Evaluation de la biodistribution et de la toxicité de complexes métalliques à visée chimiothérapeutique chez la souris.

L’élaboration de nouvelles/meilleures stratégies thérapeutiques pour lutter contre le cancer et les maladies infectieuses semble être aujourd’hui nécessaire. En effet, la plupart des chimiothérapies induisent des effets indésirables importants et certains traitements impliquent un très mauvais pronostic. La mise en place de traitements thérapeutiques alternatifs est donc un enjeu majeur. L’un des médicaments les plus fréquemment utilisés contre le cancer est un complexe de platine. Ce complexe métallique présente plusieurs inconvénients importants dont celui d’induire des effets secondaires graves. La recherche s’oriente donc vers d’autres complexes métalliques actuellement en essai clinique, comme les complexes de ruthénium ou d’osmium, qui sont devenus des acteurs de premier choix en montrant des résultats extrêmement prometteurs. Cependant la chimiothérapie est un traitement médicamenteux qui s’administre par voie générale, ce qui présente deux principaux inconvénients : – une toxicité sur les cellules non cancéreuses ; – une élimination rapide des molécules donc un effet limité dans le temps. Pour pallier ceci, des formulations galéniques peuvent être utilisées afin d’augmenter la durée d’action des chimiothérapies et de réduire les effets secondaires associés, en ciblant plus spécifiquement les cellules cancéreuses. Ce projet propose d’étudier l’effet de nouveaux complexes métalliques (« principes actifs ») ainsi que l’effet de la formulation (« forme gallénique ») de ces complexes sur leur biodistribution et leur efficacité in vivo (effet antitumoral sur modèles de tumeurs pulmonaires, ovariennes, colorectales, cérébrales ou mammaires) en comparaison aux traitements standards actuellement utilisés. Le but étant de tester in vivo ces complexes qui ont été sélectionnés in vitro sur leur spécificité d’action contre les cellules tumorales et leur importante biodistribution. Enfin, ce projet propose également d’étudier les mécanismes immunitaires induits par la mort des cellules traitées par les complexes métalliques et responsables de la réduction des tailles de tumeurs. La recherche de ce projet sera donc centré sur la mort cellulaire par immunologie qui est le mécanisme clef dans l’effet des chimiothérapies sur la réduction des métastases et des tumeurs distales.

Les traitements chimiothérapiques actuels présentent une totoxicité et une faible spécificité ayant pour concéquence des effets secondaires graves, ce qui limite leur utilisation et entraine de mauvais pronostics. Il est donc indispensable de trouver des complexes métalliques présentant de meilleures totoxicités, ciblées plus spécifiquement vers les cellules cancéreuses, en proposant des formes galéniques innovantes. Le principal bénéfice de ce projet est de proposer de nouveaux complexes métalliques plus performants (haute toxicité préalablement identifiée sur culture cellulaire), ayant un temps de demi-vie rallongé et ciblant plus spécifiquement les cellules cancéreuses et donc qui présentent une efficacité augmentée sur la réduction des croissances tumorales tout en induisant moins d’effets indésirables. L’objectif de cette étude est de déterminer l’activité antitumorale de ces complexes sur des modèles de tumeurs colorectales, mammaires, ovariennes, cérébrales ou pulmonaires, toutes associées à la luciférase (qui permet une bioimagerie non invasive). Enfin, ce projet propose également d’étudier l’immunité induite par la mort cellulaire immunogénique. Cette immunité qui est induite par certains processus de mort cellulaire résultant du traitement chimio-thérapeutique, permet la mise en place d’une mémoire immunitaire in vivo qui entraine un cercle vertueux de mort des cellules tumorales et donc limite les rechutes et les métastases. Ce projet propose donc d’étudier le potentiel d’induction de la mort cellulaire immunogénique par les complexes métalliques étudiés, en utilisant un protocole récent et standardisé de vaccination. Pour résumer, l’étude des nouveaux complexes métalliques et de leur formulation permettrait la mise en place de traitements chimiothérapiques plus efficaces dans la réduction des tumeurs traitées, présentant moins d’effets secondaires indésirables et prévenant les rechutes et métastases.

