Oncologie

10 656 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère pour 8 880 d'entre elles et modéré pour 1 776. Toutes reçoivent une greffe de cellules tumorales sur animal vigile puis jusqu'à trois injections de virus, et 7 776 subissent en plus des injections d'immunothérapie jusqu'à trois fois par semaine pendant 31 jours. Le porteur indique que les tumeurs greffées sous la peau peuvent nécroser, s'ulcérer et saigner, que les nodules pulmonaires peuvent entraîner des difficultés respiratoires, et que 180 souris guéries seront réinjectées de cellules tumorales. Les 1 776 souris comptées comme réutilisées sont destinées à l'entraînement de personnel, et seront tuées si aucune formation n'a lieu.

Objectifs

Le cancer est la deuxième cause de décès dans les pays développés après les maladies cardiovasculaires. Les traitements conventionnels de nombreux cancers tels que la radiothérapie, la chimiothérapie et la chirurgie ont démontré des limites d’efficacité nécessitant un besoin urgent de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les virus ou les vésicules extracellulaires (EV) libérées par des cellules infectées par un virus sont une nouvelle classe d’agent thérapeutique pouvant être une alternative au traitement des cancers. Les virus candidats vont servir de vecteurs pour permettre l’expression d’agents thérapeutiques et bioactifs au sein des tumeurs pour lesquelles il y a un fort besoin médical en clinique humaine. Sachant que le développement clinique de ces virus prévoit de les combiner avec de l’immunothérapie afin de potentialiser l’activité anti-tumorale, le projet se propose d’explorer dans les modèles murins les combinaisons de ces virus (ou EV) avec des traitements d’immunothérapie pour le traitement de cancers de différentes origines. Le but de ce projet sera d’évaluer l’effet thérapeutique des virus candidats-médicaments en association ou non avec de l’immunothérapie. Ce projet vise à déterminer l’activité anti-tumorale de nos vecteurs et de relier l’activation du système immunitaire (obtenue dans des modèles In vitro et In Vivo) à un contrôle de la croissance tumorale et/ou une augmentation de survie. Les données générées nous permettront d’améliorer notre compréhension des mécanismes d’action dans un organisme complexe et d’envisager le développement de ce candidat en déterminant sa chronologie d’action et son efficacité.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à caractériser l’efficacité anti-tumorale de virus recombinants ou de vésicules extracellulaires de cellules infectées en combinaison ou non avec des produits d’immunothérapie. Il s’agit de mieux comprendre l’impact de l’injection de vecteurs viraux (ou EV) sur la croissance tumorale. Cette connaissance devrait nous permettre de mettre en place de nouvelles thérapies anti-cancéreuses chez l’Homme.

Procédures

Toutes les souris recevront une greffe de cellules qui sera effectuée sur souris vigile, durée environ 1 minute. Toutes les souris recevront au maximum 3 injections de virus. Chaque injection sera réalisée sur souris vigile mais geste rapide de l’ordre de la minute. Les injections seront séparées de 2 jours ou 8 jours maximum selon le virus ou EV candidat. 7776 souris recevront des injections de produits d’immunothérapie qui seront réalisées sur souris vigile, durée des injections environ 1 minute, maximum 3 injections par semaine durant 31 jours maximum. S’il y a guérison, 180 souris (maximum) seront ré-injectées avec des cellules tumorales. Ce geste sera réalisé sur souris vigiles, durée environ 1 minute.

Impact sur les animaux

Les souris greffées avec des cellules tumorales pourront voir leur état général s’altérer avec des signes cliniques d’affaiblissement (prostration, poils hirsutes, amaigrissement…). L’implantation de cellules tumorales en sous-cutané sur le flanc de la souris pourra entrainer une gêne dans la mobilité de l’animal mais on veillera à bien implanter les cellules au milieu du flanc pour éviter au maximum un développement proche des pattes. La tumeur implantée sur le flanc pourra nécroser voire ulcérer et saigner. L’implantation de cellules tumorales par voie intra-veineuse rendra le développement tumoral non visible pour l’expérimentateur mais des nodules tumoraux pourront apparaître au niveau des poumons notamment et entrainer des difficultés respiratoires avec une perte de poids et dégradation de l’état général. Les injections répétées chez la souris peuvent également être source de stress et d’angoisse mais tout est mis en œuvre pour limiter cette nuisance (gestes rapides inférieurs ou égaux à 1minute par du personnel formé, utilisation tunnel de change, …). Elles peuvent aussi induire une induration ou inflammation au site d’injection mais qui est transitoire et nous essaierons de décaler les sites d’injections pour éviter d’injecter 2 ou 3 fois au même endroit On ne peut pas exclure un effet secondaire des produits d’immunothérapie seuls ou en combinaison avec nos virus ou EVs. Si c’est le cas on peut s’attendre à une perte de poids transitoire ou un effet sur le comportement mais les doses seront choisies en fonction des données pharmacologiques publiées ou obtenues antérieurement.

