Recherche fondamentale

Les 872 souris utilisées sont immunodéficientes, donc plus sensibles aux infections, et reçoivent une injection de cellules tumorales de cancer colorectal. Dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune peut subir jusqu'à trente injections de traitement à l'état vigile, deux par semaine, et quinze séances d'imagerie sous anesthésie générale. La croissance tumorale peut provoquer une cachexie, les administrations fréquentes un risque de péritonite, et les sites de piqûre peuvent s'infecter. Toutes sont tuées à la fin, le porteur indiquant que l'injection de cellules tumorales rend impossible de les garder en vie et que les analyses portent sur les tissus et organes prélevés après la mort.

Objectifs

Nous avons mis en évidence, via des analyses ex vivo sur des cohortes de patients, que l’induction de l’expression d’une protéine cible est impliquée dans la progression des cancers colorectaux. L’objectif de ce projet est de valider in vivo cette hypothèse et d’évaluer l’efficacité de l’inhibition de cette protéine comme nouvelle stratégie thérapeutique du cancer colorectal.

Bénéfices attendus

Le cancer du côlon est la quatrième cause maligne diagnostiquée et la cinquième cause de décès par cancer dans le monde. En France, il touche chaque année plus de 47 500 personnes et cause près de 17 000 décès. Il présente un des pronostics les plus sombres en raison notamment d’un arsenal thérapeutique actuel peu efficace. Ce projet nous permettra de valider une nouvelle stratégie pour le traitement du cancer du côlon.

Procédures

Toutes les souris seront soumises à une seule injection de cellules tumorales. Une partie des souris sera soumise à une anesthésie générale (moins de 5 minutes/animal). Tous les animaux vigiles seront soumis à des injections pour des traitements antitumoraux (pour un total maximum de 30, 2 fois par semaine, moins d’une minute par animal). Une partie des souris sera soumise à des examens non invasifs d’évaluation tumorale sous anesthésie générale (dix minutes par animal, une fois par semaine, 15 fois maximum). A la fin des expériences, tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.

Impact sur les animaux

Les souris immunodéficientes présentent une sensibilité accrue aux infections. L’induction tumorale peut conduire à des effets indésirables (cachexie) et peut induire une gêne chez l’animal. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie et de la détresse respiratoire. Les injections peuvent induire une douleur légère (éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection) et un risque de péritonite associé aux administrations fréquentes. Les sites d’injections peuvent s’infecter. La manipulation et la contention des animaux peut induire un stress.

Devenir

Tous les animaux à la fin de la procédure seront euthanasiés selon une méthode réglementaire. La procédure requiert l’injection de cellules tumorales, ce qui implique l’impossibilité de garder les souris en vie à la fin de l’expérience. De plus, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.

Remplacement

Cette étude consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique de l’inhibition d’une protéine cible. Ces stratégies inhibitoires (via des anticorps et des oligos antisense) ont été développés, in vitro, après l’identification de cette protéine via des criblages transcriptomiques sur des cohortes de patients. Cette étude peut exclusivement être conduite in vivo, car il est essentiel d’utiliser un model reproduisant au mieux l’environnement tumoral. Cela se traduit par la nécessité d’utiliser un organisme entier dans lequel les cellules et les cytokines peuvent circuler, permettant ainsi une représentation plus fidèle des interactions biologiques complexes à l’intérieur du corps.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 872 souris. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés. Pour la réalisation de cette étude, nous utiliserons des groupes homogènes de souris pour permettre une évaluation statistique solide des effets analysés. Nous utiliserons des tests statistiques pour évaluer et comparer les effets dans les divers groupes de traitements. Une veille bibliographique attentive et constante sera effectuée pour s’assurer que les expériences planifiées n’ont pas été déjà rapportées dans la littérature scientifique.

Raffinement

Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, maisonnettes, …). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Le comportement général et le poids des animaux sera suivi. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Des points limites surveillés seront mis en place lors des procédures de croissance tumorale. L’anesthésie générale des animaux sera effectuée (avec tapis chauffants). Selon le modèle, afin de réduire l’inconfort, une analgésie est prévue. Si les souris apparaissent affaiblies (prostration) pendant la procédure, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques et éthiques. La souris est le modèle animal le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Notre établissement utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 6 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé.

Une greffe de cellules de lymphome dans le flanc sous anesthésie, puis trois injections de nanoparticules lipidiques chargées de chimiothérapie ou trois injections d'un anticorps bloquant, pratiquées sur animal vigile, attendent 98 souris utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées sous anesthésie pour récupérer les tumeurs et les organes. Le travail porte sur le rôle de la granzyme A, une enzyme produite par les cellules cancéreuses, dans la croissance du lymphome et l'immunité intratumorale. Le porteur annonce que les souris vont développer des cancers avec prolifération des cellules au niveau du flanc, et qualifie de temporaire l'inconfort des injections. Sur l'effectif, il écrit seulement qu'une réflexion biostatistique a été intégrée à la construction du projet, sans donner ni calcul ni taille de groupe, et il ne précise pas les points limites retenus pour la taille des tumeurs.