Pour étudier la biodistribution, les animaux recevront une implantation de tumeur ou une injection de cellules tumorales en sous-cutanée une seule fois. Cette injection est rapide et sans douleur. Puis 4 à 6 jours après cette implantation, les animaux recevront une dose unique de traitement en injection intraveineuse par le sinus rétro-orbital. Cette injection sera réalisée sous anesthésie générale et durera au maximum 6 minutes anesthésie comprise. Pour étudier l’efficacité, les animaux en rémission seront rechallengés par une injection de cellules tumorales en sous-cutanée. Les souris subiront 8 injections en rétro-orbitale de traitement au maximum (injection lundi, mardi, jeudi et vendredi pendant deux semaines). L’injection rétro-orbitale sera réalisée sous anesthésie générale et durera au maximum 6 minutes anesthésie comprise. Pour les souris receveuses de fragments, nous établirons un suivi à différents temps (à partir de J4 (temps minimum requis pour le début de croissance des fragments) et jusqu’à la fin de l’expérience (trois fois par semaine) et une imagerie non invasive de la croissance tumorale sera effectuée par imagerie optique sous anesthésie également 3 fois par semaine. Suivis par bioimagerie : les souris sont anesthésiées à l’isoflurane 5 minutes avant chaque temps d’imagerie puis placées dans l’appareil. L’acquisition de l’image ne dure que 10 minutes, soit une durée d’anesthésie totale de 15 min. Les souris sont ensuite placées en cages thermostatées pour leur phase de réveil (qui représente un risque d’hypothermie chez la souris)10 minutes puis replacées dans leur cage d’origine. Dans le cadre de l’étude de la mort cellulaire immunogénique, les animaux recevront une seule dose de vaccin sous cutané. Ils reçevront une injection de cellules tumorales au minimum et deux injections de cellules tumorales au maximum (pour les animaux en remission). Le suivi de la croissance tumorale sera réalisé par imagerie de la bioluminescence in vivo sur souris sous anesthésie générale. Les souris sont anesthésiées à l’isoflurane 5 minutes avant chaque temps d’imagerie puis placées dans l’appareil. L’acquisition de l’image ne dure que 10 minutes, soit une durée d’anesthésie totale de 15 min. Les souris sont ensuite placées en cages thermostatées pour leur phase de réveil (évite l’’hypothermie) 10 minutes puis replacées dans leur cage.

L’injection des chimiothérapies peut entrainer une totoxicité donc des effets indésirables chez la souris. En effet, ces complexes présentent une totoxicité importante, principalement dirigé vers les cellules tumorales, mais les études préalable sur lignées cellulaires ne nous permet pas d’estimer la totoxicité sur l’ensemble des cellules saines. Le traitement peut donc entrainer des lésions dans certains organes engendrant plus ou moins d’effets indésirables en fonction de l’importance des lésions. L’implantation de tumeurs sous-cutanées ou de métastases par injection de cellules tumorales peut provoquer des douleurs (ulcères, lésions).

Les études mettent à mort les animaux à la fin de l’expérimentation.

Pour l’étude de la biodistribution, de l’efficacité antitumorale et de la mort cellulaire immunogénique induite par les complexes métalliques, seul un système complexe tel que l’animal peut permettre de répondre à cette question. La souris est le meilleur modèle animal permettant d’étudier la biodistribution, la pharmacocinétique et l’efficacité antitumorale d’un complexe métallique. Ce modèle relativement petit est un ensemble de systèmes biologiques proches de ceux de l’humain, qui permet d’étudier assez précisément les effets antitumlorale mais surtout les effet indésirable potentiels d’une molécule. De plus, un protocole expérimental récent chez la souris permet une étude standardisée de la mort cellulaire immunogénique. Souris BALB/c ou C57BL/6 adultes de 8 semaines donc mature : bonne immunité, pas de tumeur spontanée dans ces lignées syngéniques.