Oncologie

Le flanc rasé sous anesthésie gazeuse, 176 souris reçoivent une injection de cellules tumorales de pancréas sous la peau, puis deux ou trois injections d'anticorps dans l'abdomen. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et toutes les souris sont tuées à l'issue, tumeurs, rates et ganglions prélevés. Il s'agit de tester l'inhibition de trois composants d'une voie moléculaire soupçonnée de faire progresser le cancer du pancréas et de le rendre résistant aux immunothérapies. Ni la voie, ni les protéines, ni les anticorps ne sont nommés, et le nombre de souris par groupe est dit défini "à minima" sans qu'aucun chiffre ni calcul n'apparaisse.

Objectifs

Le cancer du pancréas touche près de 500.000 personnes chaque année, et est la 4e cause de décès par cancer dans le monde. Malgré la révolution apportée par les immunothérapies dans certains types de tumeurs, les cancers de ces patients sont généralement résistants à ces traitements. Afin de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques, il apparaît indispensable de comprendre les mécanismes moléculaires supportant la progression de ces cancers. Nos données préliminaires, ainsi que les connaissances dans d’autres types de cancers, suggèrent qu’une voie particulière pourrait jouer un rôle crucial dans la progression du cancer du pancréas et la résistance aux immunothérapies. Nous souhaitons donc investiguer l’effet de l’inhibition de trois composants de cette voie dans la progression de ces cancers, dans un modèle de souris.

Bénéfices attendus

Ces travaux pourraient permettre d’identifier un nouveau mécanisme moléculaire permettant la progression du cancer du pancréas, et l’échappement au système immunitaire, constituant de fait une cible thérapeutique potentielle.

Procédures

- Rasage du flanc des souris sous anesthésie gazeuse (1x 2 minutes/souris) - Injection sous-cutanée dans le flanc, sous anesthésie gazeuse, de cellules tumorales (1x 2 minute/souris) – injections intrapéritonéales d’anticorps (2 ou 3x 5 secondes/souris).

Impact sur les animaux

Les volumes tumoraux et le poids sont évalués trois fois par semaine et nécessitent une contention de quelques secondes, pouvant engendrer un stress léger. Les injections peuvent entraîner des douleurs courtes au site d'injection au niveau de l'abdomen pour l'administration des traitements, et sur le flanc pour l'injection des cellules tumorales. Possible douleur légère ou gène autour de la tumeur. L’administration d’un des médicaments, peut induire une perte temporaire de poids légère, qui est restaurée rapidement après l’arrêt du traitement.

Devenir

Afin d’effectuer des analyses sur les tumeurs, rates et ganglions lymphatiques, les souris seront mises à mort et ces tissus seront prélevés pour analyse. Ceci permettra de documenter la fonction de la voie d’intérêt non seulement dans la croissance tumorale mais aussi dans la composition et distribution du microenvironnement immunitaire.

Remplacement

Nous avons tout d’abord effectué un certain nombre d'expériences in vitro qui suggèrent que la voie d’intérêt est impliquée dans la prolifération des cellules de cancer du pancréas, mais aussi dans leur expression de certaines molécules impactant la réponse immunitaire. Cependant, la pertinence préclinique de nos résultats nécessitera une série d'expériences in vivo pour valider la fonction de ces protéines. À notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, les interactions entre les différentes cellules immunitaires et leur microenvironnement, ne peut actuellement pas être remplacée par des systèmes in vitro fiables.

Réduction

Le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats. Notre analyse statistique a priori se base sur des données bien établies de la littérature.

Raffinement

Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs (3 fois par semaine), et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, tunnel en carton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage. En cas d’altération du bien être ou de perte de poids limitée, de la nourriture liquide et de l’eau gélifiée pourront être utilisés. En cas de douleur détectable, un analgésique sera administré.

Choix des espèces

Le choix de l’expérimentation chez la souris est justifié par l’utilisation d’un modèle de cancer du pancréas, le plus utilisé dans la littérature car reflétant la pathologie humaine de façon fidèle, notamment concernant le rôle des cellules immunitaires. Les méthodes de scoring et les points limites sont également très bien établis. Les souris seront âgées de 7 à 12 semaines, ce qui correspond à un état de maturité du système immunitaire. L’âge sera homogène dans chaque procédure.

240 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever tumeurs, rates et ganglions lymphatiques. Sous anesthésie gazeuse, elles reçoivent des cellules de mélanome sous la peau du flanc puis des lymphocytes en intraveineuse, et sont transportées pour une irradiation de dix minutes qui peut leur faire perdre du poids et affaiblir un temps leurs défenses immunitaires. La tumeur est mesurée trois fois par semaine, l'objectif étant de voir si des lymphocytes modifiés pour surexprimer un facteur cellulaire deviennent efficaces contre les tumeurs solides, là où les thérapies par transfert de lymphocytes échouent aujourd'hui. Le porteur écrit que les interactions entre cellules immunitaires et microenvironnement "ne peuvent actuellement pas être remplacées par des systèmes in vitro fiables", après avoir mené in vitro les expériences qui ont suggéré l'intérêt de ce facteur.

Objectifs

Les traitements d’immunothérapie ont révolutionné la prise en charge de certains cancers. Néanmoins, les thérapies par transfert de lymphocytes, qui sont très efficaces dans les cancers du sang, ne permettent aujourd’hui pas d’obtenir un bénéfice clinique chez les patients atteints de tumeurs solides telles que le mélanome. Un nouveau facteur cellulaire a été décrite comme importante pour la fonction des lymphocytes dans le mélanome. Nous souhaitons donc évaluer l’effet d’une augmentation génétique de l’expression du facteur d’intérêt dans deux types de thérapies par transfert de lymphocytes, dans le cadre du mélanome chez la souris.

