Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/05/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-797940)
À partir d’un score clinique de 6 sur la grille de suivi, la souris est tuée, et dès le score 3 dans le modèle de tumeur sous-cutanée. 6 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules cancéreuses humaines ou murines leur sont injectées dans le poumon après ouverture de la plèvre, puis viennent les traitements, jusqu’à cinq gavages par jour, des irradiations, des anesthésies gazeuses jusqu’à trois fois par semaine pour l’imagerie et jusqu’à dix prélèvements sanguins par jour par une incision de la queue, les difficultés respiratoires étant attendues puisque le poumon est opéré. Le porteur annonce environ 80 molécules testées grâce à ce projet, une partie des prélèvements dépendant des « demandes clients ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet consiste à évaluer de nouveaux traitements pour les cancers du poumon, dont les besoins sont non satisfaits, chez la souris dans des modèles orthotopiques (i.e. injection de cellules cancéreuses au site correspondant à celui de la tumeur d’origine). Pour ces modèles, des lignées cellulaires cancéreuses du poumon soit d’origine murine (syngénique) soit d’origine humaine (xénogreffe) seront inoculées directement dans le poumon par injection transpleurale. En fonction des cellules injectées, des souris immunocompétentes, immunodéficientes ou humanisées pour le système immunitaire seront utilisées. Les études consistent à administrer des traitements à potentiel thérapeutique à des souris porteuses de tumeur, puis à mesurer les niveaux de biomarqueurs, les concentrations sanguines ou tissulaires du composé d’intérêt et/ou la croissance tumorale. Les mesures de concentrations du composé permettront d’établir un modèle entre la pharmacodynamie et pharmacocinétique du composé, indispensable pour la détermination des doses à utiliser dans les études d’efficacité, de toxicologie réglementaire et enfin de prédire les doses des phases de preuve de concept en développement clinique chez l’homme. Le suivi de croissance tumorale permettra d’évaluer l’efficacité du ou des traitements Celui-ci sera réalisé par imagerie non-invasive de bioluminescence sur animal anesthésié. Des prélèvements tissulaires post-mortem pourront être réalisés pour des analyses ex vivo complémentaires (histologie, cytométrie en flux par exemple). Grâce à ce projet envron 80 molécules pourront être testées et aboutir à de nouvelles thérapies pour le cancer du poumon.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le cancer du poumon est la principale cause de décès liés au cancer dans le monde, avec le taux de mortalité le plus élevé chez les hommes et les femmes. Avec près de 50 000 nouveaux cas et 30 000 décès par an en France, il est le 3ème cancer le plus fréquent et la première cause de mortalité par cancer. Le traitement du cancer pulmonaire repose aujourd’hui principalement sur la chirurgie (exérèse partielle) lorsqu’il est à un stade précoce, puis des chimiothérapies associées à des radiations. Malheureusement ce cancer est souvent diagnostiqué à un stade avancé lorsque les possibilités de traitement sont limitées. Le pronostic vital reste particulièrement défavorable, notamment pour les formes métastatiques (survie à 5 ans inférieure à 5%) comparé aux formes localisées (survie à 5 ans de 20%) ce qui souligne l’inefficacité des traitements actuels et la nécessité de développer de nouvelles thérapies. Les procédures qui constituent ce projet s’inscrivent dans le cadre du développement de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes. A court terme, elles permettront de prédire l’efficacité de nouveaux candidats médicaments. A plus long terme, ces procédures constitueront la base pour un traitement applicable à l’Homme en déterminant les doses efficaces qui pourraient être administrées chez les patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
1) Les gestes techniques concernent tous les animaux :• Greffe des cellules tumorales par voie transpleurale : chirurgie d’une durée de 15 minutes incluant l’anesthésie, 1 seule fois pendant l’étude. • Mesure des tumeurs avec l’appareil de bioluminescence : durée 15 minutes sous anesthésie gazeuse maximum 3 fois par semaine. • Administrations des composés à potentiel thérapeutique – par voie orale (gavage à l’aide d’une sonde gastrique, (max5xjour), intrapéritonéale (max4xjour), sous-cutanée (max4xjour), intramusculaire (max2xjour) ou intradermique (1 injection/jour) : durée 30 secondes sur animaux vigiles, d’un seul traitement à plusieurs semaines de traitement selon la procédure réalisée. – par voie intraveineuse à la veine caudale : durée 2 minutes