Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/08/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-554577)
Une insuffisance cardiaque grave, parfois mortelle dès le cinquième jour : voilà ce que provoque le traitement anticancéreux injecté à 420 souris, utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère et toutes tuées pour prélever leur cœur. Les injections sont répétées trois fois par semaine pendant trois semaines, suivies d’une pesée quotidienne, de la pose d’un cathéter sous anesthésie profonde et d’une séance d’IRM d’une heure avec produit de contraste. Le but est de vérifier qu’une technique d’imagerie repère les premiers signes d’inflammation du cœur chez les patients sous chimiothérapie, 9 % d’entre eux développant ce type d’atteinte. Le porteur retient la souris parce que son anatomie cardiovasculaire ressemble dans ses grands traits à celle de l’être humain et parce que les modèles de cardiotoxicité y sont déjà bien établis.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Environ 9 % des patients traités avec certains médicaments anticancéreux, appelés anthracyclines, développent des problèmes cardiaques, notamment une fragilisation du muscle du cœur. L’atteinte cardiaque liée aux anthracyclines est souvent irréversible d’où l’importance d’un diagnostic précoce, idéalement avant l’apparition des premiers signes. Ce projet de recherche vise à améliorer la détection précoce de ces atteintes cardiaques grâce à une technique d’imagerie appelée immuno-IRM. Cette méthode permettrait de repérer les toutes premières réactions inflammatoires dans le cœur, en utilisant des produits de contraste injectables ciblant des molécules spécifiques liées à l’inflammation. Cela pourrait aider à mieux surveiller les patients sous chimiothérapie, à adapter leur traitement en fonction du risque, et à tester de nouvelles approches pour protéger leur cœur.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples, tant sur le plan scientifique que médical. En premier lieu, le développement d’un modèle expérimental fiable de toxicité cardiaque induite par les anthracyclines permettra une meilleure compréhension des mécanismes précoces de l’atteinte cardiaque, en particulier des processus inflammatoires qui précèdent les altérations fonctionnelles. En intégrant l’immuno-IRM à ce modèle, le projet vise à démontrer la capacité de cette technique d’imagerie à détecter de manière non invasive et ciblée des marqueurs précoces d’inflammation cardiaque et à identifier de nouvelles cibles biologiques. Par ailleurs, il apportera les premières preuves de concept en faveur d’une translation clinique de cette approche, grâce à l’utilisation de produits de contraste injectables compatibles avec une utilisation chez l’Homme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : o Mise en place d’un modèle de cardiotoxicité induit par injection d’un traitement anti-cancéreux (nombre : 1 seule fois ou 3 fois par semaine pendant 3 semaine suivant la procédure ; durée : inférieure à 5min) o Pesée quotidienne (durée : inférieure à 5 min) o Pose d’un cathéter sous anesthésie profonde (durée : environ 15min) o Une seule imagerie IRM avec injection de produit de contraste (durée : environ 1 heure).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le modèle de cardiotoxicité peut induire des effets indésirables sur les animaux. Le traitement anti-cancéreux utilisé est connu pour induire des dommages cardiaques pouvant mener à une insuffisance cardiaque grave et dans certains cas au décès. Des effets comme des sensations de nausées ou des lésions de la muqueuse gastro-intestinale peuvent se produire. D’autres complications peuvent également apparaître comme un stress (repéré des mouvements anormaux dans la cage, un arrêt de la prise alimentaire et de boisson voire une perte de poids…), de la fatigue (repérée par une réduction de l’activité spontanée voire une léthargie, une altération du toilettage…) et une douleur (repérée par de la prostration, des poils hérissés…). L’injection des produits de contraste peut générer des irritations locales, des réactions inflammatoires et des problèmes de tolérance. Enfin, des réactions indésirables aux agents anesthésiques (problèmes respiratoires, hypothermie) peuvent avoir lieu et les animaux peuvent être affectés par une anesthésie prolongée, notamment en termes de récupération post-opératoire (fatigue, comportement altéré). Dans cette étude, nous étudierons 2 types de cardiotoxicité : une forme chronique et une forme aiguë. Dans la forme aigue, une mortalité est observée dès le 5ème jour suivant l’induction.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes d’intérêt des animaux (coeur), permettant ainsi de compléter les résultats obtenus in vivo par des résultats post-mortem (biodistribution, caractérisations immunohistologiques). De plus, les caractérisations histologiques sont très souvent demandées pour justifier les résultats obtenus lorsqu’une nouvelle technique d’imagerie pré-clinique est étudiée.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des tests en laboratoire ont été réalisés, notamment à l’aide de systèmes appelés « fantômes », pour vérifier que les produits de contraste injectables sont bien détectables par imagerie. Ces essais ont permis de confirmer que ces produits génèrent un signal visible dans des conditions simples et contrôlées. Cependant, ces tests ne permettent pas de reproduire ce qui se passe réellement dans un organisme vivant, notamment l’apparition de certaines molécules liées à l’inflammation du cœur. C’est pourquoi un modèle animal de toxicité cardiaque, induite par un médicament comme la doxorubicine, est indispensable. Il permet d’étudier l’efficacité du produit de contraste injectable dans un contexte proche de celui d’un patient malade. Les expériences proposées dans ce projet sont donc nécessaires car aucune méthode alternative ne permettrait d’obtenir les mêmes informations sans utiliser d’animaux vivants.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été soigneusement évalué à partir des données issues de nos précédentes études ayant développé les applications de l’immuno-IRM. Conformément aux recommandations scientifiques pour le développement d’un nouvel agent de contraste dans une modalité d’imagerie donnée, il est essentiel de s’appuyer sur un nombre d’animaux compris entre 5 et 10 par groupe pour obtenir des résultats fiables. Ce nombre est nécessaire pour évaluer la spécificité (par exemple, à travers des études comparatives avec des particules ciblant les molécules d’adhésion endothéliales ou des particules contrôles) et des animaux contrôles (recevant du sérum physiologique), indispensables pour garantir la validité des résultats. Nous avons conçu le protocole de manière à minimiser ce nombre, en nous assurant que chaque expérience soit la plus informative possible tout en respectant les principes de réduction et de raffinement dans l’utilisation des animaux.
3. Raffinement
Les animaux auront le temps d’acclimatation de deux semaines. Un enrichissement du milieu est aussi prévu pour les souris (papier kraft, morceau de bois). Les animaux seront hébergés en groupe de 5 afin de conserver les interactions sociales. A partir du début de la mise en place du modèle, une attention particulière sera accordée à l’état général des animaux, notamment pour vérifier l’absence d’apparition de signes de détresse (d’après la grille d’évaluation comportementale standardisée de Mouse Grimace Scale) ou de douleur extérieure ainsi que la bonne prise alimentaire et de boisson. Une attention particulière sera accordée à l’évolution de la masse corporelle avec une pesée tous les jours afin de vérifier que la perte de poids n’est pas supérieure à 10%. Après injection, une surveillance sera faite comme suit : 15 minutes après injection, puis 1 heure après puis de une à deux fois par jour. Des points limites adaptés ont été préalablement mis en place et des décisions spécifiques seront prises en conséquence.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris (mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans les domaines des cardiopathies ischémiques et inflammatoires et les caractéristiques de la pathologie sont donc bien connues. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine de la souris sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier le potentiel diagnostic de l’imagerie de l’inflammation dans le suivi de ces pathologies. Nous utiliserons des souris qui pèsent entre 35-40g, ce qui correspond à un stade de développement de 8 à 12 semaines. En effet, les protocoles de modèles de cardiotoxicité expérimentale chez la souris utilisent des modèles sur des jeunes adultes.