Devenir

Les animaux surnuméraires pourront être utilisés dans le cadre de la formation continue ou formation des nouveaux arrivants après accord du responsable de la SBEA. Ces animaux seront classés en sévérité modérée. Dans le cas où aucune formation n’est nécessaire, ces animaux seront mis à mort. Toutes les souris incluses dans l’évaluation des virus (ou EV) seront mises à mort soit après atteinte d’un point limite, soit à la fin de l’étude à J+90 si guérison car souris non réutilisables suite à l’injection de cellules tumorales et virus (ou EV) soit après re-challenge et atteinte de points limites.

Remplacement

Avant d'être testés chez l'animal, les virus (ou EV) ont été testés dans des modèles in vitro. Seuls les virus (ou EV) avec une bonne activité dans ces modèles seront testés chez la souris. Démontrer une activité anti-tumorale avec survie et guérison nécessite un système complet permettant la croissance tumorale, la vascularisation, l'intervention du système immunitaire et toute la pharmacocinétique du médicament. A l'heure actuelle aucun système alternatif ne réunit toutes ces conditions.

Réduction

Avant d’être testés chez l’animal, les virus-candidats médicaments auront été évalués in vitro sur des modèles cellulaires de tumeurs humaines et murines établies et caractérisées, ainsi que dans des cellules primaires (non tumorales) pour sélectionner les virus candidats médicaments ayant une activité antitumorale et ne présentant pas de cytotoxicité. Le nombre d’animaux nécessaire à la réalisation des expériences a été déterminé en se basant sur les résultats obtenus lors de nos expériences antérieures. Nous avons retenu et validé le nombre d’animaux nécessaires à l’obtention de résultats fiables et robustes. Les virus (ou EV) qui ne devraient pas avoir une activité suffisante et concluante ne seront pas testés ultérieurement. Leur étude sera stoppée.

Raffinement

Tout au long de leur vie, une attention particulière est portée au bien-être des animaux en particulier par un enrichissement de leur milieu de vie (matériel de nidification : bâtonnet et carré de coton dans chaque cage) qui leur permet d’assouvir les comportements liés à leur espèce et la thermorégulation. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux pendant toute la durée des expérimentations, dans le but de préserver les interactions sociales entre congénères. A la réception des souris une phase d’acclimatation de 2 semaines minimum est prévue. Durant la première semaine les souris seront laissées dans leur nouvel environnement afin qu’elles se familiarisent avec celui-ci. Puis, l’expérimentateur habituera l’animal à la contention et aux gestes utilisés. L’utilisation d’un tunnel de change permettra également de réduire le stress et l’angoisse chez l’animal. La réalisation des gestes techniques par des techniciens rompus à ces manipulations garantissent la bonne reproductibilité des expériences. Ceci permet de limiter le nombre d’animaux inclus dans les procédures et un suivi optimal du bien-être des animaux. Des critères d’interruption de l’expérimentation en fonction de l’aspect clinique des animaux (mesure du volume tumoral, l’apparence de la tumeur, l’évolution pondérale, l’apparence physique générale, le comportement) sont mis en place afin de limiter autant que possible la souffrance des animaux.

