Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 25/09/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-064266)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Actuellement, un large panel de technologies utilisées pour traiter les cancers est proposé. De l’ablation chirurgicale de tumeur solide à la chimiothérapie, les patients se voient souvent attribuer des combinaisons de traitements afin de maximiser leur rémission et éviter ou limiter tout risque de récidive. Parmi les nouvelles approches développées, la thermoablation émerge clairement en tant que nouvelle technique de traitement localisé en pleine expansion. Ceci provient du fait qu’un échauffement ou refroidissement important des cellules cancéreuses entraine la nécrose des tissus tumoraux. Chacune de ces technologies comportent de nombreux avantages, tels que la diminution du caractère invasif de la résection de la tumeur avec un suivi du traitement et des échauffements en temps réel par des méthodes d’imagerie biomédicales multiples. Cependant,la principale limite du traitement par échauffement est la précision et le contrôle des élévations de température exclusivement dans les tissus cancéreux. Afin de surpasser ces limites, des recherches mettent en jeux l’utilisation d’objet chimiques de taille nanométrique (nanoparticules) physiquement activables qui s’accumulent préférentiellement dans les tissus malades (zones tumorales). L’objectif majeur de ce projet est l’évaluation de l’efficacité de nouvelles nanoparticules activables par un Laser pour traiter des tumeurs solides de petites tailles. Ces nanoparticules sont capables de convertir une énergie lumineuse de faible puissance (le laser) en une énergie thermique. Cette technologie pourrait permettre la résection tumorale sans avoir recours à la chirurgie traditionnelle, souvent insuffisante et parfois incomplète. Elle permettrait également de mieux contrôler les échauffements et réduire considérablement les puissances d’illumination pouvant provoquer des douleurs et des sensations de brûlure chez les patients. Pour ce projet expérimental, l’élévation de température nécessaire pour la résection de la tumeur sur l’animal serait contrôlée en temps réel grâce à l’utilisation d’une caméra thermique puis d’une IRM couplée à la thermométrie. Ainsi nous pourrons réguler instantanément les durées d’illumination ou encore les puissances nécessaires afin d’avoir les meilleurs résultats et limiter les inconforts ou les effets non désirables.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Proposer une nouvelle stratégie de traitement contre des cancers solides (cancer colorectal, cancer de la prostate ou cancer du sein) en combinant l’utilisation d’objets chimiques de taille nanométrique (nanoparticules) et leur illumination avec un laser. Ces nanoparticules ont la particularité d’être activables par une source de lumière (laser) pouvant être amenée jusqu’à la tumeur par les voies naturelles du patient (urètre, rectum, œsophage, …) ou par microchirurgie peu invasive. Cette combinaison entre lumière et agent chimique induit des élévations de température améliorées, rapides et suffisamment importantes afin de provoquer une diminution de la masse tumorale. Ainsi nous souhaitons améliorer la méthode LITA (Light-Induced Thermal Therapy) de thermoablation et nous envisageons dans l’avenir que ces nanoparticules pourraient être une solution sur un traitement précis, contrôlé et transposable à l’échelle clinique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Injection sous la peau : une fois, moins de 30 secondes, sous anesthésie. Injection dans la veine : une fois, moins de 30 secondes, sous anesthésie. Positionnement d’un cathéter dans la tumeur sous cutané : une fois, entre 30 minutes et 1 heure, sous anesthésie. Echauffement par le laser au niveau de la tumeur : une fois, jusqu’à 15 minutes, sous anesthésie. Imagerie : 6 séances de 5 minutes, sous anesthésie.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La greffe des cellules cancéreuses en sous cutané peut engendrer un risque d’infection au niveau du site d’injection, une douleur ou une faible perte de poids. La présence de la tumeur peut engendrer une gêne chez l’animal. L’animal pourrait éventuellement développer une mauvaise réaction suite à l’injection des nanoparticules. Une douleur au niveau du site d’injection des nanoparticules pourrait être ressentie. Des risques de brûlures dus à une élévation de température trop importante pourraient également survenir. Ils seront limités grâce à l’utilisation d’une évaluation en temps réel des élévations de température et d’une possibilité d’adaptation de la puissance d’irradiation afin de ne pas dépasser les seuils de température néfastes à l’animal. Un risque d’hypothermie lié à l’anesthésie existe, cependant les souris anesthésiées seront systématiquement placées sur un tapis chauffant. L’immunodéficience des animaux peut entrainer une infection par des pathogènes.