Bénéfices attendus

A ce jour, les thérapies cellulaires par transfert de lymphocytes ne sont que très peu efficaces chez les patients atteints de tumeurs solides. Nos travaux pourraient permettre soutenir le développement d’une nouvelle génération d’immunothérapies par transfert de lymphocytes sur-exprimant le facteur d’intérêt.

Procédures

Injection sous-cutanée dans le flanc, sous anesthésie gazeuse, de cellules tumorales (1x 2 minute/souris) – Injection intraveineuse sous anesthésie gazeuse, de lymphocytes (1x 2 minutes/souris) – Transport sur le même site et irradiation à faible dose (10 minutes/souris).

Impact sur les animaux

Les volumes tumoraux et le poids sont évalués trois fois par semaine et nécessitent une contention de quelques secondes, pouvant engendrer un stress léger. Les injections peuvent entraîner des douleurs courtes au site d'injection. Possible douleur légère ou gène autour de la tumeur. L’irradiation peut entraîner une perte de poids temporaire et une immunodéficience partielle temporaire.

Devenir

Afin d’effectuer des analyses sur les tumeurs, rates et ganglions lymphatiques, les souris seront mises à mort et ces tissus seront prélevés pour analyse. Ceci permettra de documenter la fonction de la molécule d’intérêt non seulement dans la croissance tumorale mais aussi dans la composition et distribution du microenvironnement immunitaire.

Remplacement

Nous avons tout d’abord effectué un certain nombre d'expériences in vitro qui suggèrent que l’augmentation de l’expression du facteur d’intérêt dans les lymphocytes, améliore leur potentiel thérapeutique. Cependant, le développement pré-clinique de cette thérapie de nouvelle génération nécessitera une série d'expériences in vivo pour confirmer son effet bénéfique. À notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, les interactions entre les différentes cellules immunitaires et leur microenvironnement, ne peuvent actuellement pas être remplacées par des systèmes in vitro fiables.

Réduction

Le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats. Notre analyse statistique a priori se base sur des données bien établies de la littérature.

Raffinement

Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs (3 fois par semaine), et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris, via notamment l’anesthésie gazeuse et un anesthésique local. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, tunnel en carton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage. En cas d’altération du bien être ou de perte de poids limitée, de la nourriture liquide et de l’eau gélifiée pourront être utilisés. En cas de douleur détectable, un analgésique sera administré.

Choix des espèces

Le choix de l’expérimentation sur la souris est justifié par l’existence de différents modèles de mélanomes , de souris transgéniques, et de protocoles bien établis dans la littérature, nous permettant de mesurer le rôle de la molécule d’intérêt dans l’efficacité des immunothérapies.. Les méthodes de scoring et les points limites sont également très bien établis. Les souris seront âgées de 7 à 12 semaines, ce qui correspond à un état de maturité du système immunitaire. L’âge sera homogène dans chaque procédure.

Quinze semaines d'un régime gras rendent 288 souris obèses, diabétiques et porteuses d'un foie chargé de graisse, avant sept prélèvements de sang en deux heures le jour du test au glucose. Elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et sont toutes tuées à l'issue. Le porteur ne décrit comme douleurs que celles des piqûres de la queue et des prélèvements à la veine sous-mandibulaire, qualifiées de légères, l'obésité, le diabète et la stéatose induits restant rangés au titre des perturbations métaboliques attendues. La mise à mort finale sert à récolter le sang et les organes pour identifier les protéines associées à la protéine p85 dans la voie de l'insuline.

Objectifs

Le diabète de type 2 est une maladie métabolique caractérisée par une concentration élevée de sucre (hyperglycémie) dans le sang. Le nombre de cas est en constante augmentation, en parallèle avec l’augmentation des cas d’obésité. Les patients diabétiques développent fréquemment des maladies chroniques du foie, notamment caractérisées par une accumulation de graisses dans le foie (stéatose). L'hyperglycémie, qui définit le diabète de type 2, est liée à l'action inadéquate de l'insuline. L'insuline est libérée par le pancréas suite à l'ingestion d'un repas. Elle agit avec d’autres protéines en cascade afin de faire entrer le sucre dans les cellules et maintenir sa concentration correcte dans le sang. Parmi les protéines de cette cascade, on retrouve notamment une protéine appelée p85. Afin de mieux comprendre les mécanismes liés au développement d'un diabète et d'accumulation de graisses dans le foie, nous souhaitons identifier les protéines qui participent au maintien de la concentration correcte de sucre dans le sang chez des souris mâles et femelles obèses. Pour cela, nous utiliserons des souris transgéniques afin d'identifier les protéines qui sont associées à la protéine p85. Ces souris seront nourries avec un régime gras induisant une obésité, un diabète de type 2 et une stéatose chez l'animal. Les études cliniques et précliniques indiquent des différences majeures liées au sexe dans la voie de l'insuline, ainsi nous utiliserons des souris des 2 sexes. A la fin de l'expérience, différents organes seront prélevés afin de purifier la protéine d'intérêt et d'identifier les protéines auxquelles elle est associée.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle de la voie de l'insuline dans les pathologies du diabète de type 2 et du foie gras (stéatose hépatique). La purification spécifique des protéines d'intérêt de la voie de l'insuline permettra d'identifier et de comparer leurs interactions avec d'autres protéines chez des souris saines et des souris obèses. Les résultats obtenus lors de ces expériences apporteront ainsi une contribution à la recherche biomédicale.

