Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 12/03/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-274119)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet de recherche vise à développer une nouvelle approche d’immunothérapie pour le traitement des tumeurs solides, en utilisant des cellules immunitaires appelées macrophages. L’objectif est de surmonter les limitations actuelles des immunothérapies anticancéreuses, telles que la faible pénétration des cellules immunitaires dans la tumeur et l’immunosuppression induite par la tumeur elle-même. Les cancers sont souvent difficiles à traiter car les cellules cancéreuses peuvent échapper à l’attaque du système immunitaire. Ce projet propose d’utiliser des macrophages, un type de cellule immunitaire, qui seront modifiés pour mieux combattre les tumeurs. Ces macrophages modifiés seront capables de cibler et de détruire les cellules cancéreuses tout en résistant aux mécanismes de défense de la tumeur. Les macrophages seront modifiés pour exprimer un récepteur spécifique (CAR) qui leur permet de reconnaître et de cibler les cellules tumorales. Les macrophages seront reprogrammés pour adopter un comportement pro-inflammatoire, ce qui les rendra plus efficaces pour combattre les tumeurs et résistants à l’immunosuppression induite par les cellules tumorales. Nous nous appuyons sur nos travaux précédents qui ont démontré que l’inhibition des proprotéines convertases permettait de polariser les macrophages vers un profil pro-inflammatoire. Les souris seront utilisées pour tester cette nouvelle approche. Des souris immunodéficientes seront utilisées dans un premier temps, puis des souris avec un système immunitaire humanisé seront ensuite utilisées pour étudier les interactions entre les macrophages et les autres cellules immunitaires. Les souris recevront, sous anesthésie, des injections de cellules tumorales dans les régions mammaires et cérébrales afin de modéliser la croissance des tumeurs. La croissance des tumeurs sera suivie deux fois par semaine et tout signe de détresse ou de souffrance seront surveillés. Ensuite, nous allons introduire des macrophages modifiés, appelés macrophages CAR, qui sont conçus pour cibler spécifiquement les cellules tumorales et améliorer la réponse immunitaire grâce à leur reprogrammation pro-inflammatoire.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet pourrait représenter une avancée majeure dans le traitement des tumeurs solides, offrant une nouvelle option thérapeutique aux patients. En améliorant la capacité des macrophages à pénétrer les tumeurs et à rester actifs malgré l’environnement immunosuppresseur, cette recherche pourrait conduire à des traitements plus efficaces et moins invasifs.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux de la procédure expérimentale 1 seront soumis à une seule chirurgie au niveau de la zone d’implantation tumorale (4° coussinet adipeux), cette chirurgie permettant l’implantation des cellules tumorales. Les animaux de la procédure expérimentale 2 seront soumis à une seule neurochirugie par voie stéréaotaxique au niveau de la zone d’implantation tumorale. Les macrophages modifiés seront injectés dans les souris pour cibler les tumeurs.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les symptômes attendus sur les animaux sont les symptômes neurologiques qui ont été évalués avant par des scores neurologiques modifiés comme suit : grade 0, absence de symptômes; grade 1 (légers),faiblesse de la queue ou paralysie de la queue; grade 2 (modérés), paraparésie des pattes postérieures ou hémiparésie; grade 3 (sévères), paralysie des pattes postérieures ou hémiparalysie; et grade 4 (très sévères), paralysie complète (tétraplégie), stade moribond ou décès. Mais dans notre projet, tous les animaux seront euthanasiés dès l’apparition de symptômes de grade 3. Les animaux seront observés tous les jours pour l’apparition des symptômes. Les symptômes tels que la douleur et la détresse seront atténués par l’anesthésie et l’administration d’analgésiques. Pour les deux modèles (mammaires et cérébrales), tout signe de souffrance (prostration, isolement, perte de poids supérieure à 20% du poids corporel initial) sera scruté et fera l’objet d’un suivi scoré, tout animal présentant un de ces signes sera mis à mort. Les injections de macrophages peuvent induire des réactions inflammatoires locales au site d’injection et des effets systémiques modérées liés à l’activation immunitaire. Tous les animaux seront observés quotidiennement pour détecter ces effets, et une euthanasie sera pratiquée dès l’apparition de symptômes sévères.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure les souris seront soumises à une euthanasie, et des prélèvements des tumeurs mammaires et des gliomes seront ensuite réalisés pour des analyses par cytométrie en flux et immunofluorescence.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Avant d’envisager toute expérimentation in vivo, nous avons exploré les alternatives non animales disponibles et évalué leur pertinence par rapport aux objectifs du projet. L’efficacité des macrophages CAR a d’abord été testée in vitro sur des lignées cellulaires en 2D, puis ex vivo sur des modèles organoïdes 3D, reproduisant plus fidèlement l’environnement tumoral. Ces expériences ont permis de déterminer que la furine est l’enzyme la plus efficace pour réactiver les macrophages et ont optimisé le multiplicity of infection (MOI) nécessaire pour générer des macrophages CAR fonctionnels, capables de reconnaître et d’éliminer les cellules cancéreuses. Ces résultats valident la pertinence de poursuivre par des études in vivo, indispensables pour évaluer l’efficacité et la sécurité des macrophages CAR dans un microenvironnement tumoral complexe,et pour affiner le développement de nouvelles stratégies d’immunothérapie.
2. Réduction
Au cours de la rédaction des protocoles in-vivo, une analyse biostatistique a été effectuée afin de définir le nombre idéal des animaux, qui sera utilisé en conjonction avec la crédibilité des résultats obtenus. Le nombre de souris sera réduit le plus possible afin d’avoir des résultats statistiquement significatifs (lots de 10 animaux par condition). Le projet fait appel à différents modèles expérimentaux, dont des modèles cellulaires en trois dimensions qui ont permis de réduire le nombre de conditions expérimentales à tester in vivo. La validation de ces conditions expérimentales ne peut se faire qu’in vivo pour rendre compte de l’efficacité du traitement dans un système biologique complexe.
3. Raffinement
Les conditions de vie des animaux seront optimisées pour minimiser le stress et la douleur. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie et des analgésiques seront administrés pour gérer la douleur post-opératoire. Les animaux seront surveillés de près pour détecter tout signe de détresse ou de souffrance, et des critères stricts d’euthanasie seront appliqués pour éviter toute souffrance inutile. Les techniques et protocoles utilisés seront continuellement évalués et améliorés pour assurer le bien-être maximal des animaux. Les conditions de vie seront améliorées au maximum.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
C’est une espèce classiquement utilisée en cancérologie dont la génétique et la manipulation sont bien maitrisées en laboratoire. Des tests de macrophages CAR sur les modèles souris ont déjà été publiés précédemment. Nous utiliserons des souris adultes jeunes ayant atteint leur taille maximale, soit âgées de 8 semaines. Pour les souris humanisées, nous utiliserons des souris âgées de 21 semaines (16 semaines après humanisation).