Objectifs

Le lymphome est un cancer des cellules du tissu hématopoïétique caractérisé par un blocage de maturation et une prolifération excessive des cellules matures cancéreuses. Les lymphomes se caractérisent par la prolifération excessive des lymphocytes au niveau des ganglions, du foie, de la rate, plus rarement d'autres organes. Ils provoquent une augmentation de leur taille. Malgré les améliorations des traitements actuels chez l’homme, les taux de rechute restent élevés. Ainsi, pour réduire l’intensité de la chimiothérapie et traiter avec succès les patients en rechute, il est encore nécessaire de comprendre l’évolution de ce développement tumoral. Nous avons identifié, dans plusieurs modèles in vitro (lignées cellulaires humaines), que les cellules lymphomateuses expriment la granzyme A, une protéine physiologiquement utilisée par les cellules de l’immunité pour défendre l’organisme, et dont le rôle, lorsqu’elle est produite par des cellules cancéreuses, n’a pas encore été établi. Une lignée cellulaire murine exprime également l’enzyme d’intérêt et nous souhaitons dans ce projet, à travers l’utilisation d’un modèle murin, comprendre son rôle sur la croissance tumorale et les perturbations de l’immunité intratumorale. Pour cela, nous allons utiliser des greffes de différentes cellules cancéreuses murines dans des souris. Certains animaux recevront un traitement à base de nanoparticules lipidiques transportant une chimiothérapie et d’anticorps bloquants afin d’évaluer le rôle de l’enzyme d’intérêt et son interaction avec l’immunité antitumorale et la croissance tumorale.

Bénéfices attendus

Le bénéfice principal concerne la compréhension du rôle d’une enzyme dans le développement du lymphome et de son rôle sur l’immunité intratumorale, pouvant contribuer à la mise en place d’une thérapie chez les patients atteints de lymphome.

Procédures

Les animaux seront soumis à une transplantation de cellules de lymphome dans leur flanc, de 30 seconde, après avoir été anesthésiés. Les injections des nanoparticules lipidiques se feront sur des animaux vigiles, trois fois, la durée des injections sera de moins de 5 minutes. D’autres souris recevront l’injection d’un anticorps bloquant à 3 reprises également, en vigile, d’une durée qui sera de moins de 5 minutes.

Impact sur les animaux

Les animaux vont développer des cancers, avec une multiplication proliférative des cellules lymphomateuses au niveau de la zone d’injection, donc du flanc de l’animal. Les injections des nanoparticules lipidiques peuvent causer un inconfort temporaire pendant quelques minutes.

Devenir

Les animaux seront sous anesthésie mis à mort à l’issue des expériences, dans le but de récupérer les tumeurs ainsi que des organes pour des analyses biologiques.

Remplacement

Pour remplacer des modèles animaux, il est parfois possible de travailler sur des cellules ou des tissus (in vitro). Le recours aux modèles in vitro doit être l’objectif du chercheur si son expérimentation le permet. Nous avons d’ores et déjà testé in vitro par des méthodes alternatives l’expression de la protéine cible dans des lignées cellulaires, ainsi que les nanoparticules lipidiques que nous allons tester dans ce projet préclinique. Il nous faut maintenant valider sur une étude préclinique in vivo le rôle de cette protéine sur la croissance tumorale et l’immunité antitumorale. Le remplacement par des méthodes alternatives n’est plus possible à ce stade du projet de recherche, où l’interaction du système immunitaire au sein de l’organisme constitue un élément clé de notre recherche.

Réduction

Dans ce projet, nous allons diminuer le nombre d’animaux utilisés à des fins de recherche. S’il est essentiel d’utiliser le plus petit nombre d’animaux possible, il faut néanmoins éviter que cet effort de réduction nuise à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a alors été intégrée à la construction de ce projet.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans un établissement utilisateur autorisé. Afin de limiter le stress des animaux, ils sont placés par groupes de 5 à 10 dans des cages agrémentées d’éléments en carton ou en plastique leur permettant de se regrouper dans un nid. La litière des cages est changée une fois par semaine et les animaliers veillent quotidiennement à ce que les animaux ne manquent ni d’eau, ni de nourriture, conformément aux conditions réglementaires. Afin de réduire, supprimer ou soulager la douleur ou la détresse des animaux, et ainsi améliorer leur bien-être, nous utilisons des protocoles pensés pour réaliser plusieurs analyses en une seule expérience lorsque cela est possible. Nous utilisons également une grille établie au préalable de points limites (ou critères d’arrêt anticipé) de la procédure. Afin qu’une prise en charge des animaux puisse se faire le plus rapidement possible, nous communiquerons les points limites au personnel de l’animalerie. Toute anomalie dans le comportement social, alimentaire, et la gestuelle (apparition de signes de douleur) de l’animal détectée par l’expérimentateur lors de ses visites (tous les 2 jours minimum) entraîne une prise en charge immédiate, qui peut inclure un soulagement de la douleur ou l’arrêt de l’expérimentation pour l’animal. En dernier recours, si le soulagement de la douleur ne peut pas être résolu par l’expérimentateur, une mise à mort de l’animal est réalisée.