sur animaux vigiles, maximum 2 fois par jour pendant 3-4 jours (dépendant des veines de l’animal). L’installation d’un cathéter sera nécessaire pour des administrations plus longues. – par voie intranasale : durée 30 secondes sur animaux anesthésiés (anesthésie gazeuse flash) (max 1 fois par jour). – par voie intratracheale : durée 30 secondes sur animaux anesthésiés par anesthésie gazeuse ou à l’aide d’anesthésique systémique (max 1 fois/jour). • Traitement par irradiation pendant maximum 5 min une seule fois pendant l’étude. • Administration de produit pour imagerie de bioluminescence par voie intrapéritonéale : durée 30 secondes sur animaux vigiles (maximum 3 fois par semaine pendant une à plusieurs semaines selon la procédure réalisée). 2) Les gestes techniques concernant tous les animaux ou en partie (dépendra des demandes clients) : • Prélèvements de sang sur animal vigile – via la veine saphène : durée 30 secondes (max 4xjour) o via la veine mandibulaire : durée 30 secondes (max 2xjour) – via une incision de la veine latérale de la queue (1 seule incision d’environ 2 mm réalisée pour la totalité des prélèvements) durée 1 min (max 10xjour). • Prélèvements de sang sur animal anesthésié à l’isoflurane o via la veine sublinguale (max 1x/jour).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nuisances des animaux : pour chacune des procédures, les animaux seront opérés pour pouvoir injecter les cellules tumorales directement dans le poumon sous anesthésie par injection intrapéritonéale d’un mélange de produits anesthésiques en addition d’analgésique pour éviter la douleur. Pour les procédures 2 et 3, les animaux seront traités avec des thérapies pendant quelques jours à plusieurs semaines qui peuvent parfois être mal tolérées (dose du traitement importante ou traitement à long terme). Ces effets apparaissent potentiellement au fur et à mesure de la croissance tumorale. Les animaux seront également soumis à des anesthésies gazeuses répétées (isoflurane) pour le suivi de la croissance tumorale par imagerie mais également lorsque les traitements nécessitent une anesthésie. Ils pourront également être sujets à plusieurs prélèvements sanguins durant les études. Effets indésirables : ces procédures peuvent engendrer une dégradation de l’état de santé de l’animal pouvant se traduire par une perte de poids, une hypo- ou hyperthermie, un comportement anormal (animal prostré, ne répondant pas aux stimuli), des vocalisations. Les animaux étant opérés du poumon, il est possible que les animaux présentent des difficultés respiratoires. Les traitements répétés par voie intra-trachéale pourraient également être irritant si la durée de traitement est importante. Les animaux sont observés quotidiennement à minima et jusqu’à 2 fois par jour lors des traitements pour réagir au plus vite à l’inconfort des animaux et y apporter des solutions (arrêt des traitements, réhydratation, raffinement).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux utilisés pour le développement des modèles orthotopiques du poumon peuvent parfois être utilisés pour effectuer une étude de pharmacocinétique/pharmacodynamie (PK/PD) à la fin pour réduire le nombre d’animaux utilisés. Ces animaux seront mis à mort à la fin de cette 2ème procédure. Les animaux utilisés pour une étude de PK/PD ou d’efficacité seront mis à mort à la fin de leur procédure. Quelle que soit la procédure, des prélèvements de sang et de tissus pourront être réalisés et feront l’objet d’analyses ultérieures.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Deux approches sont principalement utilisées pour mimer les événements biologiques associés aux processus de cancer : une approche in vitro, basé sur l’utilisation de lignées cellulaires ou de cellules cancéreuses isolées et des approches in vivo, basées sur l’utilisation d’animaux de laboratoire, chez lesquels des cellules cancéreuses sont inoculées. Les modèles in vitro ne recréent ni la diversité de l’environnement des tumeurs, ni la difficulté pour une molécule testée d’atteindre les cellules cibles. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouvelles molécules antitumorale. De plus, à notre connaissance, il n’existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent de modéliser la relation pharmacodynamique et pharmacocinétique dans un contexte tumoral. L’écosystème nécessaire pour la pharmacodynamie et la pharmacocinétique intègre de nombreux tissus et organes : système digestif, système circulatoire, système rénal, système immunitaire intégral, système nerveux périphérique et central. Seul un modèle animal peut permettre d’étudier les interactions entre des composés à potentiel thérapeutique et ces différents systèmes biologiques très complexes.
