Recherche fondamentale

90 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Issus de lignées obèses et diabétiques, ils reçoivent une charge quotidienne de sel qui aggrave leur insuffisance cardiaque, subissent des échographies, des prises de pression à la queue et des prélèvements sanguins pendant un mois, puis sont mis à mort par décapitation pour prélever le cœur. Le porteur indique surveiller les effets délétères de ces interventions par des contrôles quotidiens. Il affirme que l'étude systémique de la fonction cardiaque ne peut être simulée autrement et qu'il est "vital" de disposer de ces animaux pour isoler les cardiomyocytes.

Objectifs

L'insuffisance cardiaque aiguë décompensée (ICAD) et son précurseur, l'insuffisance cardiaque, sont un problème médical en croissance rapide qui présente le taux de mortalité le plus élevé après le cancer du poumon dans les pays développés. Lors d'épisode d' insuffisance cardiaque et en particulier d'un dysfonctionnement diastolique, un remodelage cardiaque se produit, provoquant un dépôt excessif de tissu cicatriciel conduisant à une rigidité accrue de la matrice extracellulaire (MEC), diminuant la capacité à se détendre et à se remplir. Hormis l’hypertrophie des cardiomyocytes, cet effet sur la structure des cardiomyocytes est actuellement relativement inconnu. De plus, les études mécanistiques approfondies du cœur sont limitées par l’accès aux tissus cardiaques sains et malades. L'objectif est d' évaluer les mécanismes métaboliques présents et l'étendue du remodelage de la MEC qui sera en corrélation avec la raideur, lors du remodelage dans un modèle de rongeur de syndrome métabolique et d'insuffisance cardiaque; ensuit d'étudier l'effet de ce remodelage sur la morphologie et la fonction des cardiomyocytes; de d'analyser les protéines transmembranaires responsables de la mécano-transduction des cardiomyocytes et d'étudier l'effet de toute différence dans les protéines transmembranaires mécano-transductrices des cardiomyocytes résultant du remodelage cardiaque et métabolique.

Bénéfices attendus

Nous espérons que les résultats de ce travail aideront à déterminer les mécanismes de l'insuffisance cardiaque et du dysfonctionnement diastolique en ce qui concerne le remodelage métabolique et ce développement d'une progression précoce et légère à une progression plus sévère pour aider à identifier les cibles thérapeutiques potentielles. De plus, ce projet fournira un aperçu de la réponse et de la fonction des cardiomyocytes isolés en ce qui concerne ce remodelage. Cela permettra de cibler de nouveaux domaines de recherche potentiels en matière de recherche mécaniste et thérapeutique.

Procédures

Aucun animal ne subit un acte chirurgical. Chaque animal subira 3 interventions. Les animaux seront évalués par échocardiographie (durée : 20 min/animal), plethysmographie (prise de pression artérielle par brassard sur la queue – durée 15 min/animal) et prélèvement de sang (durée : 10 min/animal) au niveau de la queue pendant 1 mois. Certains animaux recevront du sel dans l'eau de boisson pour les 2 groupes décompensés. Concernant l’euthanasie ; entre le début de l’anesthésie, la mise à mort par décapitation et l’ablation du cœur, nous comptons un délai de 15 min par animal.

Impact sur les animaux

Les animaux obèses ZSF-1 et Zucker présentent déjà un syndrome métabolique et un diabète qui seront exacerbés par divers degrés d'insuffisance cardiaque et/ou de remodelage cardiaque avec la charge quotidienne de sel et l'IDAC (stade final) avec la charge de sel de lavage gastrique. Nous surveillerons de près tout autre effet délétère de ces interventions avec des contrôles quotidiens par le chercheur.

Devenir

Les animaux doivent être euthanasiés, dans le but de récupérer le cœur indemne, afin de procéder à l’analyse des cardiomyocytes.