Choix des espèces

Cette étude ne peut se réaliser que sur le modèle murin. L’étude sur l’immunité antitumorale des souris est en effet celle qui se rapproche le plus de l’homme et c’est ce modèle qui est choisi dans la littérature afin de réaliser des études précliniques sur les lymphomes et l’immunité en général. Les animaux âgés entre 2 et 5 mois seront utilisés, ceci correspond à un âge optimal pour la greffe des cellules lymphomateuses sur le flanc des animaux.

Jusqu'à six séances d'imagerie IRM ou SPECT-PET-CT sur une même souris, et jusqu'à quatre actes expérimentaux de trente minutes à une heure, tel est le programme des 640 souris utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélèvement. Le protocole consiste à injecter des cellules de glioblastome dans le cerveau, à créer une cavité d'exérèse pour reproduire les conditions d'une récidive, puis à administrer une radiothérapie interne sur place. Sans traitement, l'injection de cellules tumorales dégrade l'état général et peut tuer la souris au bout de trente jours. Deux souches sont utilisées, des C57BL/6JRj pour les greffes de cellules murines et des CB17-SCID immunodéprimées pour les cellules humaines, le porteur indiquant que ces dernières ne permettent pas d'étudier le rôle de l'immunité.

Objectifs

Le glioblastome est une tumeur cérébrale particulièrement agressive, son incidence de 3,3/100 000 est en augmentation, avec une multiplication par 4 sur les 10 dernières années, en faisant un véritable problème de santé publique. Une étude approfondie des caractéristiques tumorales et la découverte de potentielles nouvelles cibles pour le traitement dans différents modèles de glioblastome sont essentielles. Le projet consiste à mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques de radiothérapie interne aussi bien pour traiter les tumeurs ou leur récidive. Ces nouvelles stratégies seront basées sur des molécules qui ont été testées en amont lors d’expériences in vitro et qui méritent une attention particulière pour des développements thérapeutiques pertinents.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu est l'innovation thérapeutique en ce qui concerne les glioblastomes ou leur récidive dans le but d’améliorer la prise en charge de ces tumeurs ultérieurement chez l'homme.

Procédures

Les animaux seront anesthésiés et soumis à des actes expérimentaux modérées (durées d'environ 30 minutes à 1 heure) telles que l'injection de cellules tumorales, la création de cavité d’exérèse, l’administration de thérapies spécifiques dans le cerveau et d’un suivi par imagerie IRM / SPECT-PET-CT. En fonction de la procédure concernée un animal peut subir d'un seul acte jusqu'à 4. Le nombre d’IRM / SPECT-PET-CT maximal réalisé sur un même animal est de 6.

Impact sur les animaux

L’administration des traitements peut entraîner une certaine fatigue et un affaiblissement rapidement réversible (environ deux jours) de l'animal. L'induction d'une tumeur par injection de cellules entraîne en l'absence de traitement une détérioration de l'état général de l'animal pouvant entraîner la mort au bout de 30 jours.

Devenir

Tous les animaux du projet sont mis à mort pour réaliser des prélèvements.

Remplacement

Le projet ici proposé a pour but le ciblage par une thérapeutique innovante sur tumeur en place ou dans des conditions mimant la récidive pour l’éradication de tumeurs cérébrales. Si sa mise en place nécessite l’utilisation d’animaux pour valider les étapes finales d’élimination (au travers de l’application de procédures de traitement par des vecteurs sur tumeur en place ou dans des cavités d’exérèse), alors de nombreuses étapes amont, ont été réalisées in vitro sur des modèles cellulaires pour répondre aux normes de remplacement. Il n'y a d’ailleurs pas d'alternatives ni d'explants, ni d'organoïdes, ou coupes organotypiques sur lesquelles nous pourrions répondre à nos questions de tumorigénicité et de réponse au traitement dans le contexte global.

Réduction

En amont de ces expériences chez l'animal, divers essais sur ces cellules tumorales in vitro ont été réalisés limitant aux seuls prototypes utiles alors implantés chez l'animal la réalisation de cette étude. Le nombre d'animaux utilisés a été défini pour pouvoir générer des données statistiquement interprétables. L'utilisation de l'imagerie pré-clinique SPECT-PET-CT a son importance en ce qui concerne l'éthique puisqu'il permet de réduire le nombre d'animaux avec un suivi longitudinal où le même animal est son propre contrôle.

Raffinement

Les animaux sont stabulés dans un environnement favorable à leur bien-être, par ailleurs vérifié par la SBEA local. Pour chaque procédure, un suivi quotidien du comportement de l'animal et de sa cicatrisation est effectué suite à la chirurgie. Le suivi de la perte de poids sera réalisé 2 ou 3 fois/semaine puis quotidiennement à partir d’environ 20 jours après la chirurgie en rapport avec la croissance tumorale. Un suivi IRM ou SPECT-PET-CT est également réalisé de manière hebdomadaire pour surveiller la progression du volume tumoral dans le cerveau de l'animal. Les animaux bénéficient d’une surveillance accrue jusqu’à leur réveil afin de détecter précocement toute forme de souffrance. Ils bénéficient de soins post-opératoires, mesures de gestion de la douleur avec analgésique, conditions d'hébergement optimale, enrichissement du milieu. Les animaux seront hébergés dans un environnement dont la température, l’humidité, le renouvellement de l’air ainsi que le cycle d’éclairage sont contrôlés selon les normes légales en vigueur. Un enrichissement du milieu avec des petites maison et tunnel ainsi que des frisotis est mis en place du début à la fin. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale. Une anesthésie gazeuse sera appliquée aux animaux lors du suivi IRM ou SPECT-PET-CT hebdomadaire.