Choix des espèces

La souris est un modèle de référence en oncologie. Il s’agit de mammifères au système immunitaire assez proche de l’homme pour pouvoir utiliser des données générées dans une approche translationnelle valide. De plus, ll existe de nombreux outils permettant de caractériser les réponses immunitaires chez cette espèce. Animaux adultes de 4 à 5 semaines minimum (à la réception), soit 6 semaines minimum au début de l’étude (avec 2 semaines de stabulation). Six semaines est l’âge où le système immunitaire est considéré comme suffisamment mature pour débuter l’étude

Implantées de cellules tumorales dans le cerveau par chirurgie, puis soumises à des instillations nasales répétées sous contention ou à la pose d'un cathéter dans la carotide, 392 souris seront toutes tuées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré pour 337 d'entre elles et sévère pour 55. Le porteur indique que la croissance de la tumeur peut provoquer une perte de poids, une prostration et des difficultés neurologiques au-delà de 3 à 4 mm de diamètre, et qu'une infection peut apparaître au point d'insertion du cathéter. L'hyperthermie magnétique porte la température locale à 44 °C pendant trente minutes, ce qu'il décrit comme sans "désagrément pérenne" pour l'animal. Sur le remplacement, il affirme que les essais in vitro ne prédisent pas le comportement des nanoparticules et conclut que le modèle animal ne peut être substitué à cette étape.

Objectifs

Une des limites actuelles aux stratégies de traitement de certaines tumeurs (notamment cérébrales) est liée au fait que les molécules thérapeutiques utilisées, bien qu’efficaces, ne sont pas délivrées spécifiquement dans le tissu tumoral. Une des voies explorées pour résoudre ce problème est le recours aux nanoparticules (NPs). Non seulement, les NPs peuvent être modifiées pour atteindre de façon spécifique une tumeur (particules dites fonctionnalisées) mais elles combinent potentiellement deux autres avantages : elles pourraient servir directement à une thérapie par chauffage local d’une tumeur (thermothérapie magnétique) et à un suivi par imagerie d’une tumeur. Nous souhaitons cibler des tumeurs cérébrales à l’aide de particules qui contiennent une molécule reconnaissant spécifiquement les cellules tumorales et qui contiennent un cœur de fer et nous souhaitons améliorer leur accumulation dans les tumeurs en limitant leur captation par les cellules macrophages du foie, phénomène décrit comme apparaissant rapidement après l’injection (moins de 10 min) par voie intraveineuse des NPs dans des études précédentes. Les animaux pourront recevoir si nécessaire des ultrasons localisés sur la zone tumorale pour ouvrir localement la barrière hémato-encéphalique, pour optimiser encore l’incorporation dans la tumeur. Nous souhaitons tester différentes méthodes décrites dans la littérature comme limitant la captation de produits actifs par les cellules du foie, dans le cadre de traitement de tumeurs cérébrales. Ces méthodes n’ont pas été décrites pour le type de NPs que nous utilisons. 1) Méthode par administration intra nasale : instillations nasales de faible volume. 2) Méthode par administration sublinguale : les NPs sont concentrées dans un gel appliqué entre la joue et la gencive. 3) Méthode par injections intra carotidiennes répétées en mettant en place un cathéter permanent dans la carotide. 4) Un traitement préalable à l’injection des NPs avec des liposomes qui encapsulent une molécule particulière (clodronate) et qui sont connus pour supprimer transitoirement les cellules macrophages du foie. Si une des méthodes permet d’optimiser de façon satisfaisante l’incorporation des particules dans les tumeurs, un traitement par hyperthermie magnétique sera réalisé.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont l’optimisation des procédures de traitements des tumeurs cérébrales par des nanoparticules pour une meilleure incorporation dans les tumeurs et donc un effet thérapeutique potentiellement supérieur.

Procédures

Les animaux seront traités avec les nanoparticules par un mode d’administration différent selon le groupe auxquels ils appartiennent. La durée de chaque traitement et le nombre d’administrations dépendent de la voie administration allant de quelques secondes à plusieurs fois quelques secondes toutes les 5 minutes pendant 45 min à 30 min. Une partie des animaux seront implantés avec des cellules tumorales par injection intracrânienne, la procédure dure 20 minutes/animal. Le devenir des particules sera suivi par Imagerie IRM (1 heure d’acquisition) après administration des particules, ainsi que 24h après la dernière administration. La croissance tumorale sera également suivie par Imagerie IRM. Pour chaque groupe d’animaux correspondant à un mode d’administration, une partie des animaux recevra un traitement visant à diminuer les macrophages du foie, traitement administré une fois par intraveineuse (d’une durée de quelques secondes) et dont l’effet perdure 5 jour. Les animaux pourront recevoir des ultrasons localisés sur la zone tumorale pour ouvrir localement la barrière hémato-encéphalique, cette procédure dure quelques minutes. Une partie des animaux sera traitée par hyperthermie en faisant chauffer la température localement dans la tumeur par hyperthermie magnétique (c’est le cœur de fer des nanoparticules qui chauffe).

