Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/04/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-999892)
Un taux de prise de greffe de 2 % pour la prostate, 9 % pour le rein, 18 % pour la vessie : 27 500 souris nude vont être utilisées dans des procédures déclarées de souffrance légère, toutes tuées à l’issue, pour établir et entretenir des tumeurs humaines greffées sous leur peau. Chacune reçoit un fragment de tumeur prélevé sur un patient au cours d’une intervention de cinq minutes sous anesthésie, puis le volume tumoral est mesuré au pied à coulisse chaque semaine. Le porteur écrit qu’aucune nuisance particulière n’a été rapportée dans ce type d’expérimentation et que la greffe ne génère pas de douleurs particulières, tout en indiquant que la mise à mort finale sert aussi à « soulager les douleurs éventuelles ». Les souris choisies ont cinq à six semaines pour que leur système immunitaire soit encore immature, condition de la prise de greffe, et les lignées tumorales ainsi entretenues seront proposées à des laboratoires publics et privés.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Actuellement, les cancers sont la 2ème cause de mortalité dans le monde avec 19,3 millions de cas pas an/monde, et 10 millions de décès en 2020 an/monde. Dans ce projet, nous nous intéressons à plusieurs cancers, dont la majorité fait partie des cancers qui intéressent plus particulièrement notre laboratoire, à savoir ceux du poumon, du foie, du pancréas, du rein, de la vessie et de la prostate et le mélanome (6,3 millions de cas par an/monde, 3,9 millions de décès par an/monde). Ces cancers sont des pathologies pour lesquelles de nouvelles options thérapeutiques doivent être impérativement développées. La réalisation d’études précliniques nécessite l’utilisation de modèles animaux reproduisant fidèlement les caractéristiques des tumeurs humaines et notamment l’hétérogénéité entre les individus et au sein même de la tumeur. La validation préclinique d’un nouveau traitement passe donc par l’utilisation d’un vaste panel de modèles porteurs de tumeurs aux caractéristiques moléculaires variables. Or, jusqu’à présent, les modèles d’étude en oncologie se basent sur les lignées cancéreuses clonales en culture qui, d’une part ne reflètent pas l’hétérogénéité de la tumeur in situ et d’autre part, ne permettent pas de reproduire le microenvironnement tumoral dont le rôle dans le développement tumoral et la réponse aux traitements n’est plus à démontrer. Ainsi, les modèles animaux s’avèrent indispensables pour cette problématique préclinique. L’approche par xénogreffe chez la souris nude de tumeurs humaines obtenues au moment de la chirurgie, apparaît comme le modèle expérimental prédictif de la réalité clinique le mieux adapté aux études en oncologie, et ce sont ces modèles que nous nous proposons de développer dans ce projet.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Notre projet vise à développer des modèles précliniques pertinents pour les tests thérapeutiques de molécules nouvelles ou en repositionnement. Ces modèles pourront être utilisés en interne au sein de notre Unité, ou en externe pour le public ou le privé. Les retombées de notre projet ont donc des implications potentielles très importantes pour la clinique, et permettront ainsi d’ouvrir de nouvelles perspectives pour le traitement de ces cancers. Du fait que les patients deviennent généralement résistants aux thérapies anti-tumorales classiques, il y a un besoin urgent de découvrir, de développer et valoriser de nouvelles alternatives thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des patients notamment aux stades avancés. Ils permettront également d’appréhender les mécanismes de résistance aux thérapies, qui sont souvent un frein au développement de thérapies efficaces, et qui sont en grande partie dues à l’hétérogénéité tumorale, que les autres modèles, cités plus haut, ne peuvent pas reproduire.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux recevront un implant tumoral sous-cutané au cours d’une intervention chirurgicale sous anesthésie générale. L’expérimentation durera 5 minutes. Le volume tumoral sera suivi par mesure hebdomadaire à l’aide d’un pied à coulisse électronique.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Comme il s’agit de greffer des petits morceaux de tissus tumoraux, il est possible qu’il y ait une douleur au site d’incision, et une infection au point de suture. Une inflammation au site d’injection est aussi possible. Par ailleurs, la xénogreffe étant située en haut du dos, elle n’engendre aucune gêne de déplacement des animaux et ne génère pas non plus de douleurs particulières ; Les modèles de xénogreffes dérivées de patients (PDX, pour Patient-Derived tumor Xenografts) existent depuis quelques décennies, pour virtuellement tous les cancers, et ils sont développés par de nombreux laboratoires publics comme privés, en France, en Europe et à travers le monde, sans que des nuisances particulières aient pu être reportées. Aucun impact sur le comportement n’a été non plus répertorié dans ce type d’expérimentations.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expérimentations afin de collecter un maximum de tissus afin de procéder à des analyses complémentaires et soulager les douleurs éventuelles.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le cancer se caractérise par une grande variabilité cytogénétique entre les individus et hétérogénéité au sein même de la tumeur. La réalisation d’études précliniques fiables nécessite l’utilisation de modèles reproduisant fidèlement ces caractéristiques des tumeurs humaines. Or, les modèles d’étude se basant sur les lignées cancéreuses clonales ne reflètent pas l’hétérogénéité de la tumeur in situ. De même, pour les systèmes de culture 3D en cours de développement qui ne permettent pas encore d’obtenir des résultats projetables à l’homme. Par conséquent, aucune méthode de remplacement pertinente n’existe à ce jour. Il est donc indispensable d’utiliser le modèle de xénogreffe de tumeur de patients, seul capable de reproduire les caractéristiques de la pathologie humaine.