Choix des espèces

Pour ce projet, il est nécessaire de travailler avec la souris car il est prévu d’implanter des lignées cellulaires murines (modèle syngénique de gliobastome avec la souche C57BL/6JRj). Pour les modèles xénogéniques de gliobastome, des lignées cellulaires humaines seront implantées et nécessiteront cette fois-ci la souche CB17-SCID. La raison pour laquelle il est envisagé d’utiliser des cellules murines mais aussi humaines, donc d’utiliser deux souches différentes de souris, est de pouvoir réaliser à la fois des tests à partir de cellules humaines de glioblastome mais également de pouvoir étudier le rôle de l’immunité qui n’est pas possible d'évaluer avec les modèles de glioblastomes humains. Les souris seront utilisées de 8 à 12 semaines car elles seront, à ce stade, de jeunes adultes matures.

Pour tester le chauffage de tumeurs par nanoparticules sous laser ou champ magnétique, 2 880 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélèvement. Elles subissent une chirurgie d'implantation de tumeurs des voies biliaires, des injections dans la tumeur et par voie générale, jusqu'à quatre séances de traitement de dix minutes sous anesthésie, des échographies de suivi et des prélèvements sanguins pratiqués sur animal vigile. Le porteur qualifie de légers et de courte durée le stress et la douleur liés à chaque geste, sans décrire ce que produit la croissance tumorale elle-même. Il indique développer en parallèle des cultures cellulaires en trois dimensions pour trier les molécules en amont, ce qui réduirait le nombre de souris, et conclut que ces cultures ne suffisent pas pour évaluer les effets indésirables ni la réponse immunitaire.

Objectifs

Les cancers des voies biliaires, en particulier le cholangiocarcinome (CCA), sont difficiles à traiter. Le développement de nanoparticules permet d’envisager des traitements anticancéreux mieux ciblés, plus efficaces et avec de moindres effets secondaires par rapport aux traitements systémiques conventionnels. Le projet a pour objectif d'évaluer l'efficacité d'une thérapie anticancéreuse localisée par nanoparticules en association ou non avec une thérapie par voie générale et une exposition à un rayonnement Laser ou un champ magnétique. L’évolution du volume tumorale sera suivie par échographie. L’imagerie permettra aussi de suivre la diffusion et l’élimination des nanoparticules utilisées. L’objectif final est d’identifier les nanomatériaux les plus efficaces avec les meilleures diffusions et sans effet indésirable à long terme.

Bénéfices attendus

Les cholangiocarcinomes (CCA) sont de très mauvais pronostiques et très agressifs. Les traitements sont limités, seule la résection chirurgicale est efficace mais seuls 20 à 30 % des patients sont éligibles, les autres recevront une chimiothérapie palliative. La recherche de traitements dit innovants dans un but de traiter localement la tumeur est nécessaire pour proposer de nouvelles options thérapeutiques pouvant être proposées seules ou en combinaison avec des thérapies systémiques déjà en place. Dans son ensemble, ce projet a pour objectif de tester dans des modèles expérimentaux murins, le traitement par nanohyperthermie dans des tumeurs de CCA. Les bénéfices attendus sont de démontrer un effet antitumoral de la nanohyperthermie dans des modèles bien décrits de CCA représentatifs de la maladie humaine. Si l’effet anti-antitumoral s’avérait efficace, ce projet pourrait permettre de développer un nouvel outil thérapeutique anti-cancéreux locorégional applicable en santé humaine, permettant de réduire à la fois les doses de chimiothérapies et les effets secondaires de ceux-ci dans le cas d'un traitement combinatoire. Au-delà du CCA, la nanohyperthermie pourrait être également utilisée pour traiter d’autres cancers digestifs (péritoine, tubes digestifs, foie, pancréas).

Procédures

- Injections durée 10-20 secondes/animal - Traitement sur souris anesthésiées 10 minutes/souris, répété 4 fois max. - Anesthésie gazeuse durée 15 min/souris - Prélèvements sanguins sur animal vigile, durée 5 min/souris.

Impact sur les animaux

-injections cutanées : stress et douleur légère de courte durée -anesthésie et chirurgie d'implantation de tumeurs : stress et douleurs modérée -Injections intratumorale et systémiques : stress et douleurs légères de courte durée - Prélèvement sanguin vigile : stress et douleur légères e de courte durée - Anesthésie Gazeuse : un stress légéer de courte durée.

Devenir

Les animaux impliqués dans ce projet seront mis à mort afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses ultérieures.