Impact sur les animaux

Les animaux ne seront pas tous confrontés aux mêmes effets indésirables, les effets indésirables prévus dépendent du mode d’administration, de l’induction ou non du modèle tumoral, l’utilisation de méthodes complémentaires (Ultra sons focalisés (FUS), suppression macrophage, hyperthermie…) et des examens qu’ils vont avoir. Les effets indésirables sont classés ci-dessous par type de méthode/examen : L’administration par instillation nasale nécessite soit une anesthésie, soit une contention ferme transitoire, réitérée toutes les 5 min environ sur une durée de 45 minutes. Cette contention peut générer du stress. En fonction de la prise en main du geste, l’une ou l’autre solution sera appliquée. Il est possible qu’un mauvais passage entraine des difficultés respiratoires. La thérapie par hyperthermie magnétique nécessite un examen IRM sous anesthésie, cette technologie entraine une augmentation de la température de l’animal, localisée et transitoire (44°C), durant la stimulation (30 minutes maximum), mais n’entraine pas de désagrément pérenne pour l’animal. Le shunt du premier passage au foie, qui permet aux particules de ne pas passer par le foie en première circulation après injection, réalisé par injections répétées nécessite la mise en place d’un cathéter carotidien, chirurgicalement. Une inflammation et une douleur transitoire sont prévisibles. Une manipulation minimale tous les 5 jours est nécessaire pour éviter que le cathéter ne se bouche. Une infection peut apparaitre au niveau de la zone d’insertion du cathéter. L’induction du modèle tumoral cérébral nécessite une chirurgie, entrainant une légère inflammation et une douleur transitoire. La croissance tumorale peut entrainer une perte de poids, une apathie ou une prostration et des difficultés neurologiques lorsque la tumeur atteint une taille supérieure à 3-4 mm de diamètre (mesurée par imagerie).

Devenir

Les animaux seront euthanasiés pour recueillir les organes afin de réaliser des études histologiques sur les tissus. L’imagerie IRM permet la quantification in vivo du fer accumulé dans les tumeurs mais il est nécessaire de vérifier les résultats IRM à l’aide d’une analyse histologique. Les images IRM n’ont pas la résolution nécessaire pour identifier les cellules ayant incorporées les nanoparticules, seule l’analyse post-mortem permet d’observer finement la répartition des particules par type cellulaire.

Remplacement

L’objectif de ce projet est de valider in vivo l'efficacité diagnostique et/ou thérapeutique de NPs après une accumulation optimisée dans une tumeur et activées par une stimulation externe. Des expériences in vitro ont permis de caractériser l’interaction de NPs isolées avec différents types cellulaires, mais elles ne sont pas prédictives des propriétés in vivo d’affinité, de spécificité et d’effet thérapeutique des NPs pour les cellules cancéreuses ciblées. Avant d’envisager un transfert à l’homme, il est nécessaire d’étudier dans un organisme vivant les relations entre le devenir des NPs (pharmacocinétique), notamment après une accumulation et la modulation de la pathologie (pharmacodynamique), d’évaluer les propriétés thérapeutiques de ces NPs. Par conséquent, à cette étape du projet, le modèle animal ne peut être substitué par un autre modèle d'étude in vitro ou in silico.

Réduction

Les études réalisées au laboratoire ont déjà permis de définir des conditions d’implantations des tumeurs, l’apprentissage des actes chirurgicaux se fera en amont, réduisant le nombre d’animaux nécessaire, notamment pour les animaux implantés avec un cathéter carotidien et une tumeur cérébrale. Le suivi longitudinal in vivo avec des dispositifs d’imagerie non invasifs (IRM) permet d’utiliser le même animal à différents temps, et ainsi d’acquérir une grande quantité d’information sur la croissance tumorale et la réponse à un traitement tout en limitant le nombre d’animaux. Le protocole est construit avec différentes étapes (comparaisons des voies d’administrations, ajout d’autres méthodes et pour finir test des paramètres d’hyperthermie avec la méthode la plus intéressante. Si une des voies d’administration testée en première instance ne permet pas de réduire la captation par le foie des particules par rapport à la voie de référence, elle ne sera plus évaluée lors des étapes suivantes, réduisant d’autant le nombre d’animaux. Le nombre de paramètres de traitements pourra être réduit si les premières expérimentations montrent une amélioration significative de la captation tumorale. La quantification du contenu en fer des tumeurs et du foie sera évaluée par IRM puis la présence des particules sera évaluée en post mortem par histologie (semi-quantitatif). Une analyse statistique tenant compte des différents paramètres étudiés (nombre de facteurs, données répétées), a été utilisée pour définir le nombre d’animaux nécessaires à l’atteinte de chaque objectif.

