Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 23/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-475989)
460 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures classées sévères. Elles reçoivent une greffe de cellules de cancer du pancréas ou développent une tumeur spontanée, puis des injections répétées de chimiothérapies et d’immunothérapie, avant une mise à mort pour prélever les organes. Le porteur indique que la tumeur pancréatique provoque perte de poids, perte de mobilité et cyphose dorsale, et fixe un score clinique au-delà duquel les souris sont tuées. Il juge le recours à l’animal « indispensable », estimant que les biopsies humaines sont trop rares et que les systèmes in vitro comme les organ-on-a-chip ne sont « pas encore au point ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC), la forme la plus courante de cancer du pancréas, est l’un des cancers humains les plus meurtriers, avec une survie médiane de 6 mois après le diagnostic et un taux de survie relative à 5 ans de seulement 9%. Le PDAC se classe au quatrième rang des décès liés au cancer, et les projections pour 2030 le placent au deuxième rang après le cancer du poumon, car son incidence continue d’augmenter. Les patients sont souvent diagnostiqués tardivement en raison de l’absence de symptômes précoces, de sorte que moins de 20 % des patients ont des tumeurs localisées éligibles à une résection chirurgicale au moment du diagnostic. Malgré des avancées significatives dans la compréhension de la biologie de ce cancer, des progrès minimes ont été réalisés dans le traitement des patients atteints de PDAC avancé, dans lequel les combinaisons de thérapies cytotoxiques, telles que nab-paclitaxel plus gemcitabine ou FOLFIRINOX, n’apportent que de modestes améliorations des taux de survie. Ce fardeau renforce l’urgence de développer de nouvelles options thérapeutiques efficaces.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de mieux connaître le métabolisme mitochondrial dans le PDAC, en tenant compte des événements intrinsèques aux cellules tumorales, à leur microenvironnement et au dialogue immunitaire entre le muscle squelettique et la tumeur via la circulation sanguine dans l’organisme entier. Les connaissances générées par cette étude intégrative seront utilisées à l’avenir pour des recherches translationnelles visant à améliorer les stratégies thérapeutiques innovantes multimodales, comprenant des soins de soutien à la qualité de vie tels que l’activité physique adaptée.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
1) Injection intrapéritonéale des cellules cancéreuses (1 injection unique par souris, durée quelques secondes) et injection intrapéritonéale de luciférine lors de l’imagerie pour le modèle d’allogreffes (1 injection à chaque expérience d’imagerie pour suivi longitudinal de la taille tumorale, 2 maximum par souris pour la tâche 1, 6 maximum par souris pour les tâches 2 à 4, chaque injection ne durant que quelques secondes). 2) Injections intrapéritonéales répétées des traitements antitumoraux pour les deux modèles : le Gemzar (Gemcitabine) sera injecté à une concentration de 120 mg/kg 2 fois par semaine, la Phenformine à 50 mg/kg 5 jours par semaine, la Perhexiline à 5 mg/kg 3 fois par semaine, et l’anticorps anti-PD-1 à 10 mg/kg 2 fois par semaine ; ces doses n’entrainent pas d’effet toxique systémique et chaque traitement ou combinaison de traitement durera un mois maximum (chaque injection ne dure que quelques secondes). 3) Prélèvement de sang au niveau de la veine mandibulaire sous anesthésie juste avant le sacrifice pour nécropsie pour prélèvement des organes d’intérêt (donc 1 seul prélèvement par souris, qui dure 30 secondes au maximum).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances sont relatives 1) au développement d’une tumeur pancréatique qui se signale principalement par une perte de poids corporel, perte de mobilité et cyphose dorsale, 2) aux actes de pesée du poids corporel régulière et de manipulation lors de l’anesthésie, et 3) aux injections intrapéritonéales répétées des traitements dans le cadre des tâches 2, 3 et 4. Les thérapies testées n’ont pas d’effet toxique systémique avec les doses utilisées, qui sont basées sur nos propres études publiées concernant la gemcitabine, la phenformine et la perhexiline, et la littérature concernant l’anticorps anti-PD-1.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Le sort de tous les animaux sera l’euthanasie pour prélèvement d’organes en vue d’analyses biochimiques et histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Concernant le remplacement, le recours aux animaux est indispensable pour ce projet. D’une part, pour cette étude mécanistique, les données expérimentales devront être en grande partie obtenues sur des échantillons de tumeurs et organes corporels, et cette démarche est limitée chez l’homme. Les gestes de prélèvement de tissu pancréatique sont très invasifs en clinique ; une seule biopsie est faite par endoscopie au diagnostic de cancer du pancréas, et seuls les moins de 20% de patients montrant une tumeur localisée dans le pancréas sont éligibles pour une résection de la tumeur par chirurgie qui n’est faite qu’une seule fois. Ainsi nous ne disposons pas d’échantillon tumoral pour plus de 80% des patients et un suivi dynamique n’est possible chez aucun. D’autre part, les critères métaboliques et fonctionnels que nous allons étudier sont de types physiologiques, et ne sont donc pas reproductibles avec des cultures de cellules ou des systèmes alternatifs in vitro reproduisant la physiologie animale (tels les « organ-on-a-chip » dans lesquels plusieurs organes pourront dialoguer in vitro) qui sont en cours de développement mais pas encore au point. C’est pourquoi nous ne pouvons pas remplacer l’étude chez l’animal vivant.
