Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 12/01/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-673235)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’ostéosarcome est un cancer des os dont le pronostic reste sombre, avec une survie à 5 ans qui chute à 25% chez les patients résistants à la chimiothérapie. Actuellement, les médecins classent les patients comme « bons » ou « mauvais répondeurs » selon l’analyse de la tumeur après chirurgie, mais cette classification ne prédit pas toujours l’évolution réelle de la maladie. Notre hypothèse est que les contraintes mécaniques subies par le membre malade, comme le port d’un plâtre ou la marche, modifient la structure de la tumeur et sa résistance aux traitements. L’objectif principal de ce projet est donc de déterminer si les sollicitations mécaniques appliquées sur une tumeur d’ostéosarcome modifient sa structure, sa vascularisation et sa réponse aux traitements de chimiothérapie. Pour atteindre cet objectif, notre étude se décompose en plusieurs étapes complémentaires. Dans un premier temps, nous développerons les outils d’analyse nécessaires en mettant au point des séquences d’IRM adaptées au suivi de l’ostéosarcome murin et en identifiant les moments clés du développement tumoral. Nous optimiserons ensuite notre dispositif de sollicitation mécanique en déterminant les paramètres optimaux – force, fréquence et durée – pour modifier efficacement la tumeur, puis nous validerons l’efficacité de ce dispositif par un suivi longitudinal. Enfin, nous évaluerons l’impact thérapeutique de ces sollicitations mécaniques en comparant l’efficacité de la doxorubicine et d’un inhibiteur TLR4 sur des tumeurs sollicitées versus non sollicitées. Cette approche nous permettra d’identifier de nouveaux marqueurs d’imagerie prédictifs de la réponse au traitement. Cette étude vise ainsi à améliorer la prise en charge des patients en proposant de nouveaux biomarqueurs non-invasifs et en apportant une meilleure compréhension de l’influence des contraintes mécaniques sur l’évolution tumorale.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude apportera une compréhension nouvelle de l’influence des contraintes mécaniques sur le développement des tumeurs osseuses. Elle établira pour la première fois un lien direct entre sollicitations biomécaniques et évolution tumorale dans l’ostéosarcome, comblant un manque important dans la littérature scientifique. L’identification de nouveaux biomarqueurs prédictifs de la réponse aux traitements permettra aux cliniciens de mieux personnaliser les thérapies. Cette approche pourrait améliorer le taux de survie des 2000 nouveaux cas d’ostéosarcome diagnostiqués chaque année en Europe, particulièrement les 75% de patients actuellement classés comme « mauvais répondeurs ». La compréhension des mécanismes biomécaniques ouvrira la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques intégrant la dimension mécanique dans la prise en charge. Cela pourrait conduire au développement de protocoles de rééducation ou de dispositifs médicaux innovants pour optimiser la réponse aux traitements.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Jour 0 : Analgésie préventive par administration sous-cutanée (buprénorphine), greffe tumorale orthotopique intratibiale sous anesthésie (isoflurane) (total 10 minutes) Entre J7 et J18 : Test de sollicitation mécanique (3x/semaine) sous anesthésie (isoflurane) (total 10-15 minutes) Traitement agoniste TLR4 (2x/semaine) sous anesthésie (isoflurane) (total 10 minutes) + contrôle Traitement sérum physiologique sous anesthésie. Traitement doxorubicine (2x/semaine) sur animal vigile, injection intrapéritonéale (total 5 minutes) Jours 14, 16, 18 : Un cathéter intraveineux sera placé au niveau de la veine caudale permettant l’injection d’un produit de contraste : une détersion ainsi qu’une application de xylocaïne sont préalablement réalisées sur la queue, puis le cathéter intravéneux
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nuisances liées aux anesthésies et aux imageries Les anesthésies répétées à l’isoflurane (3 fois par semaine pour les sollicitations mécaniques plus séances d’IRM) peuvent provoquer un stress physique et thermique temporaire. Le risque d’hypothermie pendant l’anesthésie est faible (moins de 5%) grâce aux tapis chauffants utilisés. Les IRM nécessiteront la pose d’un cathéter veineux caudal qui peut engendrer une légère douleur au réveil. Nuisances spécifiques aux sollicitations mécaniques Bien que calibrées pour reproduire le poids physiologique de l’animal, les compressions répétées peuvent induire une fatigue musculaire temporaire ou un inconfort mineur. Le risque de douleur ou de lésion est très faible (estimé à moins de 2%) car les forces appliquées restent dans les limites physiologiques. Nuisances liées au développement tumoral Le développement de l’ostéosarcome peut provoquer une douleur liée à la lyse osseuse, se manifestant par une claudication. En cas d’apparition de métastases pulmonaires, une gêne respiratoire peut survenir avec une fréquence respiratoire irrégulière.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
La mise à mort est nécessaire pour la récupération et l’analyse de tumeurs et poumons. Ces analyses sont indispensables pour apprécier l’influence des sollicitations mécaniques sur la formation des tissus et les populations cellulaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous avons analysé des tumeurs d’ostéosarcome de souris d’études précédentes pour confirmer l’efficacité de nos logiciels de traitement d’image. Tout le matériel de sollicitations mécaniques, ainsi que les techniques d’analyse des tissus ont été testé sur des pattes de souris imprimées en 3D ou bien des pattes greffées de souris surnuméraires. La modélisation numérique a été utilisée pour confirmer l’intérêt de la bague de serrage et pour tenter d’anticiper le comportement in vivo d’une patte compressée. Le maximum a été donc fait en amont n’utiliser des animaux qu’au moment crucial de préciser nos protocoles et de tester les traitements.