Procédures

Les animaux seront nourris à volonté avec un régime standard ou un régime obésogène riche en graisses pendant 15 semaines. Les animaux seront pesés toutes les semaines. Un prélèvement d’une seule goutte de sang à la queue sera réalisée 1 fois toutes les 2 semaines (petite piqûre de la veine caudale avec une lancette de 1 mm). Ce prélèvement ne nécessite pas de contention mais uniquement une prise en main de la queue et prend moins de 5 secondes. Les animaux recevront une fois une solution de glucose par gavage et une fois de l'insuline par injection intrapéritonéale. Le gavage et l'injection prennent chacun moins de 30 secondes et seront espacés au minimum d'une semaine. Le même jour, des prélèvements d’une seule goutte de sang seront réalisés à la queue toutes les 15 min minutes sur une durée de 2h pour étudier, soit 7 prélèvements prenant moins de 5 secondes chacun. Un prélèvement intermédiaire de sang, prenant environ 15 secondes, pourra aussi être réalisé (1 fois 100 μl), espacé au minimum d’une semaine avec les autres prélèvements. Juste avant la mise à mort, un prélèvement de sang sera réalisé à la veine sous mandibulaire.

Impact sur les animaux

Les animaux nourris avec les régimes gras deviendront obèses et présenteront des perturbations métaboliques associées à l’obésité telles que le développement d’un diabète (concentration élevée de sucre dans le sang) et d'une stéatose (accumulation de graisses dans le foie). Les prélèvements sanguins (intermédiaire et final) à la veine submandibulaire et les injections de glucose (OGTT) et d’insuline (ITT) peuvent entraîner un stress des animaux lié à la contention et une légère douleur. La piqûre de la queue pour prélever la goutte de sang (pour la mesure de la glycémie) peut entraîner une légère douleur.

Devenir

A la fin de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin de récolter le sang et différents organes pour effectuer les analyses permettant de répondre à la question scientifique.

Remplacement

Ce projet nécessite l’utilisation de l’animal entier car les pathologies étudiées sont complexes et ne peuvent pas être mimées avec fidélité en culture cellulaire. En effet, dans ces pathologies, plusieurs organes de l'organisme communiquent entre eux. L’utilisation de souris de laboratoire est appropriée car il est possible d'étudier une version modifiée d'une protéine d'intérêt.

Réduction

Le nombre d'animaux pour ce projet est défini pour permettre d'une part de répondre aux questions scientifiques et d'autre part de respecter la réduction du nombre d'animaux au maximum. Ainsi nous utiliserons le plus petit nombre d'animaux possible qui est requis pour répondre à nos questions scientifiques et conduire à des résultats exploitables et statistiquement significatifs. Ce nombre d'animaux a été déterminé par des tests statistiques appropriés (calcul de puissance) et est basé sur des résultats provenant d'expériences antérieures du laboratoire.

Raffinement

Nous veillerons au bien-être des animaux tout au long des expérimentations en leur assurant les meilleures conditions d’hébergement (hébergement collectif, environnement contrôlé, enrichissements du milieu de vie). Les animaux seront habitués à l’expérimentateur et les gestes techniques seront réalisés par une personne formée et expérimentée. Une crème anesthésiante sera appliquée sur la queue de l'animal avant la piqûre permettant de prélever une goutte de sang. Nous surveillerons également attentivement l’apparence physique externe, le poids et le comportement des animaux. Des points limites gradés seront mis en place pour l’évaluation de ces différents paramètres. Si un critère d'arrêt est atteint, l'animal sera retiré de la procédure et replacé en conditions d’hébergement standard après examen par la vétérinaire référente.

Choix des espèces

L’utilisation de souris de laboratoire est appropriée car elle permet d’étudier le rôle de protéines spécifiques en utilisant des souris transgéniques. Ces modèles existent uniquement chez la souris. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7 semaines d’âge minimum) car nous nous intéressons au métabolisme chez l’individu adulte.

Gavées de prednisone tous les jours pendant un mois ou injectées à la dexaméthasone trois jours de suite, sans anesthésie ni analgésique, 960 souris subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des analyses moléculaires et histologiques. Trois semaines de nourriture médicamenteuse puis cinq jours d'injections intrapéritonéales servent d'abord à désactiver dans leur muscle deux corégulateurs du récepteur des glucocorticoïdes. Un test d'agrippement, réalisé une seule fois en trois essais, mesure ce qu'il reste de force musculaire. Le porteur écrit qu'aucun effet secondaire majeur n'avait été observé lors d'études comparables, tout en prévoyant d'exclure les souris ayant perdu plus de 20 % de leur poids en une semaine et en signalant que le gavage répété peut causer des fausses routes et une irritation de la gorge.

Objectifs

Les glucocorticoïdes (cortisol chez l'homme et corticostérone chez la souris) sont des hormones exerçant différents effets chez les mammifères. Elles contribuent en particulier au métabolisme, à la réaction immunitaire et à la réponse au stress. En raison de leurs propriétés anti-inflammatoires, les glucocorticoïdes sont des traitements largement prescrits qui ont révolutionné le domaine de la médecine. En effet, les composés comme la prednisone et la dexaméthasone sont couramment utilisés pour traiter les maladies inflammatoires chroniques telles que la polyarthrite rhumatoïde, la sclérose en plaques, l'asthme et certaines myopathies. Néanmoins, leur utilisation prolongée peut entrainer d'importants effets secondaires, comme le diabète de type 2, l'ostéoporose ou l’atrophie musculaire. Les effets des glucocorticoïdes sont relayés par le récepteur des glucocorticoïdes appelé GR. Il est communément admis que GR une fois lié à son hormone est convoyé dans le noyau de la cellule, où il se lie à l’ADN pour activer ses gènes cibles. Il effectue cette tache en coopération avec d’autres protéines qui sont appelées des « corégulateurs ». L'objectif de ce projet est d'identifier le rôle de deux de ces corégulateurs dans l'atrophie musculaire dépendante des glucocorticoïdes en utilisant des souris dans lesquelles ils sont sélectivement supprimés (mutés) dans le muscle squelettique. Le projet sera mené sur deux établissements utilisateurs (ci-après EU1 et 2 par souci de simplicité). Les animaux seront produits et élevés dans l'EU1. La mutation sera induite dans l'EU1 ou dans l'EU2 s'il s'avère que le personnel de l'EU1 n'est pas disponible. Les autres traitements seront réalisés dans l'EU2 afin que nous puissions suivre l’évolution des animaux. En effet, notre équipe travaille sur ces modèles depuis de nombreuses années et peut ainsi anticiper les dommages occasionnés. Par ailleurs, les animaux seront déjà présents dans l'EU2, à laquelle les membres de l'équipe ont accès, afin d’effectuer des tests d'agrippement, évitant ainsi un nouveau stress généré par le transfert. S’il s’avère que les membres de l’équipe ne sont pas disponibles, les traitements pourront être réalisés dans l'EU1 afin de ne pas gâcher de groupe.