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasiés afin de récupérer des prélèvements analysés ultérieurement.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des premiers tests d’élévation de température ainsi que des efficacités d’échauffement ont été réalisés sur des systèmes fantômes (gels d’agar) permettant de mimer un tissu biologique. Différentes quantités d’agents chimiques pouvant provoquer un échauffement sous illumination ont été testées sur ce système. Les élévations de température obtenues étaient excellentes cependant la température initiale des gels employés (18-20°C) n’est pas comparable avec la température d’un animal et induisent donc directement à une évaluation d’efficacité d’échauffement faussée. De plus, les agents chimiques en milieu biologique peuvent également subir des dégradations pouvant engendrer une diminution de leur efficacité. Des tests sur cellules ont également été réalisés afin de vérifier que l’agent chimique rentre bien dans les cellules cancéreuses au cours du temps et qu’il n’est pas toxique. Cependant, dans les tests communément effectués, les cellules sont toutes de même nature, la densité cellulaire n’est pas comparable à un tissu, le système n’est pas vascularisé… en d’autres termes, le modèle cellulaire n’a pas l’exactitude que du modèle animal, ce qui peut conduire à de faux positifs (et de faux espoirs pour les patients). De plus, le contrôle d’élévation de température par suivi par imagerie de résonance magnétique (IRM) n’est pas techniquement applicable aux modèles cellulaires alors qu’elle est adaptée (et communément utilisée) pour l’homme. Pour ces raisons, le modèle in vivo semble inévitable.
2. Réduction
Les premiers tests préliminaires réalisés sur gels d’agar ont révélé d’excellents résultats. Les tests d’innocuité des nanoparticules en l’absence de lumière sur des cellules cancéreuses ont été réalisés en amont. Les souris seront porteuses de 2 tumeurs sous-cutanée afin d’avoir une tumeur contrôle et une tumeur traitée pour chaque animal ce qui nous permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en ayant une meilleure fiabilité du contrôle. Une étude pilote est prévue afin de vérifier l’efficacité des nanoparticules couplées à une activation par la lumière sur la régression des tumeurs. Si les résultats ne sont pas concluants le projet sera stoppé. L’analyse de l’élévation de la température et de l’étendue de la zone de chauffage sera mesurée. Elle nous permettra également de réduire les effectifs et de limiter les complications pouvant survenir avec des échauffements trop importants. Les tissus tumoraux après illumination et observation seront analysés post-mortem. Le suivi de la localisation du médicament au cours du temps suite à l’injection par voie sanguine sera effectué par imagerie de fluorescence qui est une méthode d’imagerie non invasive permettant de faire un suivi longitudinal (dans le temps) sur un même animal. Le nombre d’animaux a été déterminé en utilisant un logiciel dédié et des études statistiques seront réalisées.
3. Raffinement
Les souris seront acclimatées pendant 7 jours après leur arrivée dans l’animalerie. Les souris sont hébergées en groupes sociaux avec un enrichissement du milieu (tunnel ou maison, paille, bâton à ronger) sur un portoir ventilé. L’hébergement en portoir ventilé permet de limiter les risques d’infection des animaux par des pathogènes et/ou des opportunistes. Les étapes du projet sont réalisées sur animal anesthésié et lors de l’anesthésie l’animal est maintenu sur un tapis chauffant. Les animaux sont surveillés par le personnel de l’animalerie et par l’expérimentateur. Une feuille de score est utilisée pour le suivi de l’animal et pour scorer des points limites adaptés au projet. La feuille de score permet de définir des critères d’arrêt des souffrances et propose des mesures conservatoires bien déterminées.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est une espèce de choix en imagerie optique de par sa petite taille. La souris étant un animal de petit gabarit, nous sommes capables de détecter des signaux faibles et profonds en imagerie optique. Le bioimageur utilisé pour l’imagerie de fluorescence est adapté à la souris. Les modèles de tumeurs sous cutanées utilisés dans ce projet ont été établis chez la souris. De plus, la souris étant un petit animal, cela permet de faire des tests avec des petites doses d’agent chimique. Un aspect pratique quant à la quantité d’agents thérapeutiques produits à l’échelle du laboratoire qu’il ne faut pas négliger. Les souris seront utilisées à partir d’un âge de 8-10 semaines correspondant à l’âge de jeunes adultes et à la maturité sexuelle des souris dans l’optique de traiter des cancers hormonodépendants / hormonosensibles comme le cancer de la prostate et le cancer du sein.