Remplacement

Il n'est actuellement pas possible de simuler le développement d'un cancer avec tous ses aspects dans un modèle in vitro. Neanmoins, nous développons également des modèles cellulaires in vitro en 3 dimensions afin de sélectionner les molécules, ce qui permetra de réduire le nombre d'animaux utilisés puisque l'effficacité de certaines molécules pourra être testée en amont. Cependant ces expériences menées sur ces modèles cellulaires ne sont pas suffisants et ne permettent pas de remplacer les animaux, notamment pour évaluer la réponse avec un système immunitaire ou pour évaluer les effets indésirables.

Réduction

Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Compte tenu des données existantes et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, enrichissement). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum, le milieu est enrichi. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (points limites) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie). Un analgésique sera utilisé en pré-opréatoire et en post-opératoire pour limiter la douleur et garantir un bien-être optimal des animaux. Un protecteur oculaire en gel sera aussi utilisé lors de l'anesthésie pour éviter tout assèchement des yeux. Pour le transport des animaux, celui-ci est effectué dans le respect du bien-être animal (mise à disposition d'eau sous forme de gel et de nourriture) et est réalisé par un transporteur agréé.

Choix des espèces

La souris est le modèle de référence des expériences et études en cancérologie car elle permet de représenter le comportement d'une tumeur se développant chez le patient (réponse immune, diffusion des traitements dans l'organisme). La possibilité de disposer d'animaux de fond génétique défini permet limiter les variabilités biologiques et de mieux identifier les effets des thérapies. Les animaux seront utilisés à l'âge de 5 à 8 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection des cellules cancéreuses, une souris juvénile ou trop agées induirait un biais dans l'expérimentation.

Pour tester des lymphocytes tueurs associés à des anticorps contre le cancer de l'ovaire, 2 160 souris vont être utilisées sur quatre ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est totalement immunodéficiente, dépourvue de toute cellule immunitaire, afin d'évaluer l'effet de la thérapie cellulaire seule. Toutes reçoivent une injection de cellules tumorales puis un traitement, 360 sont anesthésiées à l'isoflurane deux fois par semaine, et toutes subissent des prélèvements sanguins sous anesthésie. Elles sont tuées soit parce qu'elles ont atteint le point limite de volume tumoral, soit pour prélever la tumeur. Le porteur annonce une thérapie plus efficace et mieux tolérée pour des patientes, quand le résultat attendu du projet se limite à démontrer un effet sur des tumeurs greffées, et signale une perte de poids et une nécrose tumorale déjà observées lors d'études préliminaires.

Objectifs

En france, le cancer de l'ovaire touche environ 4500 femmes chaque année et entraîne près de 3000 décès ce qui en fait le cancer gynécologique le plus meurtrier. Dans le monde, il figure parmi les cancers féminins les plus fréquents et il est souvent diagnostiqué tardivement car les symptômes sont peu spécifiques. Résultats : les traitements arrivent à un stade avancé de la maladie. Les traitements actuels reposent sur la chirurgie et la chimiothérapie et permettent d’obtenir une rémission chez de nombreuses patientes mais les rechutes sont fréquentes et les effets secondaires importants. Il existe donc un besoin urgent de nouvelles approches thérapeutiques plus efficaces et mieux tolérées. Notre projet s’inscrit dans un effort de recherche visant à utiliser les défenses naturelles de l’organisme pour lutter contre le cancer. Il a pour objectif de développer une nouvelle thérapie qui permet de mieux cibler les cellules cancéreuses tout en limitant les effets sur les tissus sains. L’idée est de proposer à terme des traitements plus efficaces et plus sûrs pour les patientes. Nous nous intéressons à un type particulier de cellules du système immunitaire, que l’on peut considérer comme des « cellules tueuses » naturelles. Ces cellules ont plusieurs avantages : elles sont capables de reconnaître et de détruire des cellules cancéreuses sans modification particulière, elles peuvent être facilement multipliées à partir d’un simple prélèvement sanguin, et elles peuvent être utilisées chez différents patients, même lorsqu’elles proviennent d’un donneur. Un autre atout important est leur capacité à s’associer à des anticorps, c’est-à-dire des molécules qui reconnaissent très précisément les cellules cancéreuses. En combinant ces cellules tueuses avec des anticorps, nous pouvons les « guider » pour qu’elles ciblent spécifiquement les cellules tumorales, tout en épargnant les cellules saines. Pour tester cette approche, après les tests en laboratoire, nous utilisons des modèles de tumeurs chez l’animal qui reproduisent les tumeurs humaines. Cela permet d’évaluer plus précisément l’efficacité du traitement, et de vérifier toxicité et l’efficacité globale de la thérapie. L’originalité de notre projet repose sur la combinaison de deux approches innovantes : des anticorps de nouvelle génération, conçus pour mieux reconnaître les cellules cancéreuses, et l’utilisation de ces cellules tueuses « armées » pour les attaquer.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à démontrer, sur un modèle de tumeur primaire et métastsatique ovariennes que l’utilisation d’une thérapie cellulaire innovante basée sur des Lymphocytes en combinaison avec des anticorps thérapeutiques déjà utilisés en clinique permet d’améliorer les effets du système immunitaire tout en réduisant les effets secondaires. Cette approche a deux objectifs principaux : 1. Améliorer la spécificité du traitement. 2. Favoriser son efficacité.