Bénéfices attendus

L'ensemble de ces études nous permettra d'identifier le rôle de deux corégulateurs du récepteur des glucocorticoïdes dans le muscle au cours de l'atrophie musculaire provoquée par les glucocorticoïdes. Contrôler l'activité du récepteur des glucocorticoïdes en modulant celle des co-régulateurs ouvrirait de nouvelles perspectives thérapeutiques pour réduire les effets indésirables causés par les traitements prolongés avec ces hormones.

Procédures

Les animaux pour lesquels la mutation doit être induite (groupe 1 et 2) seront traités par le biais d’une nourriture spécifique pendant 3 semaines, puis par voie intra-péritonéale pendant 5 jours (30 sec/ souris). Le groupe 1 qui nous permettra de comprendre le rôle des deux corégulateurs dans l'atrophie musculaire induite par un traitement aigü aux glucocorticoïdes sera injecté une seule fois par jour pendant 3 jours avec le composé ou un placebo par voie intra-péritonéale (30 sec/ souris). Le groupe 2 qui nous permettra de comprendre le rôle des deux corégulateurs dans l'atrophie musculaire induite par un traitement prolongé aux glucocorticoïdes sera traité avec le composé ou avec un placebo par gavage (1 min/ souris) tous les jours pendant 1 mois. Le groupe 3 sera injecté une seule fois par jour pendant 3 jours avec le composé ou avec un placebo par voie intra-péritonéale (30 sec/ souris). Le groupe 4 sera traité avec le composé ou avec un placebo par gavage (1 min/ souris) tous les jours pendant 1 mois. Un test d'agrippement sera réalisé une seule fois en triplicat sur l'ensemble des cohortes à la fin des traitements (30 sec/ souris) .

Impact sur les animaux

Les procédures expérimentales prévues dans ce projet sont toutes maîtrisées par notre équipe et les expérimentateurs prévus sur ce projet. Par ailleurs, le nombre d’injection et la période prévues de traitement ont été définies car on sait qu’aucun effet secondaire majeur n’avait été observé auparavant lors d’études comparables. Néanmoins nous ne pouvons exclure le risque d’infection due au point d’injection qui sera surveillé. Les traitements aux glucocorticoïdes durant de longue période peuvent entrainer une fonte musculaire, c’est pourquoi nous prendrons soin d’exclure les animaux ayant perdu plus de 20% de leur poids corporel en une semaine. De plus, le gavage répété peut conduire à des fausses routes et une irritation de la gorge pouvant impacter la prise alimentaire que nos pesées régulières nous permettrons d’observer rapidement. Le projet cible les muscles squelettiques, c’est pourquoi la démarche de la souris sera examinée afin de s’assurer qu’elle ne présente pas de difficultés à se déplacer (boitement, absence de déplacement, …).

Devenir

L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de chaque procédure expérimentale pour des études moléculaires et histologiques.

Remplacement

Afin de déterminer les effets des glucocorticoïdes synthétiques (Dex et Prednisone) sur l'atrophie musculaire, le recours à un organisme entier est nécessaire. En effet, même si des myotubes en culture peuvent être utilisés pour modéliser le muscle squelettique et connaitre les effets directs des glucocorticoïdes au niveau moléculaire, ils ne permettent pas de récapituler le microenvironnement musculaire ainsi que les nombreux facteurs et hormones intervenant dans l’homéostasie tissulaire. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant contribuer à ce processus soient pris en compte. A ce titre, la souris est un modèle de référence.

Réduction

De nombreuses études menées au laboratoire ont apporté une bonne connaissance du modèle de mutation et de la méthodologie à utiliser, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité de cohortes. Cela permettra l'utilisation d'un nombre d'animaux limité au strict minimum, tout en assurant une pertinence statistique et qualitative des résultats. Pour réaliser le type d’analyses envisagées, un faible nombre d’animaux est requis par groupe, à savoir 10 animaux par condition. En effet, les études montrent qu’il faut 10 animaux par condition pour détecter la différence escomptée à l’aide d’un test statistique. De plus, pour une même souris une patte sera utilisée pour l'analyse d'expression des gènes et l'autre patte pour les analyses histologiques, limitant ainsi le nombre d'animaux.

