Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-469948)
5 000 souris immunodéficientes vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, chacune recevant dans la veine de la queue une injection de cellules sanguines humaines destinée à lui faire développer un système immunitaire humain. Celles de la phase de validation subissent des prélèvements de sang jusqu’à une fois par semaine et sont tuées quand les points limites sont atteints, entre quatre et douze semaines après l’injection. L’effet secondaire attendu est la maladie du greffon contre l’hôte, que le porteur décrit comme une réponse inflammatoire sévère avec altération de la peau, des organes et des poils, perte de poids et douleur. Les souris de la phase de production, elles, ne restent que deux à trois jours avant d’être expédiées à des partenaires académiques et industriels, le nombre produit correspondant au nombre commandé.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les souris immunodéficientes sont depuis plusieurs décennies des modèles de choix pour la transplantation de cellules humaines pour obtenir des souris humanisées car elles sont particulièrement tolérantes à l’implantation de cellules ou tissus. Les souris sont dites « humanisées » lorsqu’elles développent un système immunitaire humain après la greffe des cellules humaines. Le développement et la production de souris humanisées par injection de cellules du sang humain consiste à proposer des modèles expérimentaux pertinents et adaptées en recherche biomédicale sur les maladies inflammatoires aux utilisateurs finaux (académiques et industriels). En effet, ce type de modèle permet l’étude de nombreuses pathologies dans lesquelles le système immunitaire joue un rôle majeur chez l’Homme dans des domaines tels que la production de cellules du sang, l’immunologie, les maladies infectieuses, la vaccination, l’oncologie et les maladies auto-immunes. Ces modèles permettent également l’amélioration de traitements et des méthodes de diagnostics notamment en oncologie, le cancer étant la première cause de mortalité prématurée, mais aussi les maladies inflammatoires chroniques et certaines maladies d’origines infectieuses. Parmi les traitements, l’immunothérapie fait partie de ces nouveaux traitements innovants qui a révolutionnée la prise en charge des patients atteints de cancer. L’oncologie n’est pas le seul domaine dans lequel l’immunothérapie a eu des effets prometteurs et encourageants, les maladies inflammatoires chroniques ainsi que certaines maladies d’origines infectieuses sont sensibles à l’immunothérapie. Le recours à ces souris humanisées devrait permettre d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques nécessitant des modèles expérimentaux au plus proche de la situation humaine et permettant l’étude des réactions inflammatoires.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le développement des souris humanisées pour le système immunitaire permet d’améliorer la compréhension des mécanismes pathologiques et immunologiques, d’identifier des marqueurs biologiques caractéristiques et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques pour l’Homme. Les modèles de souris « humanisées » sont donc des modèles très pertinents pour le développement de traitements pharmacologiques. L’un des avantages de ce modèle est le développement rapide du système immunitaire chez son hôte et la multiplication des cellules d’intérêt capable de déclencher une réponse inflammatoire. Depuis quelques décennies, le modèle humanisé est notamment très présent dans les études de nouvelles thérapies innovantes, dites immunothérapies. Il s’agit de thérapie qui se basent sur le fonctionnement du système immunitaire et de sa compréhension afin de combattre la pathologie du patient. Il n’est plus question de viser directement l’infection ou la tumeur, mais d’activer/booster le système immunitaire. De grand espoirs sont fondés notamment sur la médecine dite « personnalisée », pour laquelle ces modèles permettraient de greffer le système immunitaire et la tumeur d’un patient à des souris pour tester plusieurs thérapies avant l’administration du traitement le plus efficace au patient.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour la phase de validation, une injection unique de cellules humaines sera réalisée dans la veine de la queue et, des prélèvements sanguins seront effectués à plusieurs reprise jusqu’à 1 fois par semaine post-humanisation dans la veine sous-mandibulaire. Pour la production, une injection intraveineuse unique de cellules humaines sera réalisée dans la veine de la queue. Chaque geste sera réalisé en moins d’une minute pour diminuer au maximum le stress et la douleur.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Au cours des procédures, les souris vont être déplacées pour être envoyées en zone de production, ou lors du transport chez le partenaire. Ces déplacements peuvent induire un certain stress par la manipulation et les bruits inhabituels. Les souris recevront une injection dans la veine de la queue, ce qui pourra engendrer un bref stress et/ou douleur. Plusieurs prélèvements de sang seront réalisés sur de petit volume et au maximum une fois par semaine, ce qui pourra aussi induire un stress et/ou une douleur transitoire. Un effet secondaire lié à l’injection de cellules humaine du sang à la souris est l’apparition de la maladie du greffon contre l’hôte, amenant de graves lésions tissulaires à travers une réponse inflammatoire sévère (altération de la peau, des organes, des poils, perte de poids et douleur).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux de la phase de validation seront mis à mort lorsque les points limites auront été atteints. Les animaux de la production seront expédiés.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Pour le moment, ce type de modèle n’est pas remplaçable car il s’agit d’un modèle complexe mimant le système immunitaire humain, mélangeant de nombreux mécanismes encore méconnus qui nécessitent encore des avancées en recherche fondamentale. Actuellement, il n’existe pas d’équivalent aussi complet in vitro, ex vivo ou in silico. Par ailleurs, les souris humanisées permettent d’approcher la situation physiologique humaine en limitant le recours aux modèles de primates non-humains.
