Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 02/05/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-346177)
Un agent cancérigène dans l’eau de boisson pendant seize semaines, ou une injection de cellules cancéreuses dans la bouche suivie d’une tumeur buccale qui gêne l’alimentation. 1 500 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l’issue pour prélèvement des tumeurs et des organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L’objet déclaré est de comprendre comment un composant de la matrice extracellulaire bloque les cellules immunitaires autour des cancers de la tête et du cou. Les atteintes décrites se limitent à l’anxiété et à la douleur transitoire des injections buccales, sans que soit précisé ce que quatre mois d’ingestion d’un cancérigène font subir aux 419 souris du modèle chimique.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les cancers de la tête et du cou (ORL) représentent la 6ème cause de cancer humain avec une espérance de vie à 5 ans de 50%. On distingue ceux liés à une infection virale préalable et ceux provoqués par une exposition aux agents cancérigènes (tabac/alcool). La défense immunitaire permet de lutter contre le développement du cancer. Comprendre l’impact de l’environnement immédiat de ces cancers sur la défaillance immunitaire est donc cruciale. La Matrice Extra Cellulaire (MEC) structurant les tissus cancéreux a une constitution et une organisation spécifique qui favorise la progression cancéreuse. Nous avons identifié qu’un composant de la MEC des cancers ORL impacte la position des cellules immunitaires et la sévérité du cancer humain et d’un cancer ORL murin. Lorsque ce même modèle de cancer ORL se développe chez des souris qui n’expriment ce composant structurant, le cancer est moins grave et les cellules immunitaires ne sont pas séquestrées dans l’environnement de la tumeur. Notre objectif est de comprendre la nature des relations de contact entre les cellules immunitaires et ce composant au cours du développement du cancer et de déterminer quand et comment ce composant modifie les performances immunitaires. Ceci permettra d’améliorer nos connaissances sur les relations de proximité au sein des cancers ORL et sera important pour la recherche préclinique en identifiant de nouveaux traitements pour stimuler la défense immunitaire. Sur cinq ans, nous développerons trois modèles de cancers mimant les cancers ORL humains chez la souris normale, sans ce composant structurant ou sans un type immunitaire pour dévoiler les relations entre la défense immunitaire et notre composant structurant au cours de la croissance tumorale: Le premier modèle consiste en l’administration pendant 16 semaines d’un dérivé de la nicotine dans la boisson des souris pour mimer le cancer lié au tabac. Les tumeurs collectées en fin de procédure permettront d’identifier les défaillances de la défense immunitaire à différents stades du cancer; Deux modèles de greffe tumorale buccale par injection de cellules cancéreuses indépendantes d’une infection virale ou dépendante d’une infection virale. Ils permettront de comparer les mécanismes de défense immunitaire dans les cancers dépendant ou non d’une infection virale et leur défaillance. Ces modèles courts seront utiles pour déterminer le rôle de cellules particulières de la défense immunitaire et pour l’évaluation de nouveaux traitements.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ces travaux permettront d’identifier les relations microscopiques entre la défense immunitaire et un composant structurant et les conséquences de ces interactions sur la nature, la fonction des cellules immunitaires, la croissance cancéreuse et la structure du tissu malade. A terme, ces travaux permettront d’identifier des pistes nouvelles de stimulation du système immunitaire dans les cancers ORL afin de stimuler la défense immunitaire. Les modèles murins de développement de cancer ORL que nous proposons de développer et caractériser représente un outil indispensable pour déterminer les relations complexes et temporelles en place au sein des tumeurs. Ces études chez la souris poseront les bases d’une étude translationnelle chez l’Homme. Les résultats de cette étude serviront aussi au developpement de modèles in vitro pertinents.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
1 Modèle chimique: Administration d’un agent cancérigène dans l’eau de boisson pendant 16 semaines n’ayant pas d’impact direct sur l’alimentation (16 semaines par souris, 419 souris maximum). 2 Modèles de greffe buccale: 1 injection de cellules cancéreuses dans la bouche et une injection dans l’abdomen pour l’anesthésie pour contrôler la douleur et l’anxiété due à l’injection des cellules cancéreuses dans la bouche (2 injections totales par souris, 780 souris maximum). Elimination d’une population de la défense immunitaire pour évaluer son rôle dans la croissance cancéreuse par injection dans l’abdomen d’une drogue: 8 injections dans l’abdomen par souris (modèle chimique) sur 80 souris maximum et 2 injections dans l’abdomen par souris (modèles de greffe tumorale) sur 160 souris maximum.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
