Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/10/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-127282)
Évaluer si des ligands de deux protéines membranaires, les prohibitines, freinent le cancer du rein humain : 440 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Sous anesthésie gazeuse, les expérimentateurs greffent en haut du dos de chaque souris des cellules tumorales humaines, puis injectent le composé à tester deux fois par semaine pendant trois semaines, la tumeur étant mesurée chaque semaine au pied à coulisse. Le porteur affirme que le développement tumoral n’est pas douloureux pour les animaux et présente l’absence d’incision comme une garantie de confort. La perte de poids liée aux composés injectés figure parmi les points limites qui mettront fin à l’expérience pour les souris concernées.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le cancer du rein (CaR) de l’adulte représente 431 000 nouveaux cas et 179 000 décès par an dans le monde (14 000 cas, 5000 décès en France). Dans 85% des cas, il s’agit d’un carcinome à cellules rénales (CCR) se développant à partir des structures tubulaires matures. Le carcinome à cellules claires (CCC, issu des tubules contournés proximaux) constitue 75% des CCR et est caractérisé, notamment, par une inactivation du gène suppresseur von Hippel-Lindau. Dans 15% des cas de CCR il s’agit d’un carcinome rénal papillaire (CP, issu des tubules contournés distaux) qui peut être de bon ou mauvais pronostique. Comme le CCC, ils sont caractérisés par une très forte hétérogénéité (histopathologique, moléculaire, génétique), qui participe à la résistance aux thérapies. Au diagnostic 50% des CCC sont ou seront métastatiques. Après exérèse, si non métastatique, une thérapie adjuvante est proposée. Dans les cas métastatiques, ce sont des associations thérapeutiques qui sont utilisées. Cependant, malgré un gain dans la survie sans progression, et la survie globale, ces traitements restent non curatifs. En outre, aucun biomarqueur moléculaire prédictifs de réponse ou de résistance n’a été validé. De nouvelles cibles thérapeutiques sont activement recherchées pour le CaR. Les PHB1 et 2 eucaryotes humaines sont des protéines membranaires très conservées impliquées notamment dans le métabolisme énergétique, la prolifération, l’apoptose et la sénescence. Des données montrent une expression altérée des PHBs dans certains types de cancer (pancréas, vessie…), et une seule publication dans le CaR pour la PHB2. Des données préliminaires non publiées in vitro sur des ligands suggéraient la possibilité que ce système puisse être impliqué dans la viabilité cellulaire dans le CaR. C’est dans ce but que nous allons évaluer l’oncogénicité des PHBs dans ce cancer, en axant plus spécifiquement sur le CCC et le CP, afin de proposer de nouvelles options thérapeutiques basées sur leur inhibition par les ligands.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le CaR reste un problème majeur de santé publique aux stades avancés et métastatiques malgré les prises en charges thérapeutiques qui ont bien évolués ces dernières années. L’identification de nouvelles cibles thérapeutiques reste essentielle. Notre projet entre dans ce cadre de recherche, avec des outils transposables en clinique. Les 1ers résultats obtenus in vitro sont très prometteurs quant à la nature oncogénique de ce système, dont le ciblage pourrait ainsi étoffer l’arsenal thérapeutique disponible. Ainsi, nous pourrons apporter de nouveaux outils pour contenir la maladie, voire l’éradiquer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris anesthésiées (sous anesthésie générale gazeuse) subiront une injection de cellules tumorales puis 2 injections par semaine pendant les 3 semaines du traitement à tester. L’expérimentation durera 5 minutes. Le volume tumoral sera suivi par mesure hebdomadaire à l’aide d’un pied à coulisse électronique, et le poids des souris mesuré.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Il s’agit d’injecter des cellules en sous-cutané en haut du dos des souris, donc aucune incision, aucune chirurgie, et sous anesthésie générale à l’isoflurane qui permet une induction et un réveil rapide. Nous avons une très forte expérience du développement de modèles CDX avec plusieurs lignées de divers types de cancers, et dans les traitements quel que soit le mode d’injection. Une nuisance attendue éventuelle sur les animaux est une légère douleur, voire un risque mineur d’inflammation au point de piqure lors des injections ip. des composés prévues 2 fois par semaine, mais qui est largement amoindrie par l’anesthésie gazeuse que nous utilisons. Une autre nuisance potentielle est la perte de poids liée aux composés injectés, et cela fait partie des points limites lors des expérimentations.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expérimentations afin de collecter un maximum de tissus afin de procéder à des analyses complémentaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le CaR, comme beaucoup de cancer, se caractérise par une grande variabilité cytogénétique intra et inter-individu. Les modèles d’étude se basant sur les lignées cancéreuses clonales ne reflètent pas l’hétérogénéité de la tumeur in situ. Idem pour les systèmes de culture 3D, en cours de développement, qui ne permettent pas encore d’obtenir des résultats projetables à l’homme, même s’ils demeurent un outil indéniable comme première approche. En outre, il est connu que les études uniquement réalisées sur lignées cellulaires en culture peuvent donner des résultats artéfactuels, notamment dans le CaR, car les cellules en culture ont des sensibilités aux molécules qui ne sont pas retrouvés dans les modèles in vivo, comme les modèles CDX (xénogreffe de cellules tumorales), grâce notamment au microenvironnement qui est recréé dans les xénogreffes chez l’animal. Par conséquent, aucune méthode de remplacement pertinente n’existe à ce jour. Il est donc indispensable d’utiliser les modèles in vivo, comme le modèle CDX, au plus proche des caractéristiques de la pathologie humaine, pour conforter les résultats. Le modèle CDX est un modèle de choix en comparaison aux modèles in vitro car les tumeurs qui se développent bénéficient d’un environ tumoral comme celui retrouvé in situ, avec également une vascularisation du tissu, très importante pour que les molécules testées arrivent jusqu’aux cellules tumorales.