Remplacement

Les expériences in vivo ne peuvent pas remplacer les informations qui seront générées dans ce projet. Le but est d'étudier l'effet systémique des cardiomyocytes, de la fonction cardiaque et du remodelage et ne peut donc pas être simulé d'une autre manière. Sur cette note, les rats représentent les caractéristiques physiopathologiques présentées chez les humains aux stades précoces et tardifs de l’insuffisance cardiaque. Cependant, nous avons conçu ce projet pour tenter de remplacer certaines des investigations in vitro en cultivant les cardiomyocytes isolés ex vivo. Nous pouvons effectuer une partie de l'analyse et de la réponse à la rigidité sans ajouter plus d'animaux, ce qui permet d'avoir plus de points d'investigation sur ce nombre de animaux. Cela signifie qu’il est vital que nous disposions de ces animaux pour l’isolement des cardiomyocytes.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, nous avons développé une nouvelle méthode d'isolement des cardiomyocytes qui permet d'utiliser un morceau de tissu cardiaque, laissant le reste pour d'autres analyses biochimiques, ce qui a considérablement réduit notre nombre d’animaux. De plus, sur la base de données antérieures obtenues chez des rats et de nos propres simulations pour chaque paramètre étudié chez des rats sains témoins non traités, nous avons un taux de réussite minimum de 90%, de plus par une approche statistique, nous estimons que le nombre d'animaux sera de 90 rats dans total.

Raffinement

Une fois que les rats auront atteint l'âge d'environ 15 semaines, ils seront autorisés à s'acclimater pendant une semaine et maintenus pour permettre au remodelage cardiaque de commencer à se produire naturellement avec l'âge avant l'intervention à 20 semaines lorsque l'expérimentation commence. Ils resteront en cage par groupes de trois pour la socialisation avec du carton pour la construction du nid et les enrichissements. Pour les conditions générales de soins, ils resteront dans une pièce ventilée avec des cycles lumière/obscurité de 12 heures, une surveillance quotidienne de la nourriture et de l'eau et un nettoyage hebdomadaire de la cage. Pour les conditions de soins en ce qui concerne les méthodes utilisées dans le projet, le plus grand soin sera pris pour garantir qu'il y ait un minimum, voire aucun, de douleur, de détresse ou de souffrance par une surveillance quotidienne tout au long du protocole pour détecter l'un de ces signes. Pour évaluer, les animaux seront observés pour leur comportement (mouvement, vigilance et toilettage), leur état physique et émotionnel (état de la peau, position du pelage, posture de l'animal, yeux et profondeur de la respiration). Le poids et la température seront surveillés chaque semaine et si une fluctuation de la perte de poids se produit de 2 à 5 % par rapport à une température de 2 à 4 °C, l'animal sera surveillé quotidiennement au cas où des seuils seraient atteints de 10 % pour la perte de poids et une fluctuation de température de 5 °C. quand l'animal sera euthanasié. En présence d'une légère détresse, l'animal peut recevoir une prémédication à base de buprénorphine par voie sous-cutanée et sous une anesthésie (gazeuse, afin de ne pas causer de détresse supplémentaire à l'animal par contention.

Choix des espèces

L'insuffisance cardiaque est plus fréquente chez les individus obèses et se manifeste généralement chez ceux qui souffrent du syndrome métabolique. C'est pourquoi le rat obèse Zucker (FA/FA) (ZF) est utilisé comme modèle pour l'obésité, le syndrome métabolique et le diabète de type 2, ce qui rend ce rat sensible à l'hypertension. et le remodelage lorsqu'il est exposé à une consommation accrue de sel et en utilisant Zucker maigre comme contrôle sain. Le rat ZFS-1 est un modèle de syndrome métabolique plus sévère et de dysfonctionnement diastolique (insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée) qui est affecté par la charge de sel pour induire "l'DAIC". Ces deux modèles démontreront différents niveaux d’insuffisance cardiaque et de progression. Les rats Zucker Lean control, Zucker FA/FA (Met-S), Lean control ZSF-1 et ZSF-1 obèses seront âgés de 15 semaines à l'âge d'arrivée et gardés jusqu'à 20 semaines ayant donc un syndrome métabolique au moment de l'inclusion dans l'étude. L'âge d'arrêt sera de 24 semaines après soit une charge quotidienne de sel pendant 4 semaines. Le choix de l'âge et des types de rats est justifié par les données publiées et l'expérience en laboratoire sur différents modèles de syndrome métabolique au cours des 15 dernières années, montrant le développement du remodelage cardiaque à cet âge et l'effet de la charge saline provoquant une insuffisance cardiaque.