Procédures

Au cours du projet, les souris seront soumises à plusieurs types d'interventions, réalisées sous anesthésies et avec prise en charge de la douleur lorsque nécessaire. L'ensemble des animaux (2160 souris) recevront une injection de cellules tumorales (15 secondes/souris) puis une injection de traitements médicamenteux (10 secondes par souris). Sur l'ensemble des animaux 360 seront anesthésiées par isoflurane deux fois par semaine (10 min/animaux). Une analgésie et une anésthésie générale sont systématiquement utilisées et les animaux sont surveillés après l'intervention jusqu'à leur réveil complet. À différents moments de l'étude, l'ensemble des animaux feront l'objet d'un prélèvement sanguin, réalisé sous anesthésie afin d'éviter toute douleur. Cette intervention dure en moyenne 20 secondes par animal. Ce prélèvement permet d'analyser la présence de cellules tumorales et d'ADN tumoral dans le sang.

Impact sur les animaux

On peut s’attendre à un léger stress dû à la manipulation des souris. La douleur associée à l'injection de cellules est équivalente à celle d’une piqûre d’aiguille. Le développement des tumeurs et des métastases sera suivi par des mesures régulières ainsi leur développement ne devrait pas créer de contraintes particulières chez les souris. Concernant les nuisances associées aux traitements, des études préliminaires ont montré une perte de poids, nécrose de la tumeur, inflammation ; Aucune autre nuisance ni effet indésirable n’est prévisible.

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de l'expérimentation, soit parce qu'ils ont atteint le point limite de volume tumoral, soit pour prélever la tumeur afin de réaliser une analyse des mécanismes impliqués suite aux effets des médicaments.

Remplacement

Comme évoqué précédemment, il est essentiel de démontrer l’efficacité de cette nouvelle thérapie cellulaire, notamment dans le cadre de l’utilisation d’anticorps en traitement du cancer. Cette preuve a déjà été obtenue en laboratoire (in vitro), mais elle doit maintenant être confirmée dans des modèles précliniques chez la souris, qui reproduisent des tumeurs solides proches de celles observées chez la femme. Ces modèles sont les seuls qui permettent d’évaluer à la fois l’efficacité de la thérapie sur la croissance des tumeurs, de valider cette nouvelle façon d’utiliser les anticorps, et de mieux comprendre les mécanismes de la réponse immunitaire contre le cancer. À ce stade du projet, il n’est plus possible de remplacer les modèles animaux par des modèles in vitro, car ces derniers ne permettent pas de reproduire toute la complexité des interactions entre les cellules tueuses et les cellules tumorales. Les modèles précliniques sont encore peu développés dans le domaine des immunothérapies, en particulier pour ces cellules tueuses, qui sont rares et difficiles à étudier. Même si des premiers tests ont déjà été réalisés sans utiliser d’animaux, une étape chez l’animal reste indispensable pour valider la thérapie avant d’envisager des essais chez l’être humain.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés sera au maximum de 2160 souris sur 4 ans. Ce nombre a été déterminé afin de permettre une évaluation complète de notre thérapie, à la fois sur son efficacité contre les tumeurs et sur les mécanismes biologiques impliqués.Le projet a été conçu pour réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Chaque étape expérimentale ne sera réalisée que si les résultats de l’étape précédente sont concluants, et des études pilotes seront mises en place avant les expériences principales.Le nombre d’animaux par groupe a été défini à l’aide de modèles mathématiques et d’outils statistiques, afin d’obtenir des résultats fiables tout en limitant leur utilisation au strict nécessaire.Par ailleurs, notre expérience dans les modèles de cancer, notamment du cancer de l’ovaire, ainsi que notre expertise dans l’utilisation des cellules tueuses et dans les techniques expérimentales, nous permettent d’optimiser les protocoles et de limiter les pertes, contribuant ainsi à réduire encore le nombre d’animaux nécessaires. De plus grâce à notre maîtrise et à notre connaissance des gestes de greffe ou d’administration en sous- cutané et en intrapéritonéale, nous éviterons les artefacts et les pertes liées à l’expérimentateur.

Raffinement

Le milieu est enrichi par une litière mélangée à des copeaux, ainsi que de briques de peuplier et une ouate coton pour le confort des animaux. Le comportement sera observé quotidiennement pour détecter tout signe de stress. Si nécessaire un animal agressif pourra être isolé des autres mais pour une durée maximale de 5 jours. Un suivi de l’apparition d’autres signes cliniques sera effectué au cours de l’expérience. Ils seront reportés sur une fiche de suivi clinique. Dans les conditions expérimentales définies, les animaux ne souffriront d’aucune difficulté à se mouvoir et à s’alimenter. Les différentes molécules seront utilisées en administration locale en une seule administration dans un composé permettant leur diffusion dans le temps, permettant d’éviter tout effet secondaire et d’éviter des administrations répétées. Même si l'ensemble de nos procédures sur lesquelles nous avons du recul ne devrait pas le nécessiter, l'utilisation d'analgésiques ou d'anti-inflammatoires pourra être utilisée.

