Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 02/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-458132)
1 000 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent une greffe de tumeur cérébrale par chirurgie intracrânienne, suivie d’une résection puis de traitements, pour reproduire un glioblastome humain et évaluer des composés après opération. Le porteur indique que la tumeur peut provoquer des troubles neurologiques comme des convulsions, une incapacité à boire ou manger et une apathie, ces signes ou une perte de poids déclenchant un point limite de mise à mort. Il affirme que les méthodes alternatives « ne permettent pas » de prévoir l’efficacité in vivo des candidats-médicaments et que les reconstructions de tumeurs en 3D restent « marginales ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, quelque 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Selon l’OMS, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Les gliomes de haut grade restent à ce jour un cancer pour lequel la prise en charge a peu évolué depuis 20 ans, avec une survie médiane après traitement à ce jour de 24 mois environ. Le développement de nouvelles thérapies est de ce fait critique afin d’améliorer la survie et la rémission des patients. L’objectif de ce projet est de reproduire un modèle de glioblastome orthotopique chez les rongeurs (rats) décrit dans la littérature car il s’agit d’un modèle prédictif reflétant la pathologie cancéreuse. Ce modèle implique le développement d’un glioblastome, puis sa résection, puis un traitement. Il permet donc d’évaluer spécifiquement l’efficacité thérapeutique des composés d’intérêt dans le contexte de la présence de cellules cancéreuses résiduelles suite à une chirurgie de résection de glioblastome, chez l’homme. En d’autres termes, les études couvertes par ce projet permettront, avant les essais cliniques chez l’homme, d’évaluer l’efficacité de composés destinés à traiter les tissus cancéreux résiduels de glioblastome chez l’homme. Une évaluation de la toxicité, de la pharmacocinétique et de la biodistribution des traitements pourra aussi être réalisée en plus de l’évaluation de l’efficacité antitumorale.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Pour certaines applications thérapeutiques, de nouveaux modèles précliniques plus prédictifs doivent être établis afin de pouvoir transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. L’animal représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettant d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. Au cours des expériences réalisées, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme, d’étudier les mécanismes de résistance après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre contre le cancer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : Les animaux seront irradiés après un court transport (durée totale moins de 30 minutes hors transport, les animaux restant dans leur cage de stabulation). La greffe tumorale intra cérébrale, ainsi que sa résection seront des procédures chirurgicales d’une trentaine de minutes environ et seront réalisées sous anesthésie et analgésie pré-, per et post-opératoire. Les animaux vigiles et sous contention pourront recevoir des traitements par voies intra-péritonéale (IP), intra-veineuse (IV), sous-cutanée (SC), (1 minute) Des prélèvements sanguins pourront être réalisés (1 minute) sur animaux vigiles sous contention si nécessaire ou si possible sous anesthésie. Si un suivi par une technique d’imagerie est envisagé, il sera réalisé sous anesthésie générale pour une durée maximale d’1 heure. Au moment de l’euthanasie, lorsque le prélèvement des organes nécessitera un flush préalable par perfusion afin d’obtenir des organes avec des vaisseaux sanguins ne contenant pas de sang, les animaux seront profondément anesthésiés et analgésiés.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Pour ces modèles la greffe de la tumeur (implantation de fragment) est réalisée dans le cortex cérébral pariétal. Compte tenu de l’analgésie, la douleur opératoire et post-opératoire sera de niveau modéré. L’évolution du volume tumoral, la résection et le traitement topique pourront entrainer des troubles tels que des troubles neurologiques (diminution de la mobilité, convulsions, incapacité de boire ou manger, apathie etc) ou une perte de poids qui constitueront un point limite. Les animaux recevront des traitements par injection. Ces actes entraineront un stress léger. Dans le cas des administrations par injection, la douleur sera limitée à celle de la piqure d’une aiguille. Le jour du démarrage de l’étude, les animaux seront répartis en groupes homogènes et donc potentiellement mis en présence de nouveaux congénères. Cette nouvelle organisation sociale pourra engendrer un stress léger pendant 1 à 2 jours. Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés. Les mesures de poids entraînent un stress que l’on peut considérer comme faible, et qui diminue avec l’habituation. Les procédures d’imagerie seront réalisées sous anesthésie générale. Dans certain cas, les animaux seront irradiés, nécessitant un transport, ce qui pourrait engendrer un léger stress.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure. Les animaux étant porteurs de tumeur et ayant fait l’objet de gestes techniques et reçu des traitements, aucune autre utilisation ne peut être envisagée.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments, car les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte globale ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D sont utilisées mais reste toutefois marginales et les résultats obtenus restent à ce jour difficilement transposables à l’homme.
2. Réduction
Dans chaque étude, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s). Le nombre de groupes contrôles sera ajusté à la question scientifique posée et des paramètres étudiés. Les variations de ces paramètres et de la mortalité entre les groupes contrôles et traités seront comparées pour évaluer les composés testés. La validité scientifique nécessite d’utiliser un nombre minimum d’animaux par groupe pour que les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations inter-individus. Une étude peut être composée de 2 à 10 groupes. Le nombre d’animaux par groupe variera généralement entre 3 (biodistribution) à 15 (dans le cas de multiples paramètres d’efficacité à évaluer) par dose de produit. Le nombre minimal d’animaux surnuméraires sera utilisé afin de plus facilement constituer des groupes homogènes au moment de l’initiation de l’étude. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ces procédures, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal.
3. Raffinement
La greffe de tumeur sera réalisée de façon aseptique sous anesthésie et analgésie pour limiter la douleur induite par cette chirurgie. Les animaux bénéficieront d’un suivi et de soins post-opératoires pour limiter la douleur et le stress (réveil sous tapis chauffant pour limiter l’hypothermie, poursuite de l’analgésie tant que nécessaire). La chirurgie de la tumeur sera réalisée dans les mêmes conditions que la greffe. La réorganisation liée à la randomisation induira un stress léger, limité par l’enrichissement de l’environnement des animaux. Le suivi des poids des animaux induira un stress léger. Les injections seront réalisées sous anesthésie sauf si la contention génère moins de stress (administrations intraveineux dans certains cas, prélèvement d’urine) ou si l’anesthésie n’est pas possible (administration orale). Pour évaluer d’une façon sensible spécifiquement l’état de souffrance et établir les points limites, la spécificité des modèles et des procédures est prise en compte. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes. Les personnes en charge du bien-être et du soin des animaux veillent au respect des points limites. Une système d’alerte (grille de scoring) est mis en place pour statuer sur la mise à mort de l’animal. Le scoring et la pesée sont réalisés quotidiennement à partir du jour de l’implantation de la tumeur. Une grille de scoring clinique servira à évaluer de manière complète l’état des animaux Pour le raffinement, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives (imagerie) chez le petit animal permettant d’atteindre l’objectif de l’étude plus tôt et de sortir l’animal de la procédure. De l’enrichissement est utilisé dans toutes les cages.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé (avec des mutations spontanées ou génétiquement modifiées) indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus, diverses souches de rats immunocompétents sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. De plus, les rats autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement et de chirurgie présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés après sevrage à l’âge de jeunes adultes (7 semaines minimum). Des animaux adultes seront utilisés afin qu’ils aient leur poids et leur morphologie adulte pour faciliter la greffe des cellules tumorales. Les animaux adultes pourront mieux supporter les effets de la chirurgie, les effets secondaires des composés à tester et les effets du développement tumoral