205 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules de cancer du sein triple-négatif, des traitements quotidiens cinq jours sur sept et des séances d'imagerie après injection d'un radio-traceur dans la veine de la queue, avant une mise à mort entre 30 et 100 jours pour prélever tumeurs et organes. Le porteur indique que le radio-traceur n'a jamais été testé chez la souris et attend une douleur modérée liée aux injections. Il présente le suivi par imagerie comme un moyen de réduire le nombre d'animaux par rapport aux mesures classiques.

Objectifs

Le cancer du sein (CS) est le cancer féminin le plus important en France et dans le monde en termes d'incidence et de décès. Le CS dit triple-négatif (CS TN) est très agressif et de mauvais pronostic. Il est important de trouver de nouveaux moyens de le soigner. Nous avons identifié un onco-métabolite qui stimule la prolifération des cellules de CS TN. Nous avons identifié des traitements qui bloquent la production de cet oncométabolite et le développement des CS TN. Nous avons développé un nouveau radio traceur qui est capté par les cellules de CS TN en culture qui produisent cet onco-métabolite. Les objectifs de ce projet sont d'étudier, par imagerie médicale, la capacité de ce radio traceur à détecter les CS TN chez l'animal et à suivre l'inhibition du développement des tumeurs suite aux traitements.

Bénéfices attendus

Les bénéfices de ce projet sont de valider, in vivo, le radio-traceur pour la détection non-invasive, par imagerie médicale, des tumeurs qui produisent cet onco-métabolite. De plus, les bénéfices seront de démontrer l'intérêt de ce radio-traceur pour le suivi de l’efficacité de deux traitements que nous avons identifiés pour inhiber les effets de l’onco-métabolite sur le développement des cancers mammaires triple-négatifs (CS TN). Les retombées seront de déposer de publier dans un article scientifique les résultats de ce projet et d’en faire bénéficier la communauté scientifique. A terme, ce projet permettra de proposer un radio-traceur pour la détection non-invasive des CS TN et le suivi des nouveaux traitements pour traiter les cancers du sein TN, qui sont de très mauvais pronostic et pour lesquels peu de thérapies efficaces sont disponibles.

Procédures

Les interventions sur les animaux seront : l'injection en sous cutanée des cellules tumorales pour établir une tumeur : 1 injection/expérience (Exp 1 à Exp 3), avec une durée de 1 min/souris ; Traitement avec une molécule : 1 fois par jour, 5 jours/7, avec une durée de 1 min/souris. Traitement avec deux molécules : 1 fois par jour, 5 jours/7, avec une durée de 2 min/souris. Traitement avec trois molécules 1 fois par jour, 5 jours, avec une durée de 3 min/souris.

Impact sur les animaux

Les études in vitro et in vivo avec le traceur n’a pas montré d’effets indésirables. Le radio-traceur n’a jamais été étudié et injecté chez la souris. L’onco-métabolite, à la dose qui sera utilisée, a été testé in vivo sur plusieurs modèles de cancers mammaires TN (dont celui étudié dans ce projet) et aucun effet indésirable n'a été observé. Les deux thérapies qui seront testés, ont déjà été utilisés in vivo (rapporté dans la littérature) sans effet indésirable observé sur les animaux aux doses qui seront testées mais jamais en combinaison. Les différents traitements qui seront administrés aux souris causeront une douleur modérée due à la piqure de l’aiguille lors de l’injection. Les modalités d'imagerie mises en œuvre ne causent aucune souffrance aux animaux car la piqure d’une aiguille pour injection du radio-traceur par voie intraveineuse dans la veine caudale est réalisée sous anesthésie des animaux. L’induction des tumeurs dans les animaux peut affecter la santé des animaux. Aussi, nous serons vigilants à ce que l’animal ne souffre pas de douleur, de la faim ou de la soif, d'inconfort, de blessures ou d’immobilité. Le suivi quotidien du bien-être des animaux impliqués dans ce projet nous permettra de nous assurer que les animaux ne souffrent pas de ces différents maux. Dans le cas contraire, les animaux seraient immédiatement mis à mort sous anesthésie.

