Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 19/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-337538)
Dépilées à l’abdomen puis injectées dans le canal mammaire sous anesthésie gazeuse, 371 souris développent des tumeurs qui leur sont ensuite retirées par chirurgie, agrafes posées puis ôtées dix jours plus tard, pour laisser aux métastases pulmonaires le temps de se former. 336 relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 35 d’un niveau sévère, et toutes sont tuées pour analyse post-mortem. Le projet cherche à identifier les cellules à l’origine des métastases du cancer du sein en les traçant par code-barres génétique. Sur les effectifs, le porteur écrit les avoir réduits au minimum possible, puis précise qu’aucune approche statistique n’a été réalisée.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les métastases constituent la première cause de décès dans le cadre du cancer du sein chez la femme. C’est pourquoi, la compréhension du développement des métastases sur des sites secondaires ainsi que la découverte de l’identité et les caractéristiques des cellules tumorales à l’origine des métastases constituent un axe majeur de la recherche contre le cancer. Le processus métastatique est complexe et comprend plusieurs étapes : invasion des tissus adjacents à la tumeur, fuite dans les vaisseaux sanguins, survie dans la circulation sanguine, extravasion et colonisation du site secondaire. L’environnement et l’interaction avec l’ensemble des cellules présentes dans la tumeur sont primordiaux aux cellules tumorales pour compléter l’ensemble de ces étapes. Or, à ce jour, la plupart des études sur les métastases sur modèle murin reposent sur l’injection de cellules tumorales directement dans la circulation sanguine de l’animal, avec, en plus, une manipulation en amont des cellules tumorales. L’objectif principal de ce projet est de comprendre comment les cellules tumorales peuvent, dans un contexte physiologique, acquérir la capacité d’envahir des sites secondaires et de former des métastases. Quelles cellules sont à l’origine des métastases ? Quelles sont les propriétés fondamentales de ces cellules ? Quelles faiblesses et addictions de ces cellules pourront nous permettre de les éliminer pour prévenir le développement de métastases ? Pour répondre à ces questions, nous proposons d’utiliser un modèle génétique permettant de suivre les cellules de la tumeur primaire aux métastases couplé à un modèle de résection des tumeurs mammaires mimant la chirurgie du cancer du sein pratiquée chez la femme, pour pouvoir étudier après le développement métastatique qui s’ensuit. Ce projet contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l’évolution et l’agressivité des tumeurs du sein observées dans un environnement très proche des cancers du sein chez la femme
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet va nous permettre d’étudier le développement métastatique de tumeurs mammaires, sans manipulation des cellules tumorales en amont qui pourrait induire des résultats en discordance avec les mécanismes métastatiques opérant in vivo. Ce projet nous permettra donc d’identifier les cellules à l’origine des métastases, mais aussi de comprendre quelles sont les caractéristiques indispensables à ces cellules pour pouvoir se développer et s’adapter à un site secondaire. Grâce à la résection des tumeurs mammaires, les métastases pulmonaires pourront se développer, permettant ainsi de collecter assez de matériel biologique pour la suite de nos analyses. A long terme, ces informations permettront de mieux appréhender les mécanismes impliqués dans le développement métastatique, du départ de la tumeur primaire, jusqu’à la prolifération au niveau du site secondaire, constituant ainsi de nouvelles pistes thérapeutiques pour les cancers du sein métastatiques, responsables de la plupart des décès dans cette pathologie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans un premier lot d’animaux, une molécule sera injectée (durée 30 secondes) pour induire l’expression de code-barre par les cellules permettant de tracer leur devenir pendant les différentes étapes tumorales jusqu’à la métastase. Dans un second lot d’animaux, une protéine sera injectée pour déclencher la formation de la tumeur mammaire. Pour cela, les animaux seront sous anesthesie gazeuse pour une durée maximum de 20min. Les poils de l’abdomen seront ensuite retirés avec une tondeuse et de la crème dépilatoire. Une fine seringue permettra l’injection dans le canal de la glande mammaire. Les animaux seront maintenus sur plaque chauffante tout au long de l’intervention. Pour ces deux lots d’animaux lorsque les souris développent des tumeurs mammaires, une résection de la tumeur sera effectuée pour favoriser le développement de métastases et ainsi avoir des cellules en quantité suffisante pour procéder à la suite de l’analyse. La résection de la tumeur mammaire se déroulera dans des conditions stériles, dans une pièce dédiée. Les animaux seront sous anesthesie gazeuse (maximum 30 minutes), des anti-inflammatoires et anti-douleurs seront injectés (durée du geste : 30secondes). La tumeur sera retirée en prenant soin de cautériser tous les vaisseaux irrigant la tumeur. La plaie sera refermée à l’aide d’agrafes qui seront retirées une dizaine de jours après la chirurgie. Les animaux seront sous traitement antibiotique. Pour finir les animaux seront mis à mort pour récupérer les tumeurs primaires et les métastases.