacités à la fois d’autorenouvèlement et de dormance cellulaire. Toutefois, ces cellules restent difficiles à identifier du fait de l'hétérogénéité des marqueurs exprimés à leur surface. Le premier axe de notre projet, se focalise sur le rôle de cette hétérogénéité dans la mise en place de la maladie. Des modèles de LAM, réalisés par injection de cellules leucémiques de patients à des souris immunodéprimées, nous permettront de comparer les cellules cancéreuses du patient avec les cellules qui auront ainsi greffées chez la souris. Cette comparaison nous permettra d’identifier et de hiérarchiser, sur la base de leur capacité à recréer une leucémie chez l’animal, les marqueurs membranaires caractérisant les différentes sous populations leucémiques. Le second axe de ce projet porte sur l’étude de la résistance aux traitements anti leucémiques. Pour mieux évaluer celle-ci et comprendre l’implication des sous-populations cellulaires présentes au diagnostic chez le patient, nous traiterons nos modèles murins de LAM issus de cellules de patients et nous comparerons les cellules obtenues à la rémission et à la rechute des souris aux analyses et au suivi de la maladie chez le patient. Les traitements à tester seront choisi en concertation avec les services clinique et biologique de l’hôpital en fonction des risques de rechute et des anomalies génétiques présentes au diagnostic chez le patient. Enfin, en fonctions des marqueurs membranaires identifiés dans le premier axe du projet nous testeront également de nouvelles molécules afin de développer de potentiels nouveaux traitements dans les LAM.

Bénéfices attendus

Notre projet a pour but d’identifier de nouveaux marqueurs présents à la surface des cellules souches leucémiques nous permettant de mieux identifier ce pool de cellules capables d’échapper au traitement et de persister chez le patient lors de la rémission, et pouvant conduire à une rechute. En effet, jusqu’à maintenant seules les anomalies chromosomiques ou de l’ADN sont utilisées pour établir le pronostique et le traitement des patients dans les LAM malgré la persistance d’une la forte hétérogénéité intragroupe. Par cette étude, nous voulons mettre en évidence que les marqueurs protéiques présents à la surface des cellules souches leucémiques (CSL) pourraient également être discriminants et apporter une meilleure stratification pronostique des patients. Il est essentiel de mieux connaitre les caractéristiques des CSL afin d’optimiser les approches thérapeutiques. C’est pourquoi, une fois ces cellules mieux identifiées nous pourront cibler leurs marqueurs membranaires pour mettre au point de nouvelles thérapies ciblées de façon à avoir une toxicité minimale sur les cellules saines du patient. Les bénéfices attendus de cette étude sont donc une meilleure stratification pronostique des patients, permettant une orientation thérapeutique optimale, ainsi qu’une meilleure connaissance des mécaniques impliqués dans la résistance aux traitements conduisant à une amélioration des traitements actuels.

Procédures

Procédure 1 : - 600 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis prélèvement de sang sous anesthésie à l'isoflurane (1-2min) toutes les 3 semaines pendant 1 an (soit 18 prélèvements maximun) - 600 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis prélèvement de moelle osseuse sous anesthésie à l'isoflurane (5-10min) (3 prélèvements maximun). Procédure 2 : 620 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis prélèvement de sang sous anesthésie à l'isoflurane (1-2min) toutes les 3 semaines pendant 1 an (soit 18 prélèvements maximun). Procédure 3 : 417 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis injection de luciférine en IP (

Impact sur les animaux

L'envahissement tumorale de la moelle osseuse induit par une LAM ne produit généralement pas de douleur. C’est pourquoi chez les patients humains aucun analgésique n’est prescrit sur cette base seule. De ce fait, nous ne prévoyons pas que les animaux utilisés dans ce projet subissent de douleur lié à cet état. Durant tout le suivit de la maladie, des prélèvements de sang ou de moelle seront réalisés sur les animaux pour évaluer le pourcentage de cellules leucémiques dans ces organes. Ces prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale et des antidouleurs seront adminitrés quand cela est nécessaire pour éviter une douleure ou un stress aux animaux. Les traitements utilisés seront issus de ce qui est réalisé chez l’Homme ou de données bibliographiques disponibles et sont bien tolérés chez l’animal. Pour les traitements pour lesquels aucunes données ne sont disponibles, des tests préliminaires sur des petits groupes d’animaux seront réalisés afin de connaitre la dose optimale à utiliser sans nuisance sur l’animal. Toutefois, afin d’éviter toute souffrance éventuelle, nous observerons les points suivants pouvant conduire à l’euthanasie de l’animal : comportement, apparence physique, perte de poids supérieure à 20%, envahissement sanguin de plus de 70% de blastes humains.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’étude (avant que les points limites des procédures ne soient atteints) afin de récupérer dans les organes les cellules leucémiques huamines sur lesquelles des tests génétiques et fonctionnels seront réalisés.