Raffinement

Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection du tamoxifène et des glucocorticoïdes. Les animaux utilisés pour ces expérimentations seront observés quotidiennement. L’état de chaque souris sera référencé dans un tableau comprenant des indicateurs comportementaux et physiologiques permettant de détecter la souffrance des animaux. Les paramètres utilisés seront le poids, la posture de l’animal, l’état de son pelage, son activité. Par exemple, si l'animal présente un dos vouté, un pelage hérissé ou est inactif après stimulation, ces observations seront référencées dans le tableau. Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Si l’un des animaux atteint le point limite, celui-ci sera immédiatement mis à mort. De plus, en cas de diminution de plus de 20% du poids corporel sur une semaine, l'animal sera sorti du lot et une euthanasie sera réalisée. L'injection de dexaméthasone n'est en général pas problématique pour l'animal. Néanmoins, si l'injection est mal effectuée et entraine des souffrances pour l'animal pouvant éventuellement causer sa mort, celui-ci sera euthanasié afin d'éviter toute douleur inutile. Les expérimentations prévues dans ce protocole seront exécutées sur l'animal vigile. Nous n'avons pas prévu d'anesthésier les souris, ni de leur administrer d'analgésiques.

Choix des espèces

Les effets des glucocorticoïdes sur un type cellulaire donné impliquent des voies de signalisation complexes ainsi que le microenvironnement cellulaire. Ainsi, l'utilisation de modèles cellulaires reste limitée. La souris présente un intérêt particulier pour l'administration de traitements pharmacologiques du fait de sa facilité de manipulation, mais aussi de la similarité avec l'homme, tant au niveau histologique qu'au niveau du type de réponse aux traitements. Par ailleurs, les techniques de mutagénèses conditionnelles ne sont disponibles que chez les souris et sont validées pour des études physiopathologiques de gènes. Le projet s’intéresse au rôle de GR et deux de ses co-régulateur dans l'atrophie musculaire de l’organisme adulte. Les animaux inductibles seront donc traités au tamoxifène entre 5 et 7 semaines d'âge et étudiés dans les semaines suivant l'injection.

Modifiées pour que le récepteur des glucocorticoïdes puisse être désactivé dans leurs cellules souches musculaires, 1 440 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le génotypage passe par un tatouage au doigt ou l'amputation de la première phalange, sur des souriceaux de 7 à 10 jours. Suivent cinq injections de tamoxifène, une injection de cardiotoxine qui lèse le muscle, puis selon les groupes de la dexaméthasone en intrapéritonéal ou un gavage quotidien de prednisone pendant deux fois sept jours, le porteur précisant qu'aucune anesthésie ni aucun analgésique n'est prévu. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure pour des analyses moléculaires et histologiques, celles qui perdent plus de 20 % de leur poids en une semaine étant sorties de l'étude et tuées.

Objectifs

Les muscles représentent plus de 40 % de la masse corporelle et permettent le maintien de la posture et le déplacement. Suite à une lésion, le muscle squelettique adulte est capable de se régénérer à partir des cellules satellites, des cellules souches localisées à la périphérie des fibres musculaires. Ce processus prend environ un mois à l'issue duquel les muscles sont régénérés et le pool de cellules satellites disponible pour une éventuelle nouvelle lésion est rétabli. Bien que les cellules satellites possèdent un grand potentiel en médecine régénérative, les mécanismes régulant leur prolifération et leur différentiation sont encore mal caractérisés. Les glucocorticoïdes, comme la prednisone, sont des anti-inflammatoires prescrits dans le cas de maladies chroniques telles que l’asthme ou l’arthrite rhumatoïde. Cependant, des traitements prolongés avec ces composés peuvent induire une perte de la masse musculaire, posant un sévère problème clinique, en particulier chez les personnes âgées. Les glucocorticoïdes exercent leurs actions via leur récepteur, le récepteur des glucocorticoïdes (GR), qui va contrôler l’expression de gènes cibles. Des études in vitro montrent que les glucocorticoïdes promeuvent la différenciation cellulaire. L’objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels les glucocorticoïdes sont impliqués dans la régénération musculaire en jouant sur la différenciation des cellules satellites. Pour ce faire, nous invaliderons sélectivement GR dans les cellules satellites avant d'induire une lésion à la cardiotoxine, et nous déterminerons si un traitement avec un agoniste du récepteur des glucocorticoïdes permet une amélioration ou au contraire une aggravation des dommages musculaires.

Bénéfices attendus

L'ensemble de ces procédures permettra de déterminer le potentiel thérapeutique des glucocorticoïdes dans le processus de régénération musculaire.

Procédures

Les animaux issus des croisements sont identifiés par tatouage au doigt ou amputation de la première phalange. Cette procédure est réalisée entre 7 et 10 jours après la naissance. L'ensemble des animaux subiront 5 injections au tamoxifène pour induire la mutation par voie intra-péritonéale pendant 5 jours (30 sec / souris), ainsi qu'une injection de cardiotoxine pour induire une lésion musculaire (30 sec / souris). Le groupe 2 qui nous permettra de comprendre l'impact d'un traitement aigü aux glucocorticoïdes dans la régénération musculaire sera en plus injecté une seule fois par jour pendant 3 jours à la dexaméthasone ou avec un placebo par voie intra-péritonéale (30 sec/ souris). Le groupe 3 qui nous permettra de comprendre l'impact d'un traitement chronique aux glucocorticoïdes dans la régénération musculaire sera quant à lui traité à la prednisone ou avec un placebo par gavage (1 min/ souris) tous les jours pendant 2 fois 7 jours.

Impact sur les animaux

L’injection de tamoxifène peut très rarement causer des infections. Le site d'injection sera surveillé chaque jour, et désinfecté si besoin. L'injection de cardiotoxine engendrera une douleur au niveau du muscle lésé. Le gavage peut conduire à des fausses routes et les traitements aux glucocorticoïdes peuvent entrainer une fonte musculaire allant jusqu'à une perte de 20% du poids du muscle. Dans les deux cas, les animaux seront sortis de l'étude et mis à mort. La phalangectomie effectuée pour le génotypage peut engendrer une douleur légère et de courte durée.

Devenir

L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de chaque procédure expérimentale pour des études moléculaires et histologiques.