2. Réduction
Nous n’utiliserons que le nombre de souris nécessaires pour l’exploitation statistiques des données, à savoir 460 individus sur 5 années conformément à la règle de réduction. Le nombre d’animaux a été déterminé par une approche statistique.
3. Raffinement
La mesure de la taille de la tumeur n’est pas fiable dans nos deux modèles (modèle KPC GEMM = détection d’une tumeur par échographie qui ne donne pas une mesure exacte de la taille ; modèle allogreffes orthotopiques = détection d’une tumeur par bioluminescence qui ne donne pas non plus une mesure exacte de la taille). C’est pourquoi nous avons déterminé des points limites à ne pas franchir pour respecter le bien-être de l’animal : un contrôle quotidien de l’état clinique de nos animaux sera réalisé selon un système d’évaluation avec indices de 0 (normal ou léger) à 3 (changements importants par rapport à la normale) pour différents critères physiologiques et comportementaux (tableau de score fourni en annexe). Tout animal obtenant un score total supérieur ou égal à 5 ou un score de 3 dans une des catégories sera mis à mort. De plus, les souris seront hébergées collectivement (4 à 5 animaux par cage de 530 cm2) et le milieu sera enrichi par la présence dans chaque cage de matériel de nidation (en alternance, tiges de papier, pelotes de lanières de papier ou abri en carton). La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. Le changement des litières aura lieu une fois par semaine. Enfin, les injections intrapéritonéales de cellules cancéreuses et de luciférine pour le modèle d’allogreffes seront réalisées sous anesthésie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le projet nécessite une espèce de la classe des mammifères qui soit proche de l’humain pour sa physiopathologie de tumeur cancéreuse (utilisation de souris développant un adénocarcinome pancréatique). Les tumeurs pancréatiques qui se développent chez la souris génétiquement modifiée montrent de nombreuses similarités avec les tumeurs humaines, faisant de la souris un très bon modèle d’étude. De plus, il est connu que plus de 80% de protéines (séquences nucléiques codantes) sont homologues entre la souris et l’homme y compris au niveau immunitaire, ce qui renforce l’utilité du modèle pour ce projet qui concerne le système immunitaire. Pour toutes ces raisons, le choix de travailler chez la souris, qui présente l’avantage d’être de petite taille et facilement manipulable, est entièrement justifié. Les souris KPC GEMM seront étudiées à l’âge de 5-7 mois comme justifié dans le paragraphe 3.3.2.2. Dans ce modèle de tumeur spontanée, le développement tumoral est lent et le temps d’apparition d’une tumeur décelable est très hétérogène, entre 2,5 mois et 12 mois. Les souris doivent être suivies chaque semaine pour détecter la présence d’une tumeur par les signes cliniques caractéristiques pour sacrifier les souris avant le point limite éthique. Dans le cas du présent projet, nous faisons le choix de sacrifier les souris entre 5 et 7 mois d’âge pour celles qui seraient encore en vie à cet âge-là, ce qui permettra de récolter des résultats à différents stades de la tumorigenèse. Les souris KPC allogreffes seront implantées à l’âge de 6 à 10 semaines, ce qui est un âge classique pour ce type de modèle expérimental de tumeur induite par greffe de cellules cancéreuses.