Raffinement

L’imagerie IRM, l’administration par voie sublinguale et /ou intranasale et les intraveineuses seront réalisées sous anesthésie. Les animaux utilisés pour l’implantation de cathéters et/ou de cellules tumorales recevront une antalgie préopératoire 30 minutes avant le début de la chirurgie, puis seront anesthésiés. Durant la chirurgie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant pour éviter toute hypothermie, puis pendant la phase de réveil, seront maintenus dans une couveuse thermostatée pour favoriser la récupération. Des soins post opératoires seront réalisés, ainsi qu’un suivi tout au long de la durée de vie de l’animal pour évaluer l’état sanitaire ( mise en place de pointd limites).

Choix des espèces

Les modèles rongeurs représentent les modèles les plus utilisés en oncologie, notamment parce que les études comparatives sont facilitées par l’existence de nombreuses souches qui fournissent des animaux génétiquement similaires. II existe des modèles immunodéficients (Nude) permettant d’étudier des tumeurs issues de lignées cellulaires humaines sans risque élevé de rejet de la greffe tumorale. Nous utiliserons uniquement des mâles adultes pour corréler avec les études déjà réalisées avec les nanoparticules utilisées.

Toutes tuées pour analyses post-mortem, 2039 souris, dont 1845 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, sont utilisées pour reproduire des tumeurs rhabdoïdes, des cancers pédiatriques. Elles subissent des greffes de fragments tumoraux sous la peau ou des injections de cellules dans le cerveau, y compris chez des souriceaux de sept jours, suivies de traitements par gavage et de séances d'imagerie sous anesthésie. Selon le porteur, la localisation cérébrale des tumeurs peut provoquer des troubles moteurs, des difficultés à s'alimenter et une perte de poids. Il annonce des traitements pour les enfants "à relativement court terme", tout en développant en parallèle des organoïdes humains censés réduire le recours aux souris.

Objectifs

Les tumeurs rhabdoïdes sont des cancers très agressifs touchant des jeunes enfants et dont l’origine cellulaire est mal connue. Leur localisation est variée (système nerveux central, tissus mous, reins…) mais elles présentent des caractéristiques cliniques et histologiques communes. A ce jour, trois sous-types de tumeurs rhabdoïdes cérébrales ont été décrits (« MYC », « SHH », « TYR »), probablement en lien avec leurs diverses cellules d’origine. Aucune thérapie standard n’est établie à ce jour, les chimiothérapies fortes et l’irradiation étant peu efficaces et lourdes pour de très jeunes enfants. Il est donc nécessaire de trouver des traitements nouveaux, testés au laboratoire avant d’être donnés aux enfants. Les tests de médicaments sur des lignées cellulaires in vitro sont la première approche du projet. Ensuite, il est nécessaire de vérifier que les molécules candidates ont une efficacité sur des organismes vivants. Pour cela, nous avons développé des modèles dans lesquels des tumeurs murines issues de modèles transgéniques (mis au point il y a plusieurs années) ou issues de patients ont été greffées sur des souris et nous souhaitons traiter les souris greffées avec les molécules candidates afin de retenir celles qui méritent un développement clinique. En parallèle de ces travaux, nous développons des modèles de souris génétiquement modifiées, permettant d’obtenir de façon très sélective des tumeurs précoces, en particulier cérébrales, très similaires aux tumeurs observées chez les enfants. Nous projetons d’isoler des cellules du cerveau des souris à un stade précédant la transformation cancéreuse en les isolant de cerveaux prélevés chez les embryons de souris génétiquement modifiées afin de tenter de les maintenir en culture in vitro, et ex vivo, dans des organoïdes de cerveaux. Par la suite afin de démontrer leur pouvoir oncogénique in vivo, nous injecterons ces cellules dans le cerveau de souris d’âges divers, tenant compte du fait que la maturation du cerveau environnant peut jouer un rôle pour ces cancers cérébraux très précoces : à 7 jours de vie, à la fin du premier mois, à l’âge adulte. Nous savons donc dorénavant cibler avec plus de précision les cellules dans lesquelles les tumeurs prennent naissance et souhaitons approfondir notre compréhension moléculaire des différents sous-types de tumeurs rhabdoïdes obtenues.