Devenir

Pour les procédures 1 et 2 : Toutes les souris seront mises à mort sous anesthésie à J30-J45, car les organes et la tumeur seront prélevés à la fin des acquissions d'imagerie pour analyser la biodistribution du radio-traceur. Pour la procédure 3 : Toutes les souris seront mises à mort sous anesthésie à J80-100, car nous ferons un suivi dans le temps de l'efficacité des traitements d'intérêts par imagerie médicale non invasive et les souris seront mises à mort sous anesthésie au temps J80-J100 qui permettra d'analyser la croissance tumorale et la survie des animaux.

Remplacement

L’exploration non invasive par imagerie médicale est une méthode permettant d’assurer un suivi longitudinal en limitant la souffrance animale. Ainsi, il sera possible d’étudier la distribution du radio-traceur et sa captation dans la tumeur dans les mêmes cohortes de souris, dans le temps, au cours du développement tumoral. De même, cette méthode permettra de détecter les tumeurs et de suivre l’efficacité des thérapies. Cette procédure permet de réduire drastiquement le nombre d’animaux mis en jeu par comparaison aux procédures classiques de biodistribution nécessitant le sacrifice d’un groupe d’animaux par condition et par temps d’observation.

Réduction

Le choix du nombre de souris par groupe selon les expériences et la répétition des expériences se base sur des travaux réalisés précédemment avec l'onco-métabolite sur les mêmes modèles de lignées cellulaires implantés chez la souris et sur l'analyse statistique des données. De plus, le suivi longitudinal des animaux par imagerie permet de réduire drastiquement le nombre d’animaux mis en œuvre par comparaison avec la procédure de biodistribution ex-vivo nécessitant le sacrifice d’un groupe de souris par temps d’observation et par condition expérimentale. La fiabilité des résultats obtenus est par ailleurs renforcée du fait que le suivi d’un même animal au cours du temps permet de réduire le biais statistique induit par la variabilité interindividuelle.

Raffinement

Les animaux utilisés au cours de cette expérience seront maintenus dans des conditions optimales (Hébergement en surpression, 5 animaux par cage IVC ventilée, sous un éclairage et une température (19-21°C) contrôlés) avec une surveillance régulière de leur bien-être et un enrichissement du milieu adapté (igloo, tunnel ou paper wool). Ils seront manipulés dans des enceintes protégées. Les animaux auront un suivi clinique quotidien (observations, manipulation/palpation, état général) et pesés 2 fois par semaine afin d’intervenir rapidement si les animaux manifestent des signes de douleur (selon une grille de scoring). Une attention particulière sera apportée au maintien de la température corporelle des animaux anesthésiés qui seront mis sur un tapis chauffant. Si une souffrance est observée (selon une grille de scoring), un traitement pour éliminer la douleur sera mis en place sur prescription du vétérinaire désigné. Si des symptômes correspondant à des critères d’arrêt de l’expérience sont observés, voir ci dessous, l’animal sera mis à mort sous anesthésie. De même, les animaux seront mis à mort sous anesthésie si la tumeur atteint un volume supérieur à 2000 mm3, si elle est nécrosée ou présente une inflammation ou si des signes de souffrance apparaissent, voir ci-dessous. Les critères d’arrêt de l’expérimentation afin de minimiser la souffrance et/ou la détresse des animaux sont les suivants : Perte de poids rapide > 20 % du poids initial ou longue période de perte de poids, ulcération des tumeurs, comportement moribond, automutilation, diarrhée prolongée, paralysie, râle, écoulement nasaux, signes d'atteinte du système nerveux central, anorexie, saignement abondant par un orifice ou lésions interférant avec la prise de nourriture et d'eau.

Choix des espèces

La souris est le modèle utilisé majoritairement par la communauté scientifique internationale pour tester in vivo les effets de molécules anticancéreuses ou pro-tumorales et pour l’imagerie médicale et permet de comparer les résultats obtenus avec ceux d’autres laboratoires. Les modèles utilisés se reproduisent bien. De nombreux outils sont disponibles pour l’étude de cette espèce. Les souris sont achetées à l’âge de 6 semaines et greffées après la période d’acclimatation. Les souris sont adultes lorsqu'elles sont traitées car le cancer du sein se développe chez l'adulte.