Remplacement

Afin de déterminer le potentiel thérapeutique des molécules identifiées dans des systèmes cellulaires, le recours à un organisme entier est nécessaire. Par ailleurs, de nombreux facteurs et hormones interviennent dans la régénération fibrillaire. Ainsi il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant intervenir dans ce processus soient pris en compte. A ce titre, la souris est un modèle de référence. En effet, l'histologie des muscles de la souris et la cinétique de régénération sont similaires à celles de l'Homme. Par ailleurs, le temps de gestation de la souris est relativement court (21 jours en moyenne) et permet la production de larges cohortes, contribuant à la production de résultats significatifs.

Réduction

De nombreuses études menées au laboratoire ont apporté une bonne connaissance du modèle CreERT2 et de la méthodologie à utiliser, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité de cohortes. Cela permettra l'utilisation d'un nombre d'animaux limité au strict minimum, tout en assurant une pertinence statistique et qualitative des résultats. Pour réaliser le type d’analyses envisagées, un faible nombre d’animaux est requis par groupe, à savoir 10 animaux par condition. En effet, pour une même souris une patte sera utilisée pour l'extraction d'ARN et l'autre patte pour les analyses histologiques, limitant ainsi le nombre d'animaux. De plus, les études montrent qu’il faut 10 animaux par condition pour détecter la différence escomptée à l’aide d’un test de Student ou d'une ANOVA au risque de se tromper de 5%.

Raffinement

Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection du tamoxifène, de cardiotoxine et des glucocorticoïdes. Les animaux utilisés pour ces expérimentations seront observés quotidiennement. L’état de chaque souris sera référencé dans un tableau comprenant des indicateurs comportementaux et physiologiques permettant de détecter la souffrance des animaux. Les paramètres utilisés seront le poids, la posture de l’animal, l’état de son pelage et son activité. Par exemple, si l'animal présente un dos vouté, un pelage hérissé ou est inactif après stimulation, ces observations seront référencées dans le tableau. Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Si l’un des animaux atteint le point limite, celui-ci sera immédiatement mis à mort. De plus, en cas de diminution de plus de 20% du poids corporel sur une semaine, l'animal sera sorti du lot et une euthanasie sera réalisée. L’injection de dexaméthasone et le gavage à la prednisone ne sont en général pas problématiques pour l'animal. Néanmoins, s’ils sont mal effectués et entrainent des souffrances pour l'animal pouvant éventuellement causer sa mort, celui-ci sera euthanasié afin d'éviter toute douleur inutile. Le risque de fausse route au moment du gavage sera également pris en compte. Les expérimentations prévues dans ce protocole seront exécutées sur l'animal vigile. Nous n'avons pas prévu d'anesthésier les souris, ni de leur administrer d'analgésiques.

Choix des espèces

Afin de déterminer le potentiel thérapeutique des molécules identifiées dans des systèmes cellulaires, le recours à un organisme entier est nécessaire. Par ailleurs, de nombreux facteurs et hormones interviennent dans la régénération fibrillaire. Ainsi il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant intervenir dans ce processus soient pris en compte. Le projet s’intéresse au rôle de GR dans la régénération musculaire de l’organisme adulte. Les animaux seront donc traités au tamoxifène entre 7 et 11 semaines afin d'effectuer les expériences sur des animaux adultes. Ils seront ensuite analysés un mois ou un an après afin de déterminer le rôle des glucocorticoïdes chez les souris jeunes et âgées.

Contenues et pesées deux fois par semaine, les souris sont examinées à la recherche de ganglions hypertrophiés, d'une posture voûtée ou d'une perte de poids, signes que le lymphome se développe et qu'il faut les tuer avant leur mort "naturelle". 1 500 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes et leurs tumeurs. L'objectif est de constituer un stock de tumeurs à partir duquel une même tumeur sera réimplantée dans plusieurs souris receveuses, pour alimenter de futures études précliniques sur le lymphome diffus à grandes cellules B. Le porteur annonce que certaines souris recevront une injection d'une minute pour ce transfert de cellules tumorales, sans dire combien, et ne mentionne aucune analgésie.

Objectifs

Le lymphome est le cancer du sang le plus répandu et le sixième cancer le plus répandu dans le monde. Le lymphome diffus à grandes cellules B est une forme agressive de lymphome, représentant 30 à 40 % des cas. Le traitement actuel du lymphome diffus à grandes cellules B consiste en une chimiothérapie ou une greffe de moelle osseuse ; cependant, environ 40 % des patients cessent de répondre au traitement (maladie récidivante) ou ne répondent pas au traitement (maladie réfractaire), généralement avec des conséquences fatales. Il est donc urgent de trouver des traitements plus efficaces pour ces lymphomes. Actuellement, il y a un manque de modèles expérimentaux qui ressemblent avec précision au lymphome diffus à grandes cellules B. L'objectif de ce projet est de générer des lymphomes à l'aide d'un nouveau modèle de souris permettant de suivre l'initiation et la progression du lymphome. Ce modèle nous permettra d'étudier les causes du développement du lymphome ; et grâce à l'expansion de ces tumeurs chez des souris receveuses, nous générerons suffisamment de matériel pour des applications précliniques, y compris de futures études in vitro et in vivo.

Bénéfices attendus

À court terme (1-3 ans), nous générerons des informations importantes sur les gènes et les voies qui contribuent à l’apparition et à la progression du lymphome, qui sont actuellement inconnus. À long terme (3-5 ans), ces modèles permettront de réaliser des études précliniques pour identifier de nouvelles façons de tester de nouvelles thérapies afin de faire progresser les traitements contre les cancers du sang.