Bénéfices attendus

Gains attendus des modèles de greffes de cellules et tumeurs, et des tests réalisés sur ces greffes Le projet permettra d’une part une meilleure compréhension théorique des tumeurs rhabdoides en particulier les étapes de transformation de la cellule d’origine vers la cellule tumorale et d’autre part, de développer des modèles précliniques afin d’évaluer des thérapies. Le développement de modèles de tumeurs orthotopique chez la souris (injection intra-cerebrale comme chez les patients) permettra d’évaluer des traitements expérimentaux en tenant compte de la localisation dans le cerveau comme les 2/3 des tumeurs rhabdoides chez les patients. Ces modèles d’étude ont pour objectif d’aboutir à des traitements contre certaines tumeurs pédiatriques pour les enfants avec la meilleure chance possible d’efficacité, à relativement court terme.

Procédures

Dans une première et deuxième procédure, visant à établir les modèles précliniques pour évaluer les thérapies, les animaux sont greffés soit avec des fragments de tumeurs par voie sous cutanée soit avec des cellules tumorales par voie intracérébrale, sous anesthésie (1x par expérience sur une durée d’environ 30 min). Les animaux vigiles sont ensuite traités avec diffèrents médicaments par injection intrapéritonéale ou gavage (3 fois par semaine, pendant 4 semaines – durée du geste inf à 20sec), Dans une troisième procédure permettant de générer des tumeurs intracérébrales à suivre par imagerie, les souris (de 3 âges différents) seront injectées avec des cellules tumorales en intracérébral. Cette chirurgie s’effectue en 30 min sous anesthésie générale. Puis la croissance tumorale sera suivie par imagerie sous anesthésie générale 1 à 2 fois par semaine au long de l’expérience (durée de l’imagerie : 10min). Dans une quatrième procédure visant à générer des tumeurs murines spontanées au niveau cérébral, . Les croisements entres souches appropriées sont réalisés et les souris ne subissent aucun geste technique de leur vivant. Dans une 5ème procédure utilisant des modèles de tumeurs spontanées, certains animaux vigiles recevront un produit par gavage, 1 seule fois au cours de la procédure. Les autres ne subissent aucun geste technique de leur vivant.

Impact sur les animaux

Les greffes en sous-cutané peuvent induire des douleurs après incision cutanée et suture par agrafes pendant maximum 48h.Le développement des tumeurs en sous-cutané peut occasionnellement gêner la mobilité des animaux. Les greffes intra-cérébrales peuvent induire des douleurs dans les 48h suivant la procédure de chirurgie invasive et la possibilité de complication (infectieuse) de la plaie (évènement rare). Selon la localisation de la tumeur au niveau cérébral,des troubles de la motricité avec des difficultés à s’alimenter et donc une perte de poids peuvent apparaitre. Les nuisances attendues lors de l'administration des traitements (produits non douloureux) seront celles liées à l’injection intrapéritonéale ou au gavage (gène de courte durée).

Devenir

Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem

Remplacement

Au préalable à chaque étude préclinique chez la souris testant l’efficacité d’un traitement, nous réalisons des tests in vitro sur des lignées cellulaires issues des tumeurs rhabdoides nous permettant de sélectionner les molecules avec les effets les plus prometteurs pour passer ensuite chez l’animal. Il est nécessaire d’utiliser le modèle animal afin de reconstituer toutes les interactions entre tous les types cellulaires.Néanmoins, pour limiter l’utilisation des souris, nous développons également en parallèle des tumoroïdes ainsi que des organoïdes humains à partir de cellules souches. Ce qui permettrait de sélectionner les meilleurs candidats prometteurs pour une efficacité contre les cellules tumorales pour ensuite les évaluer sur les souris. Les modèles murins restent les modèles les plus performants pour identifier les cellules d’origine des tumeurs et permettre une description des étapes précoces de la transformation cancéreuse. A ces égards, ils ne restent qu’imparfaitement remplaçables par des modèles ex vivo.