2. Réduction
Notre méthode est divisée en plusieurs étapes : d’abord, nous mettons au point les techniques d’IRM, ensuite, nous paramétrons les aspects mécaniques, et enfin, nous affinons ces choix en étudiant le développement de la tumeur sous ces conditions et sur le temps. Cette approche nous permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement significatifs à chaque étape, en ajustant les étapes suivantes en fonction des résultats intermédiaires. Tous les animaux utilisés dans ces procédures contribueront à nos résultats, car toutes les tumeurs seront collectées et analysées, et tous les individus seront suivis par IRM. Les jours où les animaux seront sacrifiés correspondent à trois moments clés identifiés dans des études précédentes, que nous souhaitons approfondir avec notre étude mécanique, ainsi qu’à deux jours intermédiaires choisis pour leur intérêt dans le développement tumoral. Le nombre d’animaux sacrifiés à chacun de ces jours est le minimum nécessaire pour obtenir des statistiques pertinentes à un instant donné de l’étude.
3. Raffinement
Avant de commencer l’étude, les souris auront une semaine pour s’habituer à leur nouvel environnement (pièce, cage, etc.). Elles seront placées ensemble pour maintenir un environnement social et réduire le stress. Les souris ne seront déplacées de leur cage que pour les procédures sous anesthésie (comme l’IRM, les tests mécaniques, la mesure du volume tumoral, la coupe des griffes, la pesée, etc.), qui se dérouleront dans une salle spécialement prévue à cet effet. Les cages utilisées sont standard, avec de la nourriture et de l’eau disponibles à volonté, de la litière, du matériel de nidification, ainsi que des tunnels, des promontoires et des bûchettes pour enrichir leur environnement. Toutes les précautions seront prises lors de la manipulation des souris, et des interactions fréquentes avec le personnel aideront à réduire leur stress pendant les procédures. Les tests seront espacés d’au moins une journée de repos. Bien que les tests mécaniques soient légers, de l’ordre du poids de l’animal sur une patte et réalisés sous anesthésie, de la nourriture sera placée dans la cage pour limiter la fatigue et le stress. Les souris testées seront surveillées plus particulièrement après leur réveil. L’anesthésie se fera sur un tapis chauffant pour éviter l’hypothermie. Les procédures susceptibles d’induire douleur, stress ou immobilisation prolongée sont réalisées sous anesthésie générale associée à une analgésie, avec des mesures de soutien et une surveillance adaptée afin de limiter l’inconfort des animaux. Des points limites précoces sont définis sur la base de l’évolution du volume tumoral, de l’apparition de troubles de la marche, de changements de comportement et de signes de douleur, ainsi que de la présence de métastases. Les animaux bénéficient d’un suivi clinique renforcé qui permet une prose en charge précoce et adaptée de tout mal être des animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle de souris utilisé combiné au modèle de cellules tumorales que nous greffons permettent d’avoir des résultats répétables et déjà renseignés dans la littérature et par nos études précédentes. Cela permet par ailleurs la validation de protocoles répétables à l’avenir sur des souris communément utilisées dans les études précliniques sur des modèles vivants. Ces souris maintiennent de plus un système immunitaire fonctionnel pendant le développement tumoral, ce qui permet de reproduire fidèlement l’évolution naturelle de l’ostéosarcome humain, incluant le développement de métastases pulmonaires. L’anatomie des pattes de souris, avec un tibia facilement accessible et une taille compatible avec notre dispositif de compression, permet l’application contrôlée de contraintes mécaniques reproductibles. Le rapport poids/taille de la souris facilite la calibration des forces appliquées en équivalent du poids corporel, transposable aux contraintes physiologiques humaines. Les souris sont utilisées à l’âge de 4 semaines, correspondant à une phase de croissance osseuse active. A ce stade, le tissus osseux présente des propriétés mécaniques suffisantes pour les procédures expérimentales tout en conservant une capacité de remodelage. Ce stade de développement est pertinent pour l’étude de la croissance tumorale osseuse et permet un suivi expérimental complet sur la durée des procédures.