60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules de mélanome enrobées dans du collagène d'âges différents, puis des mesures et des injections de traitement trois fois par semaine sous anesthésie gazeuse pendant une cinquantaine de jours, pour tester si le vieillissement de l'environnement tumoral réduit l'efficacité d'une thérapie ciblée. Le porteur classe la procédure en modérée en raison d'un risque de métastases ou d'ulcération qu'il ne peut exclure. Il affirme que les méthodes in vitro ne prennent pas en compte la complexité d'un organisme et qu'il est "indispensable" de confirmer l'hypothèse sur un modèle vivant.

Objectifs

Le mélanome est le cancer de la peau le plus mortel du fait de son agressivité. Environ la moitié de ces cancers développent une protéine anormale responsable de cette agressivité. De nouvelles thérapies ont été développées, elles ciblent spécifiquement cette protéine anormale afin de bloquer son effet. Elles ont permis d'améliorer la survie globale des patients en stoppant la progression du cancer. L’effet anticancéreux de cette thérapie ciblée est rapide mais, après quelques semaines de traitement la tumeur peut développer une résistance. La résistance à cette thérapie est peu étudiée dans les cancers chez des patients âgés. Pourtant, le facteur vieillissement pourrait être impliqué dans l'échec de la réponse à ces nouvelles thérapies ciblées et, plus précisément, le vieillissement de l’environnement dans lequel se trouvent les cellules cancéreuses. En effet, la peau en vieillissant subit processus naturel qui modifie son organisation et qui pourrait empêcher le bon fonctionnement de la thérapie anticancéreuse. La population âgée étant en constante augmentation, il est indispensable d’évaluer les bénéfices/risques de cette nouvelle thérapie sur des organismes vivants tels que des souris. Les techniques d’étude du vieillissement du collagène en laboratoire se sont améliorées pour s’approcher au mieux de ce qu’il se passe dans le corps humain. Cependant, ces techniques ne tiennent pas compte de la complexité d'un organe ou d'un organisme vivant complet. C'est pourquoi nous devons confirmer nos hypothèses en utilisant des modèles vivants. Notre projet de recherche se concentre sur l'impact du vieillissement sur l'efficacité d'un traitement. Nous avons plusieurs objectifs : d'abord, confirmer que nous pouvons effectuer nos observations sur notre modèle vivant ; ensuite, comprendre comment l'environnement autour des tumeurs change avec l'âge et comment cela affecte leur évolution ; enfin, examiner comment le vieillissement de cet environnement influence la réaction des tumeurs à un traitement médicamenteux.

Bénéfices attendus

Ce protocole est un nouveau modèle d’étude mimant le vieillissement de l’environnement tumoral. En effet si le protocole d'injection de cellules cancéreuses enrobé de collagène a déjà été décrit, l'injection de ces mêmes cellules enrobées dans du collagène de différents âges n'a jamais été réalisée. Le bien-être animal sera amélioré avec un temps d’expérimentation réduit. Ce protocole représente donc une approche innovante dans l’étude de l’efficacité de traitements anticancéreux dans un organisme âgé.

Procédures

Injections des cellules cancéreuses (1 fois, sous anesthésie gazeuse), mesure des tumeurs (3 fois par semaine sous anesthésie gazeuse) , injections pour le traitement tumoral (3 fois par semaine pendant 4 semaines, sous anesthésie gazeuse). L'anesthésie gazeuse 3 fois par semaine pendant maximum 50 jours consiste en un flash anesthésique durant quelques secondes et permettant de réaliser nos mesures et nos injections en diminuant le stress chez la souris.

Impact sur les animaux

L'injection des cellules cancéreuses et l'injection du médicament pour traiter les tumeurs peut entrainer chez les souris de la douleur et du stress. La manipulation pour l’anesthésie peut entrainer du stress. Il n’est pas rapporté d’impact propre à notre protocole d'injection de cellules cancéreuse. Nous utilisons un protocole sans substance irritante ou inflammatoire. Cependant, le nombre d'étude reste relativement pauvre sur le sujet. Le suivi que nous mettrons en place, conforme aux exigences de l’éthique animale sera à même d’identifier de manière précoce le possible impact de notre protocole. Les cellules cancéreuses sont agressives, la procédure a été classée en catégorie modérée du fait d’une possibilité de survenue de métastases ou d'ulcération qui ne peut être exclue. Nous surveillerons ce risque. Les observations mises en œuvre durant la première partie du protocole nous permettront de réduire si justifié la durée de la procédure pour limiter la prévalence de métastases à l’origine de souffrances.