Réduction

1.Greffes et tests sur ces greffes Avant chaque étude thérapeutique préclinique, des tests in vitro nous permettent de sélectionner les molécules à tester sur des lignées cellulaires de tumeurs rhabdoïdes. Nous limitons les expériences in vivo à celles pour lesquelles un rationnel in vitro est établi. - Le nombre de souris par groupe est ajusté au minimum pour des expériences de test d'efficacité de traitements afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante. Nous limiterons le nombre de souris greffées pour chaque modèle tumoral, mais en maximisant le nombre de modèles greffés afin de reproduire la diversité observée en essais cliniques chez l’homme. Chaque tumeur sera coupée en plusieurs échantillons afin de réaliser plusieurs analyses post-mortem sur la même tumeur pour permettre de réduire le nombre d’animaux utilisés. Cela permet également un suivi transversal des tumeurs et améliore la significativité des expériences. 2. Etudes de cellules neuronales génétiquement modifiées -Nous limiterons à 3 le nombre maximal de tumeurs obtenues après greffes de cellules issues de cerveaux de nos souris génétiquement modifiées. La procédure d’établissement des tumeurs ne sera pas poursuivie au-delà. - les cellules tumorales exprimeront des marqueurs bioluminescents pour être suivies au cours du temps par une caméra externe à la souris, permettant un suivi de la croissance tumorale en temps réel chez l’animal vivant, afin de limiter le nombre de mises à mort « à l’aveugle ». 3.Modèles transgéniques Pour les nouveaux modèles, le phénotype d’au moins 10 souris ayant le génotype d’intérêt devra être décrit. Si les premiers phénotypes sont très identiques, le nombre de souris étudiées ne dépassera pas 10. La caractérisation des tumeurs attendues dans ces génotypes nécessitera des analyses en histologie et biologie moléculaire ; chaque tumeur sera répartie en plusieurs morceaux pour permettre le plus grand nombre possible d’analyses par échantillon. Après description du phénotype, les lignées seront maintenues avec un génotype n’exposant pas à un phénotype dommageable

Raffinement

1.Greffes Dès que cela n’implique pas de stress ou de l’angoisse supplémentaire, une méthode d’anesthésie par voie gazeuse sera utilisée pour réaliser les gestes techniques nécessaires à l’expérimentation. De plus, des méthodes analgésiques seront appliquées avec l’utilisation d’analgésiants locaux ou généraux pendant l’opération et si besoin post-opératoire. Un gel oculaire serait utilisé pour prévenir le dessèchement de la cornée si l’anesthésie devait durer plus de 5 min. Le réveil de l’animal se fera sur tapis chauffant et sera surveillé par l’expérimentateur. Les animaux seront observés tous les jours jusqu’à ce qu’ils récupèrent de l’intervention, et leur état sera évalué selon la grille de score du SBEA. Pour les greffes sous-cutanées, la croissance tumorale sera mesurée à l’aide d’un pied à coulisse Les souris seront euthanasiées dès que des signes de dégradation clinique seront observés, tels que décrits dans la grille de score Pour les greffes intra-cérébrales : l’injection de cellules dans le cerveau exprimant une fluorescence que l’on peut quantifier par caméra externe à l’animal (marqueur bioluminescent) permettra de suivre la croissance tumorale par une méthode non invasive. Cette quantification par imagerie sera réalisée de 1 à 3 fois par semaine et sous anesthésie gazeuse. 2. Modèles transgéniques Afin d’aider les souris qui souffriraient de troubles de la mobilité empêchant d’accéder à la nourriture, nous veillerons à disposer dans les cages de l’aliment gélifié. L’animal peut être isolé si nécessaire afin d’éviter de mauvaises interactions avec d’autres animaux. Les animaux seront suivis grâce à la grille des scores définissant les points limites et donc la fin de l’expérience.