Choix des espèces

Dans un premier temps nous utiliserons une espèce murine immunodéficiente dans notre étude. Cette dernière est la plus relevante pour atteindre les objectifs fixés et tester les effets de nos thérapies sur la réponse immunitaire anti-tumorale afin de mettre en évidence les effets de nos molécules sur le long terme. Ces souris, au contraire des autre lignées immunodéficientes, sont totalement immunodéficientes donc ne possèdent aucune cellule immunitaire ce qui nous permettra d’étudier l’efficacité seule de notre thérapie cellulaire. Dans un second temps l’étude portera sur des modèles murins immunocompétents afin d’étudier l’effet de notre thérapie sur des modèles plus complexes contenant tout le micro-environnement tumoral. L’âge des animaux utilisés dans cette étude est de 7 à 8 semaines, âge où l’on observe une forte incidence de prise de greffe et une forte homogénéité, et âge le plus approprié pour atteindre l’objectif scientifique de l’étude. En effet, le cancer de l’ovaire est une pathologie qui touche majoritairement des femmes adultes, avec un âge médian au diagnostic d’environ 63 ans. L’utilisation d’animaux à un stade adulte permet ainsi de se rapprocher au mieux des conditions physiopathologique observées chez les patients.

500 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées sous anesthésie pour prélèvement des reins. Chaque souris boit une eau sucrée contenant une molécule qui active ou inactive un gène, subit une surcharge en acide ou en bicarbonate pendant sept jours, des prélèvements sanguins, et jusqu'à cinq jours en cage métabolique, isolée de ses congénères sur une grille de collecte d'urine. L'objet du travail est le rôle d'une protéine dans la régulation de l'équilibre acido-basique du rein, des cultures cellulaires ayant déjà suggéré son implication. Le porteur annonce un effectif maximal de 500 souris tout en indiquant qu'il est certain que le nombre réel sera inférieur, et écrit vouloir "valoriser au maximum les animaux utilisés" en constituant des banques de matériel biologique.

Objectifs

Ce projet vise à comprendre comment des cellules rénales, régulent l’équilibre acido-basique de l’organisme. Cet équilibre est essentiel pour le bon fonctionnement des organes et des réactions biochimiques. Les reins jouent un rôle clé en ajustant la quantité d’acide ou de base excrétée dans l’urine, en réponse aux variations de l’alimentation ou du métabolisme. Nous étudierons spécifiquement le rôle d’une protéine en réponse à une surcharge de base. Des résultats préliminaires dans des cellules en culture suggèrent que cette protéine est impliquée dans la réponse des cellules du rein aux bases et plus généralement dans la régulation de l’équilibre acido-basique. Pour cela, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées, dont le gène codant pour cette protéine est inactivé. Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent cet équilibre, et pourrait identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour les troubles acido-basiques qui peuvent survenir dans certaines maladies rénales ou métaboliques. Le projet se déroule dans 2 animaleries distinctes.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet améliorera la compréhension des mécanismes régulant l’acidité du sang, un processus vital pour la santé. D’autre part, ils pourraient permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter les désordres de l’état acido-basiques visibles chez un nombre important de patients en réanimation, chez des malades sous dialyse ayant une maladie chronique du rein. Ces prises en charge représentent un coût important pour la société en raison des hospitalisations prolongées, des traitements lourds et de la diminution de la qualité de vie des patients. À plus long terme, une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait contribuer au développement de traitements plus efficaces, permettant de réduire les complications médicales, d’améliorer la qualité de vie des patients et de diminuer les dépenses de santé associées. Ces résultats contribueront également à la recherche fondamentale sur le fonctionnement du rein et et le maintien de l’équilibre des ions dans l’organisme.

Procédures

Nombre total d’animaux : 500 souris (adultes, mâles et femelles). Les souris seront soumises aux interventions suivantes : -> 84 souris vigiles subissent une injection (durée de l’injection quelques secondes) ainsi qu’un prélèvement de sang (30 secondes) sous anesthésie générale chimique (durée 10 minutes). (EU 2/2 ou EU 1/2) -> 56 souris vigiles subissent un traitement dans l’eau de boisson pendant 7 jours, un prélèvement de sang (30 secondes) sous anesthésie générale chimique (durée 10 minutes). (EU 2/2 ou EU 1/2) -> 64 souris transgéniques vigiles subissent l’administration d’une molécule dans l’eau de boisson (5 ou 10 jours) (EU 2/2 ou EU 1/2) -> 128 souris transgéniques vigiles auront l’ensemble des manipulations suivantes : (EU 2/2 ou EU 1/2) - administration d’une molécule dans l’eau de boisson pour inactiver un gène - injection d’une solution (quelques secondes) suivie d’un prélèvement sanguin (3minutes) sous anesthésie locale. - Après une récupération de 10 jours, une surcharge plus longue (7 jours) en bicarbonate est entreprise. Des mesures urinaires en cages métaboliques pendant 5 jours et prise de poids quotidienne sont réalisées. Un prélèvement sanguin (3minutes) sous anesthésie locale est ensuite réalisé à la fin de cette période. -> 168 souris transgéniques vigiles auront l’ensemble des manipulations suivantes : (EU 2/2 ou EU 1/2) - administration d’une molécule dans l’eau de boisson ou par lors d’une injection (quelques secondes) pour activer un gène. - une surcharge en acide ou bicarbonate (7 jours) sera entreprise. Toutes les souris sont mises à mort sous anesthésie générale chimique (10 minutes). (EU 2/2 ou EU 1/2)