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nos souris transgéniques sont viables et ne présentent aucun problème sévère de santé à l’âge adulte. Les nuisances liées au développement tumoral sont faibles et sont principalement liées au positionnement des tumeurs (proche de la patte ou du cou) et peuvent conduire à un inconfort lors des déplacements de la souris. Les nuisances attendues lors de l’administration des traitements seront celles liées à l’injection elle-même (gêne de courte durée). Suite à la chirurgie, des douleurs post-opératoires et une perte de poids peuvent apparaitre dans la semaine suivant la chirurgie. Les animaux vont développer des métastases. Ces métastases pourraient induire perte de poids, réduction de la mobilité ou gêne respiratoire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Au fil des ans, notre équipe a déployé beaucoup d’efforts pour développer des modèles 3D in vitro, comme les organoïdes, qui soient physiologiquement pertinents pour analyser le comportement dynamique des cellules tumorales in vitro. Cependant, le processus métastasique est complexe, nécessite des interactions entre les cellules tumorales et les cellules environnantes et comprend plusieurs étapes qui ne peuvent pas être reproduites in vitro, comme la fuite dans les vaisseaux sanguins. Afin d’utiliser moins d’animaux, nous utilisons en parallèle un modèle d’invasion des organoïdes pour récapituler certaines étapes du processus métastatique. De plus, les animaux seront essentiels pour tracer les cellules souches cancéreuses au sein de la tumeur, étant donné qu’il n’existe actuellement aucun modèle in vitro qui puisse récapituler l’hétérogénéité cellulaire tumorale.
2. Réduction
Le nombre de souris utilisées pour chaque expérience sera réduit au minimum possible. Pour réduire au minimum le nombre d’animaux et exploiter au mieux les prélèvements, des informations seront obtenues au niveau phénotypique, cellulaire et moléculaire à partir du même animal. Des schémas de reproduction des souris transgéniques sont réalisés afin d’obtenir efficacement les cohortes de souris appropriées. Pour chaque souris la tumeur primaire ainsi que les métastases seront collectées. Aucune approche statistique n’a été réalisée.
3. Raffinement
Les animaux seront manipulés le moins possible. Il est important de noter que les points limites sont soigneusement définis avec une surveillance attentive des signes cliniques. Des fiches d’évaluation clinique sont mises en place. Les souris seront surveillées soigneusement pour détecter tout signe de détérioration des conditions cliniques. Un examen complet, au moins hebdomadaire (fréquence adaptée à l’évolution), des souris développant des tumeurs et des métastases pulmonaires permettra de détecter des signes précoces de détresse et de maladie. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie et effectuée par une personne formée en chirurgie dans des conditions d’asepsie optimisées qui limiteront les nécroses tissulaires, les inflammations ou encore les infections. L’animal sera opéré dans une pièce dédiée. Un cocktail analgésique et antibiotique sera injecté en préopératoire et post-opératoire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’organisation générale, le développement et le fonctionnement de la glande mammaire sont très similaires chez la souris et chez l’Homme. Le modèle souris est donc très utilisé dans la communauté scientifique afin d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires du développement normal du tissu ainsi que de la tumorigenèse. De plus, la souris est un mammifère, donc le modèle animal de laboratoire le plus adapté permettant l’analyse de la glande mammaire et des tumeurs mammaires. Pour la résection des tumeurs mammaires, les souris seront opérées à l’âge de 14 semaines (âge compatible avec le développement spontané des tumeurs mammaires dans notre modèle). Et les métastases seront étudiées à 18-20 semaines environ. Dans le modèle Brca1/P53, les souris seront opérées pour résection tumorale à partir de 7 mois lors de l’apparition des tumeurs et analysées pour la détection de métastases à l’âge de 8 mois environ. Dans les deux modèles, les tumeurs et métastases seront analysées avant qu’elles ne génèrent de signe de souffrance chez les souris.