Procédures

Les souris qui développeront des lymphomes seront surveillées. Nous manipulerons (contention) les animaux deux fois par semaine pour les peser et les observer à la recherche de signes de formation de tumeurs : perte de poids, réduction des mouvements, posture voûtée, fourrure ébouriffée, hypertrophie des ganglions lymphatiques, changements de comportement pour mettre à mort les souris avant leur mort « naturelle ». Les tissus seront collectés pour déterminer les causes de la formation de tumeurs et générer un référentiel de tumeurs. Certaines souris recevront une injection pendant 1 minute pour transférer des cellules tumorales.

Impact sur les animaux

Les symptômes associés au lymphome comprennent : perte ou prise de poids, respiration rapide, pelage ébouriffé, posture voûtée et/ou de mouvements lents. En outre, la manipulation des souris pendant la surveillance du développement du lymphome peut induire du stress. Et il peut y avoir une inflammation au site d’injection. Des injections entrainent également du stress et des douleurs légères de courte durée.

Devenir

Mise à mort de tous les animaux en fin de procédure nécessaire pour la récupération des organes et la récupération des tumeurs pour leur étude ultérieure.

Remplacement

Compte tenu de la complexité du processus impliqué dans la formation des lymphomes, résoudre ce problème uniquement par l’analyse in vitro n’est pas suffisant et l’utilisation de modèles animaux est essentielle. Par conséquent, pour l’instant, aucune méthode alternative ne permet de remplacer complètement le modèle murin dans notre étude. Cependant, les résultats obtenus à partir de nos expérimentations permettront de développer un protocole in vitro qui pourrait à terme remplacer partiellement les modèles animaux. De même, la même tumeur récoltée peut être utilisée pour implanter plusieurs souris receveuses, limitant ainsi la nécessité d’augmenter le nombre de souris donneuses.

Réduction

L'élevage sera géré en externe, et nous permettra de limiter le nombre de croisements au minimum afin d'obtenir le bon nombre de souris nécessaire à ce projet. Nous utiliserons des souris mâles et femelles puisque le lymphome affecte les deux sexes. Nous utiliserons des statistiques prédictives pour établir la constitution des groupes. De plus, les cellules tumorales excédentaires récoltées sur des souris mises à mort seront congelées pour créer une banque de tumeurs, afin de minimiser le nombre de souris nécessaires pour fournir du matériel pour de futures expériences.

Raffinement

Nous avons établi une grille d'évaluation avec des seuils précoces adaptés pour détecter les lymphomes suffisamment tôt afin de réduire au maximum la souffrance animale tout en conservant une rigueur scientifique. Cela comprend une surveillance accrue lors de l'observation de changements de poids, de mouvements, d'apparence physique et de comportement ; et arrêter l'expérience lorsque les symptômes du lymphome apparaissent. De plus, si les souris présentent des égratignures ou des blessures, nous utiliserons une solution d'iode pour désinfecter la zone.

Choix des espèces

Les souris sont les espèces les plus utilisées pour étudier la formation et le développement des lymphomes en raison de la flexibilité nécessaire pour effectuer des manipulations génétiques (souches avec des gènes désactivés) et de la possibilité de tester l'agressivité de la maladie par le transfert de cellules tumorales dans des souris réceptrices. Ils ont également un cycle de vie court et se reproduisent facilement. Pour les expériences de développement de lymphomes, les souris vieilliront jusqu'à 14 mois, puisque la latence de cette maladie, d'après nos études précédentes, se situe entre 8 et 14 mois. Pour les expériences impliquant le transfert de cellules de lymphome, des souris adultes âgées de 6 à 8 semaines sont couramment utilisées comme souris receveuses.

1 712 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune portant une tumeur greffée dont le volume est mesuré trois fois par semaine pendant soixante jours. Douze jours après la greffe, elles reçoivent une séance de radiothérapie d'environ quinze minutes, avec fatigue générale et irritation cutanée à la clé. Le porteur indique que la tumeur sous-cutanée peut provoquer une perte de poids, une plaie nécrosante, des douleurs et la mort, et que les souris non guéries seront tuées quand ces effets deviendront importants. Il écrit aussi que les anti-inflammatoires ne pourront pas être utilisés, la réponse immunitaire étudiée y étant trop sensible, et s'en remet à une grille de six items relevée trois fois par semaine.

Objectifs

Les traitements anti-cancéreux ont fait des progrès réguliers depuis des décennies. Pourtant, une grande partie des patients meurent encore de cette maladie. Depuis quelques années, une nouvelle sorte de traitement a montré une efficacité remarquable : l’immunothérapie. Ce traitement favorise une réponse anti-cancéreuse naturelle : la réponse immunitaire. Ces résultats ont conduit les chercheurs à ré-analyser d’anciens traitements, ce qui a permis de montrer que la radiothérapie, un traitement dont bénéficie plus de la moitié des patients, stimule aussi la réponse immunitaire. Malheureusement, on connait encore trop mal cet aspect de la radiothérapie pour pouvoir l’utiliser efficacement. Notre laboratoire a trouvé des conditions qui améliorent la réponse immunitaire induite par une radiothérapie. Nous avons identifié en partie les raisons de cette amélioration. Malheureusement, nous ne comprenons pas totalement les mécanismes mis en jeu. Ce projet vise à identifier et comprendre ces mécanismes, avec un double objectif. D’une part, la possibilité d’une application chez l’humain nécessite une excellente compréhension des effets d’un éventuel traitement. D’autre part, l’amélioration que nous obtenons n’est que partielle. La compréhension de ses mécanismes précis permettra d’améliorer encore l’efficacité de la radiothérapie en optimisant les conditions de traitement. Enfin, il est clair que notre objectif final est de développer un médicament utilisable chez l’humain. C’est pourquoi ce projet prévoit de mettre en place une stratégie thérapeutique faisant appel uniquement à des technologies utilisables chez les patients.

