Évaluation préclinique de méthodes de transfert de gènes in vivo dans des modèles de souris pour l’immunothérapie cellulaire

Les traitements qui utilisent les propres cellules de défense du patient pour attaquer les cellules cancéreuses ont déjà permis d’importants progrès, notamment contre certains cancers du sang. Ces thérapies, dites « personnalisées », reposent sur la reprogrammation des cellules immunitaires afin qu’elles reconnaissent spécifiquement les cellules malades. Leur fabrication reste cependant complexe : elle nécessite de prélever les cellules du patient, de les modifier en laboratoire, puis de les réinjecter, ce qui prend du temps et coûte cher. Ce projet explore une approche plus simple : faire en sorte que cette reprogrammation ait lieu directement dans l’organisme grâce à l’administration d’un produit porteur d’instructions génétiques. Ce produit, appelé vecteur thérapeutique, agit comme un messager qui délivre les informations nécessaires aux cellules de défense pour qu’elles apprennent à reconnaître les cellules cancéreuses. Les essais seront menés chez la souris, dans des modèles reproduisant certaines fonctions du système immunitaire humain. Ces modèles permettent d’étudier la faisabilité et la sécurité de l’approche dans un environnement vivant. Les tests concerneront différents types de cancers, notamment du sang, du cerveau et de l’œil. Objectif général : évaluer la possibilité de déclencher directement dans l’organisme la production de cellules de défense capables d’éliminer les cellules cancéreuses, afin de préparer de futures applications en immunothérapie.

Ce projet vise à valider des vecteurs thérapeutiques (=plateformes de transfert génétique) capables de reprogrammer directement les cellules immunitaires dans l’organisme, sans passer par les étapes complexes de fabrication en laboratoire propres aux immunothérapies cellulaires traditionnelles. En supprimant le besoin de prélèvement, de modification ex vivo et de réinjection des cellules du patient, ces approches pourraient transformer l’accès aux thérapies personnalisées. Les approches évaluées dans ce projet pourraient permettre une administration plus simple et plus rapide, sans étape préalable de préparation personnalisée, et s’adapter à différents contextes cliniques, y compris dans des environnements où l’accès aux thérapies avancées est limité. Les plateformes évaluées dans ce projet pourraient permettre une administration rapide, potentiellement « à la demande », sans conditionnement préalable, et s’adapter à différents contextes cliniques, y compris dans des environnements où l’accès aux thérapies avancées est limité. À court terme, les expériences menées sur des modèles de souris reproduisant certaines fonctions du système immunitaire humain permettront de mieux comprendre la distribution, l’efficacité et la tolérance de ces vecteurs dans l’organisme.À court terme, les expériences menées dans des modèles de souris humanisées permettront de mieux comprendre la distribution, l’efficacité et la tolérance de ces vecteurs in vivo. Ces données bénéficieront à la recherche translationnelle et au développement industriel de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Dans un premier groupe, les souris éveillées (vigiles) sont injectées une ou deux fois dans le sang (geste de quelques secondes). Un à deux jours plus tard, elles reçoivent une injection unique en quelques secondes (sur animal vigile). Des prises de sang ponctuelles (moins de dix secondes) sont réalisées sur les animaux vigiles Dans un second groupe, des cellules sont injectées aux animaux vigiles soit dans une veine, soit dans l’abdomen (geste très rapide). Dans un troisième groupe, des cellules sont injectées soient dans le cerveau soit dans l’œil des animaux. Ces gestes sont réalisés sous anesthésie générale et durent environ 20 à 30 minutes. Une semaine à dix jours plus tard, les animaux des groupes 2 et 3, reçoivent deux injections à 24h d’intervalle (sur animal vigile durée de chaque geste inférieur à 10 sec). La croissance de la tumeur est ensuite suivie une à deux fois par semaine à l’aide d’images prises sous une courte anesthésie de quelques minutes. Des prises de sang ponctuelles peuvent également être nécessaires (sur animal vigile durée du geste inférieur à 10sec).

Les animaux utilisés dans ce projet recevront des injections contenant du matériel génétique destiné à modifier certaines cellules de défense. Ces injections, réalisées par voie intraveineuse, sont habituellement bien tolérées et ne provoquent qu’une gêne passagère au point d’injection. Dans de rares cas, une réaction plus marquée peut survenir, se traduisant par une baisse d’activité, une perte de poids ou une inflammation au point d’injection. Dans certaines expériences, des cellules tumorales humaines seront implantées afin d’étudier la réponse du système immunitaire. La croissance de ces tumeurs pourra entraîner différents signes selon leur localisation. Lorsque la tumeur se développe dans le sang ou dans plusieurs organes, les animaux peuvent présenter une perte de poids ou une baisse d’activité en fin de suivi. Dans les modèles de tumeur cérébrale, des troubles de la coordination ou de la posture peuvent apparaître. Dans les modèles oculaires, l’augmentation du volume tumoral peut provoquer une gêne visuelle ou une inflammation de l’œil. Dans les modèles localisés dans d’autres organes, une gêne abdominale ou respiratoire peut survenir si la tumeur comprime les tissus voisins. Les produits testés ont été choisis pour leur bonne tolérance dans des études antérieures. Des réactions transitoires, telles qu’une légère baisse d’activité ou une perte de poids temporaire, peuvent toutefois survenir.

Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem

La souris est l’espèce la plus utilisée en recherche biomédicale car elle offre un bon compromis entre la pertinence scientifique et le respect du bien-être animal. Sa petite taille, sa biologie bien connue et la disponibilité de nombreux outils génétiques permettent de mener des études fiables en appliquant rigoureusement les principes de réduction et de raffinement des procédures. Dans ce projet, des souris dites “humanisées” sont utilisées : elles possèdent un système immunitaire humain, ce qui permet d’étudier des traitements ciblant des cellules humaines dans un organisme vivant. Ce modèle de souris humanisée est reconnu comme l’un des plus pertinents pour les études d’immunothérapie car il permet de répondre à la question scientifique dans des conditions expérimentales bien contrôlées, tout en respectant les principes éthiques des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). L’utilisation de la souris réduit le nombre d’animaux nécessaires grâce à des méthodes de suivi non invasives et permet d’appliquer des mesures de raffinement limitant la douleur et le stress. Les souris seront utilisées à l’âge adulte, entre 8 et 16 semaines, afin qu’elles aient terminé leur croissance et présentent un état physiologique stable. Ce stade correspond au jeune adulte et permet d’éviter les variations liées à la croissance ou au vieillissement. Bien que ces animaux soient immunodéficients, leur utilisation à ce stade garantit de meilleures conditions pour la greffe de cellules humaines et la mise en place d’un modèle humanisé fiable. Des groupes d’animaux d’âge similaire seront utilisés pour chaque protocole afin de limiter la variabilité expérimentale.