Devenir

L’euthanasie des animaux sera rendue nécessaire car les tumeurs seront prélevées afin d’être analysées. Dans le cas où le traitement anticancéreux administré serait seul efficace (réponse complète), la réutilisation de l’animal ne serait pas possible du fait du traitement préalable et du risque de moindre réponse à un nouveau traitement (source de variabilité inter-individuelle des sujets).

Remplacement

Les méthodes d’étude du vieillissement du collagène en laboratoire se sont perfectionnées afin de rendre les recherches in vitro plus proche de la réalité in vivo. Certaines d’entre elles connues et utilisées dans notre laboratoire ont permis d’obtenir de premiers résultats. Cependant elles ne prennent pas en compte la complexité d’un organe ou d’un organisme et ne peuvent être la méthode unique de remplacement de l’animal. Il est donc indispensable de confirmer notre hypothèse sur des modèles in vivo pertinents.

Réduction

Nous testerons dans un permier temps 2 lignées de souris différentes soit 1 male et 1 femelle par lignée (donc 4 souris). Ceci nous permettra de choisir le type de souris le plus adapté à notre protocole. Ceci s'intègre à terme dans la démarche de réduction. Après validation de la lignée de souris, Un nombre de 8 animaux par groupe sera nécessaire afin de pouvoir interpéter les résultats. Les expérimentations seront réalisées en deux temps, dans un premier temps ce protocole étant très peu réalisé nous souhaitons confirmer son efficacité sur un petit nombre de souris. En cas de résultats concluant dans cette première partie d’expérimentation, 4 lots de 8 souris seront nécessaires afin de répondre au dernier objectif : étude de l’impacte du vieillissement de l’environnement des tumeurs sur la réponse au traitement anti-cancéreux. Ce programme en 2 temps permet de réduire le nombre de souris, et de l’adapter préalablement aux expérimentaitons en fonction des résultats obtenus.

Raffinement

L'hébergement des souris sera adapté à la de lignées des souris (Armoire ventilées) en groupe de 4 stables et harmonieux, nous surveillerons le risque d’agression entre congénères. Les cages seront enrichies en copeaux de papier permettant aux souris de se faire un nid / se cacher. Elles présenteront également des tunnels en carton leur permettant de ronger / se cacher, ainsi qu’un dôme avec une roue leur permettant de se dépenser (mobilité/exercice). Afin de réduire la perte de chaleur due à l’absence de poil, du coton sera ajouté dans la cage et la température de la table de manipulation sera augmentée d’un degré. Les souris seront stabulées en bas du portoir ventilé afin de limiter l’agression lumineuse. Les expérimentations ont été pensées pour être très courtes, permettant de diminuer les risques de chutes de températures et de stress de l’animal. L’injection des cellules cancéreuses, l’injection du médicament et la mesure des tumeurs se feront sous anesthésie gazeuse (flash anesthésie de quelques secondes) ceci permettra de réduire le stress lié à la procédure. La xénogreffe sera réalisée en sous cutanée sur le flanc des souris, ce site d’implantation étant considéré comme causant le moins de stress chez l’animal.

Choix des espèces

Des travaux antérieurs utilisant un protocole proche de celui que nous utiliserons ont été réalisés sur ces souris, ce qui justifie l’utilisation de cette espèce. Le traitement que nous allons tester a déjà été utilisé chez ces souris, aucun effet indésirable n’a été montré. Ces souris ont une éspérance de vie courte (8 à 9 mois), ce qui ne permet pas d’étudier le vieillissement naturel, mais qui justifie notre modèle. A notre connaissance il n’existe pas d’autre modèle animal rongeur adapté à ce protocole. Les tumeurs étudiées sont de tumeurs de l’adulte, c’est pourquoi dans le but de se placer dans conditions expérimentales les plus représentatives de la réalité clinique, les souris seront âgées de 8 semaines ce qui correspond à un stade adulte. C’est l'âge de l’environnement qui sera injecté avec les cellule cancéreuses qui reproduira le vieillissement de l'environnement autour de la tumeur.