Bénéfices attendus

Les médecins fondent des espoirs importants sur l’utilisation d’une réponse anticancéreuse naturelle, la réponse immunitaire, pour soigner les patients. Ces espoirs sont le fruit de la découverte d’un type de médicaments nouveaux, montrant une grande efficacité : les immunothérapies. Les chercheurs essayent maintenant de trouver les conditions dans lesquelles cette réponse anticancéreuse naturelle peut être stimulée par des traitements classiques comme la chimiothérapie et la radiothérapie. Notre projet s’inscrit dans cette démarche, puisqu’il repose sur nos travaux qui ont identifié une méthode permettant d’améliorer la réponse immunitaire induite par la radiothérapie. Le premier bénéfice attendu est d’ordre fondamental : étudier comment on peut modifier la réponse immunitaire anticancéreuse par la radiothérapie permet de comprendre comme elle fonctionne. Or il s’agit d’un mécanisme extrêmement fin, mettant en jeu plusieurs types de cellules et de molécules. Le deuxième bénéfice attendu est orienté vers l’amélioration du traitement des patients. C’est en comprenant comment on a pu améliorer la radiothérapie qu’on pourra l’améliorer encore mieux. Enfin le troisième bénéfice est directement médical. Si nous parvenons à reproduire notre traitement en utilisant uniquement des technologies utilisables chez les patients, nous pourrons proposer aux cliniciens de traiter leurs patients avec ces technologies, dans des essais cliniques contôlés.

Procédures

Afin d’étudier la radiothérapie, nous utiliserons des modèles animaux dans lesquels ceux-ci seront d’abord greffés avec des cellules tumorales par injection (environ 2 minutes par animal) puis traités par radiothérapie 12 jours après. Nous utilisons un système d’irradiation préclinique spécialement conçu pour les petits animaux, dans lequel l’ensemble de la procédure prend environ 15 minutes. Nous pourrons alors suivre l’efficacité du traitement en mesurant le volume tumoral au cours du temps. Ces mesures seront réalisées 3 fois par semaine pendant une durée n’excédant pas 60 jours. Par ailleurs, dans certaines expériences, les animaux seront mis à mort pour pouvoir prélever les tumeurs 1 à 3 jours après radiothérapie, afin d’en étudier la composition, et notamment leur infiltration par des cellules du système immunitaire. D’autres tissus (sang, rate, ganglions lymphatiques drainants) pourront alors être prélevés en même temps.

Impact sur les animaux

La présence d’une tumeur peut induire chez l’animal qui la porte une série de conséquences indésirables. Dans le cas d’une tumeur sous-cutanée, les animaux peuvent subir une perte de poids, une plaie nécrosante, des douleurs, un stress, et finalement la mort. Pour une tumeur greffée dans un organe particulier, les conséquences peuvent comporter un dysfonctionnement de cet organe, induisant des pathologies dépendant de l’organe ciblé.. Enfin, la radiothérapie induit un certain nombre d’effets secondaires connus, comme une fatigue générale, ou une irritation de la peau au site d’irradiation. Les prélèvements et injections au sinus rétro-orbital provoquent un stress temporaire, et peuvent causer une irritation ou une infection oculaire.

Devenir

Dans les expériences de suivi de croissance tumorale, les animaux non-guéris devront être mis à mort lorsque la tumeur provoquera des effets délétères importants, définis à l’avance. L’ensemble des animaux sera mis à mort au bout de 60 jours. Dans certaines expériences, l’analyse de la réponse immunitaire nécessitera de déterminer les cellules immunitaires présentes dans la tumeur, et dans différents organes, ce qui ne pourra se faire qu’après avoir mis à mort les animaux.

Remplacement

Nous avons développé un système expérimental in vitro qui nous permet d’étudier le mécanisme moléculaire du contrôle de l’expression de l’interféron béta dans les cellules myéloïdes par la protéine TRIM33. Toutefois, la réponse immunitaire est un processus complexe, pluricellulaire et intégré, que l’on ne sait pas reproduire correctement in vitro. Son activation par la radiothérapie ne peut donc pas être étudiée in vitro.

Réduction

Afin d’utiliser le nombre minimum d’animaux requis pour les expériences, nous avons utilisé un logiciel qui permet de calculer la taille minimale des groupes permettant d’obtenir un résultat statistiquement significatif pour les effets attendus dans les conditions expérimentales que nous utilisons. Les expériences seront analysées au fur et à mesure, et la mise en évidence d’un effet supérieur à l’effet attendu permettra de réduire la taille des lots.

Raffinement

Toutes les manipulations seront réalisées après anesthésie, afin de réduire le stress et/ou la souffrance liés à la manipulation. D’autre part, le fait de travailler sur des femelles nous permettra le cas échéant de regrouper les animaux afin de les maintenir dans des conditions de sociabilité satisfaisantes. Dans la mesure où nous travaillons sur la réponse immunitaire, qui est très sensible aux agents anti-inflammatoires, leur utilisation ne sera malheureusement pas possible. Nous avons défini une grille de score comportant 6 items qui seront analysés sur chaque animal trois fois par semaine, et un algorithme permettant de décider la poursuite ou non de l’expérience pour l’animal considéré.

Choix des espèces

Les questions que nous posons requièrent la possibilité d’étudier la réponse immunitaire dans un modèle préclinique de radiothérapie. Nous ne pouvons donc pas nous affranchir d’un modèle expérimental animal. Nous avons choisi la souris d’élevage, car elle donne la possibilité d’accéder à de nombreux outils expérimentaux qui permettront une plus grande efficacité dans les approches expérimentales, et donc une moindre utilisation des animaux. D’autre part, le développement d’un système immunitaire mature nécessitera d’attendre que les souris aient atteint l’âge adulte.