Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/02/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-271184)
672 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection intracardiaque de cellules de cancer du sein sous anesthésie, un suivi par bioluminescence, puis sont tuées par cohortes de un à trente jours après l’injection pour prélever cerveau, foie et poumons, le développement métastatique pouvant réduire la mobilité. Le porteur cherche à identifier des régulateurs des métastases cérébrales, les bénéfices pour les patientes étant situés « à moyen ou long terme ». Il indique utiliser en amont un dispositif « métastase-sur-puce » pour présélectionner les cibles.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est d’identifier les régulateurs moléculaires majeurs (master regulators) impliqués dans les étapes précoces du développement métastatique cérébral des cellules cancéreuses de sein triple négatif.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les métastases cérébrales représentent un enjeu majeur dans le cancer du sein du sous-type triple négatif. Environ 25% des patientes atteintes de ce type de cancer développeront une métastase cérébrale à la suite d’une tumeur primaire, leur conférant une survie médiane de 6 mois. Dans ce contexte, il est nécessaire d’identifier des acteurs impliqués dans le développement métastatique cérébral qui représenteront de potentielles cibles pour en limiter le développement. Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires activés lors de la dissémination de cellules cancéreuses dans le parenchyme cérébral et ainsi découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles bloquant le développement de métastases cérébrales. Ce projet sera donc bénéfique à moyen/long terme pour les patientes atteintes de cancer du sein métastatique (santé humaine).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Après l’arrivée et l’acclimatation pendant 7 jours des animaux en zone d’hébergement, l’ensemble des 336 animaux seront manipulés tous les 2 jours pendant 3 semaines par l’expérimentateur avant le début des procédures afin de réduire leur stress et de les habituer à la manipulation humaine. Le projet se déroulera ensuite en trois parties. Plusieurs étapes sont communes à l’ensemble des parties. L’ensemble des animaux (336) sera soumis à une anesthésie gazeuse (durée 15min) afin, dans un premier temps de tondre une partie de leur pelage au niveau du torse. Ensuite, les animaux recevront une injection intracardiaque de cellules cancéreuses (cellules humaines de cancer du sein ; parties 1 et 2 : 240 animaux), de placebo (parties 1 et 2 : 24 animaux) ou de cellules cancéreuses dont on a retiré ou non une cible préalablement identifiée (partie 3 : 72 animaux). Tout au long de l’injection intracardiaque, les souris seront maintenues sous anesthésie à l’aide d’un masque et l’injection se fera sans chirurgie. Une fois les injections réalisées, l’état des souris sera contrôlé et les animaux seront pesés tous les 2 jours (2 min par animal). Une lecture de bioluminescence sera réalisée après injection intracardiaque puis une fois par semaine afin de suivre le développement des cellules tumorales. Pour cela les animaux seront soumis à une anesthésie gazeuse et recevront une injection de luciférine afin de permettre la lecture (durée totale de l’intervention : 10 min par animal). Pour les parties 1 et 2 : des cohortes de 44 animaux seront mises à mort à 1, 3, 5, 10, 15 et 30 jours après l’injection des cellules. Le foie, les poumons et le cerveau seront récupérés afin d’analyser le développement métastatique par imagerie et par analyse des gènes. Pour la partie 3 : les 72 animaux seront mis à mort 30 jours après l’injection des cellules. Le foie, les poumons et le cerveau seront récupérés afin d’analyser le développement métastatique et d’évaluer le potentiel d’inhibition du développement métastatique de la cible choisie.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les procédures que nous prévoyons de réaliser pourraient être à l’origine d’un stress lié à la manipulation, de plus, le développement métastatique cérébral pourrait être à l’origine d’une réduction de la mobilité ou encore une perte de poids. Le suivi régulier des animaux permettra de pallier rapidement ces conséquences. L’étape initiale d’injection des cellules et les étapes ultérieures d’imagerie nécessitant l’injection d’une molécule pour visualiser la bioluminescence pourraient entraîner un stress ou une douleur chez les animaux. Par prévention, les souris subiront donc une anesthésie gazeuse pour ces différentes étapes. Les cellules injectées conduisant à la dissémination de métastases au niveau du parenchyme cérébral, un soin tout particulier sera apporté à la surveillance du comportement des animaux et à l’apparition d’un changement dans ce dernier ou d’éventuels signes de souffrance au moyen d’une grille de score.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
La récupération des différents organes pour analyse étant essentielle dans ce projet, les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous avons réalisé une série d’expérience in vitro afin de définir au mieux les modèles à utiliser, ainsi que les conditions expérimentales à conduire in vivo. En parallèle, nous avons développé des dispositifs micro-fluidiques « métastase-sur-puce » pour réaliser une pré-validation des cibles identifiées. Le dispositif comprend une microvascularisation perfusée intégrée dans une matrice de collagène obtenue avec des canaux latéraux de collecte. Cette plateforme permet le suivi par imagerie confocale de cellules cancéreuses métastatiques traversant une structure de type endothélial vers un environnement modulable. Ce dispositif servira à sélectionner les cibles les plus pertinentes à valider in vivo.
2. Réduction
Pour ce projet, nous focalisons notre recherche sur le développement métastatique au niveau du cerveau, mais nous allons également récupérer de manière complémentaire les poumons, le foie et la moelle osseuse afin d’éviter une répétition de l’approche expérimentale pour chaque lieu métastatique. La veille de la littérature scientifique ainsi que des analyses statistiques ont permis de déterminer le nombre d’animaux strictement nécessaires pour l’obtention de résultats scientifiques valides.
3. Raffinement
Afin de limiter au maximum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 5 animaux par cage dans un environnement enrichi (maison, carré de coton, copeaux de cartons…) et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés 7 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés individuellement par l’expérimentateur tous les deux jours pendant 3 semaines avant la mise en place de l’expérimentation et dans une pièce séparée des autres animaux afin réduire leurs stress et angoisse. Lors de l’expérimentation, les animaux seront anesthésiés avant chaque geste pouvant induire un stress ou une angoisse chez l’animal : tontes, injections intracardiaques et mise à mort. Une fois l’injection intracardiaque de cellules tumorales réalisée, les animaux seront suivis quotidiennement de manière à pouvoir détecter le plus rapidement possible tout signe de souffrance ou d’angoisse. En cas de souffrance (modification de l’apparence, prostration, poil hérissé, perte de poids…) un traitement analgésique sera envisagé. Les points limites à ne pas dépasser ont été définis. Dans le cas où un seuil limite serait atteint et que le traitement mis en place n’aurait pas d’effet, les animaux seront mis à mort selon la méthode définie (avec anesthésie au préalable).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est une espèce de choix dans les modèles d’études en cancérologie de par, notamment, la disponibilité des outils moléculaires et sa proximité génétique avec l’homme. Dans le cadre de notre étude, nous devons injecter des cellules cancéreuses humaines à notre modèle pré-clinique qui de ce fait doit être immunodéficient. Les animaux utilisés seront des souris femelles adultes âgées de 6 à 8 semaines (ayant atteint la maturité sexuelle) afin de bénéficier d’un environnement propice au développement de métastases de cellules de cancer du sein.