Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/04/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-496701)
Dépourvues de lymphocytes T, de lymphocytes B et de cellules NK par construction génétique, donc incapables de combattre le moindre pathogène, une partie des 540 souris du projet vit en confinement sanitaire strict. Toutes vont être utilisées dans des procédures d’un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles reçoivent une irradiation qui détruit leurs cellules souches sanguines, une greffe de cellules par injection dans la queue préalablement chauffée, puis un prélèvement sanguin toutes les quatre semaines, l’irradiation à forte dose pouvant provoquer perte de poids, léthargie et dos courbé faute de reprise de l’hématopoïèse. Toutes sont tuées à l’issue pour prélever la rate, les ganglions et les autres organes de l’immunité, exploration que le porteur juge « indispensable » pour conclure sur la reconstitution immunitaire.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le but de ce projet est double. Tout d’abord un objectif fondamental qui sera d’évaluer le rôle de différentes mutations dans le développement et la maturation des lymphocytes B, qui sont les cellules productrices des anticorps. Pour cela, nous allons induire in vitro des mutations précises sur des cellules souches hématopoïétiques murines et injecter ces cellules mutées à des souris receveuses n’ayant plus de cellules souches hématopoïétiques. Les cellules souches hématopoïétiques ayant la capacité de reconstituer tous les composants du système hématopoïétique et immunologique, nous pourrons alors suivre dans les souris l’effet des mutations sur le comportement des lymphocytes B. L’objectif étant de repérer les mutations impliquées dans l’hyperprolifération des lymphocytes B, afin de mieux comprendre les mécanismes ayant lieu dans les lymphomes. Ensuite un objectif plus translationnel avec la mise au point d’une stratégie permettant de faire produire aux lymphocytes B un anticorps choisi, ciblant spécifiquement une protéine exprimée par les cellules tumorales. Ce système permettra alors d’induire une réponse immunitaire spécifique contre les tumeurs. Nous allons donc modifier génétiquement les lymphocytes B ou les cellules souches hématopoïétiques humaines puis injecter ces cellules à des souris immunodéficientes, souris qui ne pourront pas rejeter les cellules humaines. Nous quantifierons alors la production des anticorps dans les souris et implanteront les tumeurs spécifiques des anticorps induits pour évaluer leur capacité antitumorale.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Concernant le projet sur les cellules souches hématopoïétiques murines, de nombreux résultats seront attendus sur le rôle des différentes mutations induisant des syndromes lymphoprolifératifs (prolifération excessive des lymphocytes), ceci permettant une meilleure compréhension de la physiologie des lymphomes. Pour le projet sur la production d’anticorps humains, nous testons la faisabilité d’une nouvelle stratégie thérapeutique consistant à faire produire par des lymphocytes B des anticorps thérapeutiques. Ce projet pourra ensuite être valorisé et potentiellement ouvrir une autre voie dans les traitements d’immunothérapie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les cellules souches hématopoïétiques murines mutées seront greffées dans des souris ayant reçues une forte dose d’irradiation, ceci afin d’éliminer toutes les cellules souches hématopoïétiques présentes et permettre uniquement à celles injectées de se développer. Dans le cas de la greffe des cellules humaines, l’irradiation sera plus légère car il faut garder des cellules souches hématopoïétiques murines mais juste faire de la place pour les cellules humaines. La greffe des cellules se fera ensuite par injection intraveineuse dans la veine de la queue. Des prélèvements sanguins itératifs (toutes les 4 semaines) seront ensuite réalisés sur tous les animaux et dans toutes les procédures afin d’évaluer et de suivre la reconstitution immunologique au cours du temps. Enfin des immunisations pourront être appliquées sur les animaux en post-greffe si la reconstitution a été jugé optimale.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Peu de nuisances ou d’effets indésirables sont à attendre à la suite d’injection intraveineuse des cellules dans la veine de la queue. Pour cela, les souris seront placées dans un tube de contention afin de chauffer leur queue avant l’injection. Un léger inconfort pourra être ressenti à cause de la chaleur et une douleur pourra être ressentie lors de la piqure dans la queue au moment de l’injection. Les souris seront suivies de façon hebdomadaire afin de repérer tout signe indiquant un inconfort ou une douleur. Des nuisances plus importantes viendront de l’irradiation à forte dose. Le développement d’une immunodépression complète induite par l’irradiation à forte dose peut engendrer un affaiblissement notable de l’animal, c’est pourquoi les souris expérimentées seront observées très régulièrement pour détecter une potentielle absence de reprise de l’hématopoïèse (qui devrait être obtenues suite à la greffe des cellules souches hématopoïétiques murines) avec l’apparition de signes de l’immunodépression (perte de poids, léthargie, dos courbé…). L’irradiation à faible dose ne provoque en général aucune nuisance.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de prélever les organes d’intérêts (organes de l’immunité, ganglions, rate notamment). L’exploration de ces organes est indispensable afin d’apporter des conclusions fiables sur la reconstitution hématopoïètique et immunologique ainsi que sur développement de la réponse immunitaire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le projet est basé sur le pouvoir de reconstitution des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Ces dernières sont en effet capables de se différencier en de nombreux précurseurs hématopoïétiques dans la moelle osseuse. Ces précurseurs vont ensuite continuer de se différencier soit dans la moelle osseuse soit dans d’autre organes du système immunitaire et ainsi reconstituer un système immunitaire entier et compétent. Il est actuellement possible de différencier des CSH in vitro mais uniquement vers une voie donnée, ce qui permet d’obtenir qu’un type de cellules immunitaires. Aucun modèle ne permet une différenciation complète des CSH. Seul un environnement complet (moelle osseuse, facteurs de croissance, signaux de survie, organes du système immunitaire…) permettra d’obtenir les conditions idéales pour reconstituer un système immunitaire compétent. C’est pourquoi l’utilisation de souris immunodéficientes ou de souris immunocompétentes irradiées à forte dose reste l’unique modèle utilisable aujourd’hui.
2. Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, les expérimentations ont été mises en place de manière à utiliser le moins de souris possible tout en extrayant le plus d’informations, notamment en utilisant plusieurs organes (moelle osseuse, rate et sang) pour réaliser les différentes analyses sur un même animal. Avant d’aborder les greffes de cellules, le maximum de validation aura été fait in vitro et optimisé en préalable à toute injection chez l’animal (notamment vérification in vitro des mutations). Lors de chaque expérimentation, des groupes de 5 souris seront formés afin de comparer les différentes conditions utilisées ou de comparer l’effet des mutations réalisées sur les CSH avant l’injection. Si une différence apparaît mais qu’elle n’est pas significative, l’expérimentation sera répétée afin d’obtenir une significativité.
3. Raffinement
Les animaux sont élevés dans des conditions adaptées à savoir des locaux confinés, des portoirs ventilés, de l’eau et de la nourriture ad libitum, ainsi qu’un maximum de 5 animaux/cage. Aucun animal ne sera maintenu seul dans sa cage. Également, afin de raffiner les conditions de vie des souris, des soins adaptés sont mis en place afin de permettre une bonne récupération des animaux et un suivi optimal est instauré afin de soulager voire supprimer l’inconfort, mais aussi la détresse ou l’angoisse qu’ils pourraient éprouver. Le raffinement est aussi obtenu par la mise au point de procédures rigoureuses et la formation du personnel. Toutes les procédures ne seront réalisées que par des personnes ayant une excellente maîtrise des gestes. Les animaux seront suivis quotidiennement selon une surveillance de l’état général des animaux (posture et comportement) par le personnel de l’établissement ou le responsable du projet. De plus, une surveillance hebdomadaire sera réalisée par le responsable du projet selon les mêmes critères généraux cités précédemment en plus de critères spécifiques: suivi du poids et mesure du score grimace permettant d’évaluer l’état de santé des animaux. Le « score de grimace » correspond a une échelle permettant d’évaluer la douleur chez l’animal, en particulier chez la souris. Si ce score excède 1.5 sur 2, les animaux seront alors euthanasiés. Également si la perte de poids excède 20% du poids de référence alors les animaux seront alors euthanasiés. Si des effets secondaires ou signes d’inconfort non soulagés par l’administration d’analgésiques ainsi que des changements perceptibles (aspect, comportement, poids, isolement dans la cage, déplacements limités) sont observés, les animaux seront alors euthanasiés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris immunodéficientes choisies pour le projet des cellules humaines sont complètement dépourvues de lymphocytes T, B et de cellules NK, ce qui permet donc d’éviter le rejet de la xénogreffe de cellules humaines. Ces souris permettent la croissance de nombreuse lignées lymphoïdes humaines et l’utilisation d’effecteurs d’origine humaine. Elles sont donc parfaitement adaptées à la nature de ce projet de par leur taux élevé́ de prise de xénogreffes. Cependant, l’utilisation d’animaux immunodéprimés exposent au risque de l’expression d’un phénotype dommageable car les souris ne sont plus capables de combattre les pathogènes environnementaux. Ce risque sera parfaitement maîtrisé par la mise en place de précautions sanitaires adaptées. Le maintien de ces souris en hébergement protégé de type A2 permettra de prévenir tout risque d’infection. Les utilisateurs se muniront d’une combinaison recouvrant tout le corps ainsi que d’un masque chirurgical et d’une 2eme pair de gant. Enfin, les souris seront manipulées sous hotte à flux laminaire. L’expérimentation sera commencée chez des animaux de 5 semaines à 3 mois. La durée de l’expérimentation chez ces animaux n’excèdera pas 6 mois.