Remplacement

Des tests in vitro ont été réalisés au laboratoire sur des cellules de patients atteints de LAM et sur des modèles cellulaires modifiés de LAM. Ces expériences nous ont permis d'obtenir des données sur la résistance ex vivo des cellules de patients au traitement antileucémique, par exemple et nous ont permis également d'orienter nos recherches sur certains marqueurs membranaires en particulier. Cependant le développement d’une LAM implique des mécanismes cellulaires mettant en jeu le microenvironnement de la moelle osseuse. De même la réponse au traitement et l'évaluation son efficacité ne peuvent être correctement validé qu'à l'échelle d'un organisme entier. De ce fait, l’hétérogénéité de la maladie ainsi que la réponse aux traitements ne peut être étudié sans l’apport des modèles animaux.

Réduction

Les modèles de LAM humaines à partir de cellules de patients étant déjà en place au laboratoire, le nombre d’animaux dédié aux mises au point sera considérablement réduit et concernera principalement les nouvelles molécules à tester pour lesquelles aucune données bibliographiques ne sont disponibles. Notre expérience nous permet également de savoir que les modèles murins de LAM crées à partir de lignées cellulaires donnent rarement chez l'animal des LAM dont les blastes circulent dans le sang. De ce fait, nous avons modifié nos modèles cellulaires en leur faisant exprimer un marqueur luminescent afin de suivre l’évolution de la leucémie par imagerie du vivant sans avoir à mettre à mort nos animaux ou à effectuer de prélèvements invasifs. Cela nous permettra également de mieux évaluer quand débuter les traitements afin de limiter le nombre d'animaux utilisé.

Raffinement

Après l’injection des cellules leucémiques les souris ne présentent aucuns signes de souffrance, d’angoisse ou de douleur, toutefois elles seront surveillées dans les heures qui suivent pour s’en assurer. Sur la base de ce qui est observé chez les patients humains, nous ne prévoyons pas que les animaux subissent de douleur lié au développement de la LAM. Toutefois, afin d’éviter les signes cliniques liés à un état trop avancé de la maladie (anémie, fatigue, paralysie des membres inférieurs) nous avons fixé comme point limite à l’expérimentation un envahissement en cellules leucémiques de 70% dans le sang. En nous basant sur nos précédents travaux nous savons qu’en dessous de ce pourcentage les animaux ne subissent habituellement pas de dommages physiques liés à la maladie. Cependant, pour éviter toute souffrance de l’animal nous observerons très régulièrement les points suivants : comportement, apparence physique, perte de poids supérieure à 20%, paralysie, tumeur localisée, pouvant conduire à son euthanasie éthique. Tous les prélèvements nécessaires au suivit de la maladie se feront sur des animaux préalablement anesthésiés et une analgésie sera donné en supplément pour les prélèvements de moelle osseuse. Après chaque actes (injection ou prélèvement) les animaux seront surveillés pour vérifier qu’ils n’aient pas de souffrance lié à l’acte réalisé. Enfin, pour la partie de notre projet utilisant des modèles murins créés à partir de lignées cellulaires, nous avons choisis de modifier génétiquement nos lignées afin de réaliser le suivit de la maladie par imagerie du vivant pour éviter de réaliser des prélèvements répétés sur les animaux.

Choix des espèces

Les souris immunodéficientes sont un excellent et unique modèle pour la prise de greffe de cellules souches humaines ainsi que le développement de leucémies comparables à celles observées chez les patients. De plus, nous utilisons déjà au laboratoire cette espèce pour notre modèle de LAM humaine et connaissons donc déjà la croissance tumorale, la dissémination et les effets secondaires associés à l’implantation d’une LAM dans cette espèce. Nous injecterons les cellules leucémiques à des animaux entre 4 et 8 semaines. Après 8 semaines, l’immunité résiduelle de ces souris commence à se développer et la greffe est de mauvaise qualité.