2. Réduction
Dans le modèle orthotopique, la croissance tumorale sera suivie au cours du temps par imagerie de bioluminescence. L’utilisation de cette technique non-invasive permet d’observer au cours du temps un seul animal simplement anesthésié, là où l’information devait être obtenue par euthanasie et autopsie de multiples individus à chaque stade d’une seule étude permettant ainsi de réduire sensiblement le nombre d’animaux. De plus, d’une manière générale, les composés auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in sillico et in vitro. Ces tests permettent de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, distribution, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d’interaction du composé avec la cible d’intérêt (ex : un récepteur, une enzyme). En outre, le profil pharmacocinétique chez le rongeur aura aussi été déterminé. De nombreux composés auront donc été éliminés du fait de leur faible performance sur ces tests. La probabilité d’observer une activité sur les modèles de ce projet sera par conséquent élevée. Le nombre d’animaux prévu pour ce projet se base sur les données de la littérature et les données de mise en place des modèles, notamment des analyses de puissance statistique et des tests de détermination de la taille des groupes expérimentaux.
3. Raffinement
Les locaux d’hébergement font l’objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux, des systèmes d’hébergement et d’animaux sentinelles. Les animaux seront groupés dans des cages contenant de l’enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Le nombre de manipulations sur l’animal sera réduit au strict nécessaire. Les procédures générant douleur, inconfort ou stress se feront systématiquement sous anesthésie. Pour les anesthésies longues (instillation des cellules tumorales ou traitement des animaux) les animaux seront placés sur un tapis chauffant avec contrôle de la température corporelle pour éviter toute hypothermie. A noter qu’afin de protéger la sécheresse oculaire durant la phase d’anesthésie, du gel ophtalmique type Lacryvisc est déposé sur les yeux de l’animal à l’aide d’un coton-tige. Pour éviter l’apparition de potentielle douleur lors de l’instillation des cellules cancéreuses, une injection en sous-cutanée d’analgésique sera réalisée 30 minutes avant l’instillation des cellules. Cette injection sera répétée en cas d’apparition de signe de douleur. Les animaux feront l’objet d’une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Une fiche de suivi des signes cliniques a été mise en place spécifiquement pour ce modèle (évaluation de l’hématurie, de la capacité à uriner…). Elle permet d’établir un score pour évaluer l’état général de l’animal et en fonction du total des scores des mesures sont appliquées. Ainsi, à partir d’un total de 4, les animaux seront observés par un vétérinaire et à partir d’un total de 6, l’animal sera euthanasié. Dans le cas du modèle abscopal, une fiche de suivi de l’évolution de la tumeur sous-cutanée sera également utilisée. Dans ce cas, si le score 3 est atteint, l’animal sera euthanasié. De plus, si un animal atteint un des points limites établi, il sera immédiatement euthanasié.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La grande majorité des modèles et techniques utilisés dans la recherche médicale et pharmaceutique ont été décrits chez le rongeur. De nombreuses données sur les modèles orthotopiques de cancer du poumon chez la souris existent déjà dans la littérature et peuvent être utilisées pour la mise en place des modèles et aider à l’avancement des projets (doses de cellules, effets de molécules de références etc.). La souris est un modèle d’étude de choix car : 1/ sa petite taille facilite la manipulation en particulier pour le suivi de croissance tumorale avec l’imagerie in vivo (ou plusieurs souris peuvent être placées en même temps dans l’appareil d’imagerie), et 2/ la biodisponibilité des souris immunodéficientes (nécessaires pour l’utilisation de cellules humaines). Les données de la littérature indiquent clairement que les rongeurs adultes représentent des modèles fiables pour l’évaluation de l’efficacité de composés dans le domaine du cancer, c’est pour cela que nous utiliserons des souris adultes.