les injections de cellules cancéreuses dans la bouche peuvent générer de l’anxiété et une douleur transitoire correspondant à une nuisance modérée. Lla croissance des tumeurs buccales peut avoir un impact sur l’alimentation correspondant à une nuisance modérée
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
TOUS mis à mort en fin d’expérimentation afin de réaliser des gestes post-mortem (prélèvementsde tumeurs et d’organes pour analyses biologiques)
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet a pour but de comprendre les relations complexes des cellules immunitaires avec l’environnement immédiat du cancer. Ce type d’étude est difficilement envisageable chez l’Homme car les prélèvements de cancer accessibles pour la recherche sont de très petites tailles et la rareté de nos cellules nous oblige à travailler sur du matériel biologique suffisamment important. Par ailleurs, nous ne pouvons pas étudier l’effet de traitements innovants visant soit à éliminer ou bloquer l’infiltration des tumeurs par certaines cellules dans des modèles in vitro. Or ce type d’analyse est un pré-requis pour pouvoir valider de nouvelles cibles d’immunothérapie chez l’homme. Ces travaux permettront également de mieux comprendre les relations complexes responsables de la croissance cancéreuse, ce qui permettra dans le futur de développer des modèles alternatifs in vitro découlant de nos résultats par ingenierie du tissu.
2. Réduction
Nous avons déterminé les effectifs de nos groupes de manière à obtenir une forte validité statistique (avec puissance de 0.8) avec un minimum d’individus et notre projet a été conçu pour optimiser la quantité d’informations analysables. Le nombre total d’animaux requis est de 1500 pour l’ensemble et la durée totale du projet. Afin de réduire au mieux le nombre d’animaux, nous procéderons à une analyse séquentielle. Une première série d’expériences permettra de développer les modèles murins et de définir les conditions optimales d’expérimentation (n: 260 souris/an sur deux ans). Nous utiliserons ensuite trois modèles tumoraux optimisés dans des souris sans composant structurant et leur contrôle. Le schéma d’accouplement de ces souris a été optimisé pour obtenir 50% de souris avec et sans composant structurant par couplage et les males et les femelles seront utilisés pour réduire le nombre d’animaux inutiles (n: 150 souris par an pendant 4 ans). De plus, nous utiliserons également des souris males et femelles dans laquelle une population immunitaire est éliminée et leur contrôle dans les trois modèles tumoraux (n: 480 souris maximum). Nous réduirons ce nombre de 160 souris si nos résultats antérieurs démontrent que le modèle chimique et un modèle de greffe ont des caractéristiques similaires. Dans ce cas les expériences ne seront menées que sur deux des trois modèles tumoraux.
3. Raffinement
Afin d’améliorer les conditions d’hébergement réglementaires des animaux (porteurs ventilés, 5 animaux par cage, objets déplacés régulièrement pour stimuler la curiosité) dans le contexte de cette pathologie buccale, du gel nutritif est ajouté dans la cage afin de faciliter l’alimentation après les injections de cellules cancéreuses. Les injections de cellules cancéreuses sont réalisées sous anesthésie en présence d’un médicament anti-douleur afin de contrôler l’anxiété et la douleur liée à l’injection. Les signes de l’évolution du cancer, le suivi des animaux seront effectués conformément à une grille d’évaluation permettant de définir un niveau de douleur/souffrance à partir duquel les animaux concernés seront mis à mort. Plus particulièrement, il est à noter que les modèles cancéreux seront établis de façon à limiter la croissance tumorale a un volume de 20% en deça du point limite éthique afin d’éviter une souffrance liée à un problème nutritionnel et le suivi quotidien du comportement et une pesée bi-hebdomadaire des animaux permettra de détecter les signes précoces de souffrance. Enfin les souris dans lesquelles notre population immunitaire d’intérêt peut être éliminée par injection d’une drogue ont un phénotype attendu non dommageable mais le bien-être des souris (poids, posture et mobilité) sera documenté hebdomadairement dès le début de l’expérimentation afin d’éviter toute souffrance.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les modèles murins de tumeurs ORL que nous proposons de développer et d’utiliser permettront de caractériser un environnement complexe qui mime les tumeurs humaines. Ce type d’analyse détaillée est un pré-requis pour pouvoir identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et identifier de nouvelles approches d’immunothérapie chez l’homme. Les souris seront mises en expérimentation à un âge de 8 semaines, âge auquel le système immunitaire est mature.