Impact sur les animaux

Le stress est modéré lors des prélèvements sanguins, atténué par l’utilisation d’anesthésiques locaux (collyre) ou lors d’une anesthésie générale. L’inconfort est transitoire après des prélèvements sanguins, avec surveillance post-opératoire pour détecter tout signe de souffrance (prostration, perte de poids importante). La perte de poids lors de l’habituation aux cages métaboliques est temporaire et limitée. De plus, les souris sont isolées de leurs congénères dans ces cages et placées sur une grille permettant la collecte quotidienne d’urine. La molécule permettant l’inactivation du gène ou la stimulation d’un autre gène est mélangée à une eau légèrement sucrée pour que les souris la boivent sans difficulté. La pesée des souris pour le suivi de leur poids ou avant une anesthésie n’induira qu’un stress minime. Une anesthésie générale est réalisée par du personnel expérimenté, la douleur générée est modérée au point d’injection.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de chaque procédure. Un prélèvement des tissus rénaux pour plusieurs types d’analyses est effectué pour l’ensemble des animaux de chaque procédure. Aucune réutilisation, adoption ou remplacement n’est possible, car les prélèvements nécessitent la mise à mort de l’animal. Les prélèvements de tissus (rein) et sanguins sont nécessaires pour analyser l’impact des traitements sur l’équilibre acido-basique et l’implication de la protéine que nous étudions.

Remplacement

Ce projet nécessite l'utilisation d'animaux car il est actuellement impossible de reproduire la complexité des interactions cellulaires dans le rein, ni la réponse systémique à une surcharge alcaline et à la perturbation de l’état acido-basique.

Réduction

Le nombre total de souris prévues pour ce projet est de 500. Ce nombre maximal a été calculé afin d’obtenir une puissance statistique suffisante pour détecter des différences biologiquement significatives entre les groupes expérimentaux. Cet effectif permet également de comparer les effets chez les mâles et les femelles. Néanmoins, il est certain que le nombre réel d'animaux utilisé sera inférieur à ce nombre maximal. Nous prévoyons de valoriser au maximum les animaux utilisés, en constituant des banques de matériel biologique qui pourront être utilisées pour répondre à d'autres questions biologiques sur ces mêmes modèles et en réalisant une étude statistique de nos résultats.

Raffinement

Les 500 souris seront pesées au moment de leur arrivée à l’animalerie. Les souris seront suivies avec un soin particulier, elles seront observées 3 fois par semaine au minimum. Les points limites sont clairement définis, afin de détecter précocement tout signe de souffrance. Pour minimiser leur stress, les souris sont progressivement adaptées aux cages métaboliques pour limiter la perte de poids (pesée quotidienne). Un enrichissement de l’environnement dans ces cages limite l’inconfort des souris. Une anesthésie chimique locale est réalisée pour certains prélèvements sanguins. D’autres prélèvements sont réalisés sous anesthésie chimique générale. Une analgésie adaptée sera systématiquement mise en œuvre pour les procédures susceptibles d’entraîner de la douleur ou de l’inconfort. Des collectes d’urine non invasives seront réalisées chez un maximum de 268 souris afin de limiter le recours aux cages métaboliques, qui peuvent être source de stress pour les animaux. Selon la nature des prélèvements sanguins réalisés, une anesthésie locale ou une anesthésie générale sera utilisée. Lorsque certains traitements sont administrés dans l’eau de boisson, un agent sucrant pourra être ajouté afin d’améliorer l’acceptabilité de l’eau traitée et de maintenir une consommation normale. Lorsque les objectifs scientifiques le permettent, la perfusion des tissus sera réalisée après la mort de l’animal plutôt que sous anesthésie terminale avant le décès, afin de réduire les interventions pratiquées sur l’animal vivant.

Choix des espèces

Les modèles murins, bien que présentant certaines limites par rapport à la physiologie humaine, restent largement utilisés pour étudier le fonctionnement du rein. Cette espèce possède un fonctionnement du rein proche de celui de l'Homme et permet d'étudier cette fonction par les mêmes techniques, tout en complétant l'analyse jusqu'aux étages cellulaire et moléculaire. De plus, ce projet inclut des expériences utilisant des modèles animaux modifiés génétiquement disponibles uniquement chez la souris et permettant l’inactivation d’un gène. Cette inactivation sera déclenchée à deux âges différents car l’efficacité de cette méthode peut varier selon le stade de développement de la souris. Tester deux périodes permettra de déterminer les conditions les plus adaptées pour obtenir une inactivation efficace du gène dans les cellules rénales étudiées. Nous explorerons la fonction rénale chez des souris âgées minimum de 11-12 semaines pour lesquelles le rein est complètement développé.