320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe sous-cutanée de cellules tumorales puis jusqu'à trois injections de virus oncolytiques modifiés, avant un prélèvement de tumeurs et d'organes. Le porteur indique surveiller d'éventuels effets auto-immuns et fixe des points limites détaillés, dont une tumeur pouvant atteindre 1000 mm³. Il décrit disposer de cultures en trois dimensions et de puces microfluidiques, mais affirme que l'étude des effets sur "l'organisme entier" impose le recours à l'animal.

Objectifs

Les virus "oncolytiques" sont de nouveaux agents thérapeutiques capables de détruire spécifiquement les cellules tumorales sans attaquer les cellules saines. Deux virus oncolytiques sont actuellement approuvés comme traitements contre le mélanome métastatique (cancer de la peau) et le glioblastome (cancer du cerveau). Les virus oncolytiques présentent trois modes d’actions principaux, à savoir la capacité à 1) tuer directement les cellules tumorales, 2) induire une réponse immunitaire anti-tumorale et 3) vectoriser des protéines thérapeutiques qui seront produites uniquement dans les tumeurs. Cette dernière propriété fait actuellement l’objet de nombreuses recherches au niveau international mais des questions importantes demeurent quant aux protéines à utiliser et aux conditions dans lesquelles les virus doivent être administrés in vivo. Notre projet vise ainsi à étudier, chez la souris immunocompétente, les effets thérapeutiques de virus oncolytiques codant pour différentes protéines impliquées dans la formation de structures lymphoïdes. Ces structures sont constituées de cellules immunitaires et permettent la mise en place de réponses anti-tumorales. Si les virus oncolytiques donnent des résultats très encourageants in vitro, l’évaluation des différents mécanismes impliqués requiert l'utilisation de modèles animaux vivants qui reproduisent la physiologie des tumeurs et les réponses immunitaires associées avant d'envisager un transfert vers la clinique.

Bénéfices attendus

Les efforts réalisés pour comprendre la biologie des tumeurs ainsi que l’amélioration continuelle des traitements tels que la chimiothérapie, la radiothérapie, et plus récemment l’immunothérapie ont déjà permis d’augmenter la survie des patients atteints de cancers. Cependant, dans de nombreux cas ces traitements présentent une efficacité limitée. De nouvelles molécules thérapeutiques potentiellement très efficaces nécessitent une vectorisation appropriée pour profiter de leur efficacité tout en limitant les effets secondaires. Il a ainsi été montré qu’une vectorisation des agents anti-cancéreux permettait de diminuer la morbidité associée au traitement mais aussi d’en améliorer l’efficacité et de limiter l’établissement d’une résistance dans les cellules tumorales. Ce type de stratégie thérapeutique est d’autant plus intéressant dans le cas de cancers très agressifs pour lesquels nous ne disposons pas encore d’options thérapeutiques satisfaisantes. L’utilisation de virus oncolytiques pour vectoriser des molécules au sein même des tumeurs est une approche innovante destinée à répondre à ces problématiques. En créant de nouveaux virus oncolytiques immunoactivateurs, nous espérons pouvoir apporter des réponses thérapeutiques à des problèmes actuels en cancérologie.

Procédures

Les animaux seront soumis à des injections sous-cutanées de cellules tumorales puis à des injections intraveineuses, intra-péritonéales et/ou intra-tumorales répétées de traitements. Chaque injection durera une trentaine de secondes, à raison d'un maximum de 4 injections (1 challenge + 3 traitements) par animal.

