Traitement de la fibrose hépatique par le plasma froid atmosphérique dans différents modèles murins de maladies fibrosantes

La fibrose hépatique est un processus de cicatrisation anormal du foie, où le tissu sain est remplacé par une matrice extracellulaire rigide et dysfonctionnelle. Cela survient après une lésion chronique du foie, entraînant la transformation des fibroblastes en myofibroblastes qui sont les principales cellules à l’origine de la fibrose. La fibrose hépatique est la cause directe d’environ un demi-million de décès par an dans le monde. En outre, elle alimente la gravité d’autres maladies chroniques du foie, y compris le cancer primitif du foie. À ce jour, les options thérapeutiques visant à restaurer l’homéostasie du foie fibreux ne sont pas satisfaisantes, et restent un enjeu médical majeur. Le plasma froid atmosphérique (PFA), également connu sous le nom de gaz faiblement ionisé, représente une stratégie thérapeutique innovante pour traiter la fibrose. En effet la production de composés chimiques par le PFA entraine un stress de la cellule. Ainsi, nous émettons l’hypothèse selon laquelle le PFA pourrait restaurer un fonctionnement tissulaire normal par différents mécanismes i) en modulant la fonction des cellules impliquées dans la progression de la fibrose et ii) en modifiant la structure des protéines du tissu fibrotique. Les objectifs sont de tester l’efficacité anti-fibrosante du PFA et de mieux comprendre les mécanismes d’action du PFA, en particulier sur le phénotype des cellules pro-fibrosantes et sur les composants de la MEC, dans des modèles précliniques de fibrose hépatique. La caractérisation des échantillons sera réalisée par des approches multiples de biologie moléculaire et cellulaire.

La fibrose hépatique est la cause directe d’environ un demi-million de décès par an dans le monde. En outre, elle alimente la gravité d’autres maladies chroniques du foie, y compris le cancer primitif du foie. À ce jour, les options thérapeutiques visant à restaurer l’homéostasie du foie fibreux ne sont pas satisfaisantes, et restent un enjeu médical majeur. Dans son ensemble, ce projet est de tester dans différents modèles expérimentaux murins, l’effet du plasma froid atmosphérique (PFA) sur le foie fibreux. Les bénéfices attendus sont de démontrer un effet anti-fibrosant du plasma froid atmosphérique dans 3 modèles bien décrits de fibrose hépatique représentatifs de la maladie humaine. Si l’effet anti-fibrosant s’avérait efficace, ce projet pourrait permettre de développer un nouvel outil thérapeutique anti-fibrosant applicable en santé humaine dans le cadre des maladies hépatiques fibrosantes. Au-delà de la fibrose, les PFA pourraient jouer un rôle important dans le développement de nouvelles applications médicales. Par exemple, les résultats pourraient orienter la création de nouvelles thérapies pour la cicatrisation des plaies, le traitement du cancer et l’ingénierie tissulaire.

Le modèle génétiquement modifié utilisé développe spontanément une fibrose qui restent néanmoins asymptomatiques d’un point de vue phénotypique. Le modèle chirurgical implique une chirurgie abdominale effectuée sous anesthésie et analgésie pré et post opératoire. La chirurgie est d’une durée 15 à 20 minutes pas animal. Enfin, le modèle chimique implique des injections régulières au niveau de l’abdomen (intra-péritonéale). Ces injections sont effectuées sur animal vigile par simple contention et ne dure que quelques secondes par animal (moins de 30 secondes). Pour les traitements au plasma froid, les souris seront anesthésiées et seront exposés soit par application locale au niveau cutanée, soit par injection au niveau de l’abdomen (intra-péritonéale). Ces traitements ne devraient pas excéder quelques minutes et pourront être appliqués jusqu’à 6 fois maximum avec un intervalle de 3 à 5 jours entre chaque traitement. A l’issue des traitements, les animaux seront anesthésies et analgésiés puis seront soumis à un prélèvement sanguin précédant l’euthanasie. Ce prélèvement est strictement nécessaire pour les analyses à effectuer et ne durera pas plus de 5 minutes entre de début de l’anesthésie et l’euthanasie de l’animal.

La principale contrainte concerne le développement des pathologies du foie induites génétiquement, chirurgicalement, ou chimiquement. A un stade tardif, ces modèles conduisent tous à une pathologie/défaillance hépatique pouvant induire un ictère (jaunissement) et dans les cas les plus graves peuvent conduire au décès. L’induction de ces pathologies est malheureusement strictement nécessaire pour mener à bien ce projet et tester la thérapie par plasma froid. Le modèle génétiquement modifié développe spontanément une fibrose qui restent néanmoins asymptomatiques d’un point de vue phénotypique. Le modèle chirurgical implique une chirurgie abdominale qui engendre donc des nuisances liées à l’anesthésie (stress thermique, risque d’arrêt cardio-respiratoire, etc.) et à la chirurgie elle-même (douleurs post-opératoires malgré la prise en charge réalisée, inflammation locale, risque de dessiccation de la plaie, etc.). Enfin, le modèle chimique implique des injections régulières au niveau de l’abdomen pouvant être source de stress en raison de la contention et d’une douleur de courte durée lors de l’introduction de l’aiguille. Le traitement par plasma froid devrait quant à lui réduire les effets liés au développement des pathologies du foie étudiées. Cependant, l’utilisation de ce gaz faiblement ionisé appliqué directement sur la peau de l’animal peut générer des brûlures superficielles et un assèchement de la peau pouvant aller jusqu’à la nécrose dans les cas les plus extrême (peu probable). Pour les traitements administrés par injection au niveau de l’abdomen les nuisances pourraient être un éventuel durcissement abdominal, inflammation, etc.). Les traitements seront effectués sous anesthésie et impliqueront donc également les contraintes/risques liées à l’anesthésie elle-même (stress thermique, risque d’arrêt cardio-respiratoire, etc.). Enfin, le prélèvement sanguin effectué avant l’euthanasie sous anesthésie et analgésique pourra induire un stress au moment de l’induction de l’anesthésie. Ce prélèvement sera effectué́ juste avant l’euthanasie de l’animal (pas de réveil).

A l’issue des procédures, les animaux seront tous euthanasiés par des méthodes réglementaires. Une première partie dans le cadre du maintien des lignées sera euthanasiés en fin de période reproductive sans réalisation de prélèvement. Une seconde partie euthanasiée afin de prélever les organes pour réaliser différentes analyses biologiques. Ces analyses permettront d’évaluer l’impact « biologique » des différents traitements, en utilisant les différents marqueurs de progression de la pathologie.

Justification de l’espèce/modèle :
 Les cellules en culture ne permettent pas d’appréhender le processus de fibrogenèse hépatique dans sa globalité. Aussi, la souris est utilisée pour mimer la fibrose hépatique avec des caractéristiques de la maladies proches de celles observées chez l’homme. Plusieurs modèles animaux de fibrose hépatiques existent chez la souris récapitulant les différentes formes observées chez l’homme. Nous utiliserons un modèle génétiquement modifie qui développent de manière spontanée des lésions hépatiques. Nous utiliserons également des souris commerciales et induirons chirurgicalement ou chimiquement des modèles de fibrose validé par la communauté scientifique. Justification des stades :
 Les souris seront utilisées à l’âge adulte/jeune adulte : – 4-8 semaines pour les animaux transgéniques – 6-8 semaines pour les animaux commerciaux dont 1-2 semaines d’acclimatation. Nous n’utilisons pas d’animaux trop vieux afin de nous affranchir des modifications des fonctions hépatiques dues à l’âge et qui pourraient interférer avec nos résultats.