2. Réduction
Nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés pour les différentes étapes du projet, avec 10 souris par groupe expérimental pour les CDX, pour une raison statistique. En effet c’est le nombre nécessaire pour pouvoir faire des tests statistiques sur 8-10 souris dans chaque groupe. De notre large expérience on sait qu’il faut xénogreffer 10 souris pour pouvoir faire des statistiques sur 8-10 souris, car les tumeurs ne se développent pas sur toutes les souris mais dans 80% des cas minimum. Pour une question logistique nous prévoyons un groupe contrôle par formulation. Nous avons une forte expérience de ces expérimentations. Le nombre de souris nécessaire au projet a été calculé mathématiquement pour obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes. Dès que les objectifs seront atteints, ou en absence d’effet des traitements, aucun animal supplémentaire ne sera inclus permettant de réduire encore les effectifs.
3. Raffinement
Le raffinement sera assuré par un enrichissement des cages pour le confort des animaux (des bâtons à ronger pour limiter les querelles ; des carrés de coton pour une nidification ; des igloos, permettant le jeu et le repos). Les souris seront nourries et hébergées en groupe ; elles ne seront séparées qu’en cas de comportement agressif avec induction de plaies. Les animaux seront hébergés en portoirs ventilés et les expériences réalisées sous PSM. L’expérimentation se fera sous anesthésie générale à l’isoflurane. Pour un meilleur confort, nous prévoyons d’alterner les côtés lors des injections ip (flancs droit et gauche) ; comme les expérimentations se font sous anesthésie gazeuse, une acclimatation n’est pas nécessaire, sauf celle de minimum 2 semaines lors de la réception des souris par le fournisseur. Les animaux seront maintenus au chaud sur un tapis chauffant pendant la phase de réveil, phase pendant laquelle les animaux seront surveillés en continu. Il est à noter que le développement tumoral n’est pas douloureux pour les animaux. De plus, nous avons établi des points limite qui mettront fin à l’expérimentation en cas de souffrance et d’inconfort des animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les pathologies cancéreuses en général se caractérisent par une grande variabilité cytogénétique entre les individus et sont généralement hétérogènes au sein même de la tumeur. Or, jusqu’à présent, les modèles d’étude en oncologie se basent sur les lignées cancéreuses clonales qui ne reflètent pas l’hétérogénéité de la tumeur in situ. Par ailleurs, les modèles expérimentaux in vitro ne prennent pas en compte le rôle du microenvironnement dans le développement tumoral. Ainsi, malgré le développement de cultures 3D dont la mise en place reste difficile, les modèles animaux s’avèrent donc indispensables pour la recherche translationnelle en oncologie. Le modèle expérimental décrit dans ce projet nécessite l’utilisation d’animaux immunodéprimés pour permettre le développement d’un tissu étranger, donc pour éviter les rejets de xénogreffes. En grande majorité les animaux utilisés sont des rongeurs (souris, rat), mais la souris est préférée au rat car elle présente une pharcodynamique plus proche de l’humain que celle du rat, et est plus facilement maniable (préhension, hébergement…) ; il s’agit donc du modèle de référence pour ces expérimentarions. Nous utiliserons des souris jeunes âgées de 6 à 7 semaines afin d’avoir un système immunitaire, autre que celui provenant du thymus, encore très peu mature, permettant d’assurer une prise de xénogreffe optimale après injection des lignées cellulaires.