2. Réduction
Les taux de prise de xénogreffe en primo-implantation pour chaque type tumoral (indiqué chapitre 3.3.2.2 sont : Poumon, 29% ; Foie, 38% ; Pancréas, >50% ; Rein, 9% ; Vessie, 18% ; Prostate, 2% : Mélanome, 27%, pouvant légèrement différer suivant les sources bibliographiques et les caractéristiques des tumeurs utilisées). Notre volonté est de pouvoir disposer et proposer entre 30 et 40 modèles PDX par type de cancer. Un large panel est nécessaire pour tenir compte de l’hétérogénéité tumorale, qui est très important dans les réponses disparates aux thérapies existants, en repositionnement et très probablement aux thérapies émergentes à venir. Par conséquent, nous estimons devoir récupérer environ 50 tumeurs par an pour chaque cancer, soit un total d’environ 350 tumeurs (environ 1750 tumeurs sur 5 ans). Il s’agit donc d’un nombre minimal d’animaux nous permettant d’une part d’optimiser la prise de greffe et d’autre part d’obtenir assez de matériel à la fois pour le maintien du modèle et les analyses/expériences éventuelles ultérieures. Par ailleurs, étant limité par la quantité de matériel biologique, le prélèvement initial (issu du patient) sera greffé au maximum sur 10 souris (entre 2 et 10 souris). Pour l’entretien du modèle, du passage 2 au passage 10 ; 5 souris par passage et par modèle sont suffisantes pour atteindre l’objectif du projet. En conclusion, 27500 animaux seront requis pour la durée du projet. Nous avons ainsi réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés pour les différentes étapes du projet. Le but étant d’établir des modèles stables, aucune analyse statistique n’est nécessaire à cette étape. Ces modèles serviront aux tests thérapeutiques par des laboratoires publique et/ou privées ainsi que par notre laboratoire.
3. Raffinement
Le raffinement sera assuré par un enrichissement des cages pour le confort des animaux (des bâtons à ronger pour limiter les querelles ; des carrés de coton pour une nidification ; des igloos, permettant le jeu et le repos). Les souris seront nourries et hébergées en groupe ; elles ne seront séparées qu’en cas de comportement agressif avec induction de plaies. Nous diminuerons la douleur et l’angoisse liées à la xénogreffe en opérant sous anesthésie générale, avec une anesthésie locale au site d’implantation, et en appliquant une analgésie péri- et post-opératoire. Les animaux seront maintenus au chaud sur un tapis chauffant pendant la xénogreffe et pendant la phase de réveil, phase pendant laquelle les animaux seront surveillés en continu. De plus, nous avons établi des points limite qui mettront fin à l’expérimentation en cas de souffrance et d’inconfort des animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les pathologies cancéreuses en général se caractérisent par une grande variabilité cytogénétique (variation de l’ADN des cellules tumorales) entre les individus et sont généralement hétérogènes au sein même de la tumeur. Or, jusqu’à présent, les modèles d’étude en oncologie se basent sur les lignées cancéreuses clonales qui ne reflètent pas l’hétérogénéité de la tumeur in situ. Par ailleurs, les modèles expérimentaux in vitro ne prennent pas en compte le rôle du microenvironnement dans le développement tumoral. Ainsi, malgré le développement de cultures 3D dont la mise en place reste difficile, les modèles animaux s’avèrent donc indispensables pour la recherche translationnelle en oncologie. Le modèle expérimental décrit dans ce projet nécessite l’utilisation d’animaux immuno-déprimés pour permettre la greffe d’un tissu étranger. Les greffes seront réalisées sur des souris jeunes âgées de 5 à 6 semaines afin d’avoir un système immunitaire encore très peu mature, permettant d’assurer une prise de greffe optimale.