Impact sur les animaux

Nous avons préalablement pu vérifier que l’injection de virus oncolytiques aux doses prévues n’entraîne pas de morbidité particulière ou de douleur chez les animaux. Concernant les protéines thérapeutiques codées par ces virus, il s’agit de cytokines et chimiokines connues. Les données de la littérature suggèrent que des effets secondaires auto-immuns pourraient être observés. Une attention particulière sera apportée au suivi de ces effets éventuels (peau, intestin et foie notamment). Chacune des procédures nécessitera la réalisation d'injections intraveineuse, intra-péritonéales et/ou intra-tumorales qui peuvent être à l'origine d'une douleur légère et générer un stress modéré et ponctuel chez les animaux. Dans toutes les procédures, l'établissement et la croissance des tumeurs pourra aussi générer des douleurs qui seront détectées précocement grâce aux points limites préalablement établis pour chaque procédure.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés pour prélever des échantillons (tumeurs, rate, ganglions, autres tissus) qui serviront à obtenir des données supplémentaires sur ces expérimentations.

Remplacement

Notre laboratoire a développé au cours des dernières années des systèmes de culture in vitro complexes (sphéroïdes, puces microfluidiques) qui nous permettent de nous affranchir de l'utilisation d'animaux pour une majorité de nos expériences. L'approche sur organisme entier nous permet cependant d’évaluer l’effet thérapeutique des virus et de leurs transgènes mais également les effets toxiques potentiels sur divers tissus tels que le compartiment hématopoïétique par exemple. Une telle complexité n’est malheureusement pas encore reproductible in vitro. Dans la mesure où nous souhaitons étudier le ciblage in vivo des cellules tumorales dans un environnement complexe après administration des virus oncolytiques, ces expériences nécessitent d’être réalisées sur l’animal. Nous avons déjà validé la spécificité de nos virus sur un large panel de lignées cellulaires, en 2D et en 3D. Cependant, ces expériences ne permettent pas de présumer de la biodistribution réelle et des effets systémiques de nos traitements une fois injectés dans un organisme, en particulier les effets immunitaires.

Réduction

Les différents paramètres mesurés seront comparés par des tests statistiques adaptés aux très petits échantillons (n

Raffinement

Les souris seront hébergées dans des cages ventilées (5 souris maximum par cage) en milieu enrichi (copeaux de litière, lambeaux de papier) dans des salles à température et hygrométrie contrôlées. Les litières sont changées chaque semaine par le personnel qualifié de l’animalerie. Toutes les procédures prévues dans ce projet sont de classe modérée. L’utilisation d’antalgiques morphiniques n’est pas envisagée car les animaux seront immédiatement euthanasiés en cas d’absence de réponse au traitement ou d’atteinte d’un point limite. Des points limites adaptés à l’espèce utilisée ont été prévus pour chaque procédure. Une observation quotidienne des animaux sera réalisée par le personnel zootechnique et les expérimentateurs. En cas d’atteinte d’un des points limites suivants un signalement sera fait au responsable de la SBEA ainsi qu’au responsable de l’étude ou à son suppléant. Les animaux seront alors euthanasiés directement afin de prévenir toute douleur au stade le plus précoce possible et d’éviter la collecte de données altérées en raison d’un stress chez les animaux. •Critères cliniques : - Mauvais état du pelage (diminution du toilettage, poil ébouriffé, perte excessive de poils, plaies) - Faciès contracté et position anormale des vibrisses - Yeux clos et larmoyant - Gonflement abdominal pouvant être causé par l’accumulation de liquide d’ascites en raison des tumeurs - Fèces liquides ou absence de fèces - Taille de tumeur égale ou supérieure à 1000mm3 •Critères comportementaux : - Position recourbée (dos voûté, prostration) - Diminution de la mobilité interférant avec l’activité de base de l’animal (alimentation, toilettage) - Réduction de l’activité, isolement - Signes de stress (hyper-sensibilité aux bruits, agressivité, stéréotypie) •Critères zootechniques - Perte de poids de plus de 20 % par rapport au poids initial de l’animal ou comparativement au poids moyen des individus soumis au même protocole expérimental

Choix des espèces

L’objectif principal étant d’évaluer les effets immunitaires de nos nouveaux virus oncolytiques, l’utilisation de souris immunocompétentes et de modèles tumoraux syngéniques est essentielle. L’implantation sous-cutanée des cellules tumorales se justifie par le suivi facilité de la croissance tumorale et la comparaison avec les données de la littérature qui utilisent des approches similaires. Nous utiliserons des animaux âgés de 7 à 10 semaines (jeunes adultes). Le stade de développement est justifié par la nécessité d'avoir des animaux adultes ayant un système immunitaire mature.