2. Réduction
Nous avons utilisé un test statistique afin de déterminer le nombre d’animaux à inclure dans nos sous-groupes. Les paramètres utilisés sont tirés de la recherche bibliographique et de nos données internes relatives au processus. Nous avons établi qu’un groupe d’un minimum de 60 souris sera planifié pour chaque modèle animal immunodéficient et scindé en deux groupes qui seront eux-mêmes divisés en 2 ou plusieurs sous-groupes pour tester les différentes quantités de cellules à injecter. Soit un nombre de 15 animaux par sous-groupe. Le nombre de souris à tester a été calculé en prenant en compte : • que le test devra être répété. • qu’il est possible que la greffe ne soit pas concluantes chez certains animaux. Deux paramètres nous permettrons de déterminer la quantité de cellules du sang humain à injecter la plus adaptée : • Le taux d’humanisation • Le temps d’apparition des points limites. Plus le temps d’apparition des points limites sera tardif et plus cela laissera du temps aux partenaires de faire ses études. Grâce aux résultats obtenus nous pourrons faire des analyses statistiques. Si les résultats ne sont pas concluants, des tests complémentaires pourront être menés pour évaluer la dose administrées ou l’impact d’un donneur sur l’humanisation. Grâce à la validation du protocole et à son optimisation pour une meilleure prise de la xénogreffe humaine par modèle, nous réduirons d’autant le nombre d’animaux à implanter pour obtenir le nombre de souris souhaitées. Pour la production, ce protocole sera exclusivement réalisé après réception d’une commande du partenaire afin de limiter le nombre d’animaux humanisés. Le nombre de souris produits correspondra donc au nombre de souris commandées.
3. Raffinement
Un hébergement sous barrière sanitaire de niveau élevé est appliqué (litière, enrichissement et congénères) associé à une surveillance quotidienne. Toutes les observations feront l’objet d’une documentation adaptée. Le maintien de conditions d’hygiènes strictes exemptes de pathogènes et d’opportunistes étant la clé pour éviter l’expression du phénotype dommageable des animaux immunodéficients et limiter les nuisances associées. Concernant les prélèvements sanguins, les animaux seront prélevés de manière répétée jusqu’à 1 fois par semaine post-humanisation au niveau de la veine sous mandibulaire pour que le prélèvement soit le moins invasif possible. Le volume maximal prélevé respectera les recommandations de 7.5% du volume sanguin de la souris afin que les souris puissent être prélevées 1 fois par semaine. L’apparition de la maladie du greffon chez les souris humanisées est également un point important. Les animaux seront donc observés quotidiennement et évalués sur leur aspect physique, leur comportement et leur poids selon une grille d’observation spécifique. Une attention particulière sera apportée à tout animal présentant des signes potentiellement avant-coureurs de la maladie du greffon pour appliquer des points limites. Pour un état observé dit « normal », les souris seront pesées 1 fois par semaine. Si l’état général de la souris se dégrade un examen clinique de la souris sera appliqué avec la mise en place d’une pesée plus régulière en fonction du développement de la maladie du greffon contre l’hôte. Après production, les souris seront expédiées aux partenaires. Pour limiter le stress occasionné par le transport, des processus d’envoi ont été établi. Pour des transports de moins de 24 heures à 48heures, tous nos colis contiennent de la litière, des l’enrichissement de l’aliment et un gel de transport. Pour les transports plus longs comme ceux en avion, la quantité d’aliment et de gel de transport est doublé.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix de l’espèce est conditionné par les besoins scientifiques des projets de nos partenaires. La souris est simple à élever, relativement peu coûteuse à reproduire, à entretenir en grand nombre et à manipuler et modifier génétiquement comparativement à d’autres espèces. La souris est un modèle de choix pour les études précliniques en raison de sa petite taille, sa courte gestation, de sa durée de vie et de la nécessité en réactifs expérimentaux en plus faibles quantités. Les génomes des souris sont bien caractérisés et très comparables au génome humain. Enfin, la proximité clinique entre les modèles de souris génétiquement modifiés et les maladies humaines fait de ceux-ci des modèles de choix relativement robustes pour extrapoler les résultats et en tirer des résultats pertinents pour la pathologie humaine. Que ce soit pour la validation ou la production, les souris entreront dans le protocole d’humanisation à 5 semaines d’âge jusqu’à l’atteinte des points limites pour la phase de validation, ce qui peut représenter plusieurs semaines après l’injection des cellules (entre 4 et 12 semaines post humanisation en fonction de la quantité de cellules injectées). Les souris de la phase de production entreront dans le protocole d’humanisation à 5 semaines d’âge. Elles seront ensuite envoyées aux partenaires deux à trois jours après l’injection des cellules humaines. S’agissant d’un modèle pour des études à court terme avec un développement rapide de la maladie du greffon, nous choisissons d’envoyer rapidement les animaux afin qu’ils puissent commencer leurs protocoles expérimentaux le plus tôt possible.