Choix des espèces

La souris est le modèle de prédilection pour les expériences menées en recherche en thérapeutique du cancer, en particulier pour sa parenté physiologique avec l’Homme. Ce modèle est utilisé dans de nombreuses études en cancérologie, notamment pour des expériences de greffes en sous-cutanée et orthotopiques afin de mettre au point des traitements dans les conditions d’un organisme vivant. Par ailleurs, les modèles murins génétiquement modifiés que nous prévoyons d’étudier sont pour certains déjà développés et bien caractérisés : nous savons qu’ils sont très adaptés mais qu’ils ne recouvrent pas toute la diversité moléculaire de la maladie humaine. Les modèles génétiquement modifiés à développer devraient offrir, selon nos hypothèses, un niveau de pertinence plus complet pour l’étude des divers sous-types de la maladie humaine, en ciblant des progéniteurs plus restreints. Les souris immunodéficientes et normales arriveront à l'animalerie âgées de 5 semaines. Après une période d'adaptation d’une semaine minimum à l'animalerie, les animaux seront alors utilisés à l'âge de 7 semaines de manière à favoriser la reproductibilité des résultats. Les animaux issus des lignées génétiquement modifiées seront observés de leur naissance jusqu’à l’âge adulte. Afin d’étudier à quels stades du développement embryonnaire les cellules commencent le processus de transformation cancéreuse, nous sacrifierons des femelles gestantes (pas de phénotype dommageable) et prélèverons les embryons à divers moments de la gestation (entre le 10eme et le 18eme jour post-fécondation) .

1 008 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance de modéré à sévère. Elles sont isolées pour mesurer leur consommation de sucre ou d'alcool, subissent des prélèvements sanguins répétés et une chirurgie induisant une douleur neuropathique, le porteur indiquant renoncer à tout antalgique pour ne pas fausser ses mesures. Le projet étudie les liens entre douleur, prise excessive de sucre ou d'alcool et addiction. Le porteur affirme que ce travail comportemental et moléculaire n'est possible que sur "l'animal entier".

Objectifs

Dans les pays développés, la consommation alimentaire semble être motivée par le plaisir plus que par le besoin de se nourrir. Ce phénomène, qui consiste à consommer un aliment pour son goût agréable (appétissant), apparaît préoccupant puisqu’il peut devenir la cause de maladies comme l’obésité. Les adaptations comportementales et cérébrales associées à ces troubles de l’alimentation pourraient partager des similitudes avec celles mises en place dans l’addiction à l'alcool. Notre programme de recherche vise à étudier la relation entre les prises excessives de nourriture appétissante et la consommation d'alcool. En particulier, l’apparition de douleur chez des patients souffrant d’addiction à l’alcool a été décrite mais n’est pas bien comprise. Nous faisons l’hypothèse que les troubles de l’alimentation pourraient jouer un rôle dans le développement de douleur, et nous étudions les mécanismes sous-jacents. Les objectifs sont donc dans un premier volet de (1) mesurer les réponsesà la douleur dans nos modèles, et d'effectuer des mesures du bien-être ; (2) caractériser les changements d’expression de gènes et de protéines dans le cerveau. Dans un deuxième volet, nous souhaitons (3) étudier les effets d’une douleur neuropathique sur la consommation de sucre ou d’alcool.

Bénéfices attendus

En identifiant les mécanismes physiologiques, notre recherche permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes centraux impliqués dans les troubles alimentaires et dans l’addiction en général, et en particulier dans le cadre de douleur neuropathique.

Procédures

-Prise de sang à 3 reprises lors du protocole de binge saccharose en PE1 (semaines 1, 4 et 8); Prélèvement sanguin, au maximum tous les 15j, après le début des régimes, en PE2, PE3 et PE5; -Chirurgie, PE5, Modèle douleur neuropathique, 1 fois pour chaque animal, suivi sur 8 semaines maximum

Impact sur les animaux

Nous utilisons des modèles de consommation excessive qui nécessitent l’isolement des animaux pour une précision des mesures. Nous surveillons les animaux quotidiennement. La prise de sang à 3 reprises lors du protocole de binge saccharose peut induire une douleur et un risque d'infection voir de nécrose. Un modèle de douleur neuropathique sera utilisé dans le deuxième volet de l’étude, pour lequel une chirurgie est effectuée sous anesthésie générale. Dans ce modèle, les souris présentent des seuils nociceptifs abaissés, qui sont aussi des symptômes de neuropathie observés en clinique. Cependant nous ne pouvons pas utiliser de moyens pharmacologiques pour réduire la souffrance des animaux car cela risquerait d’interférer avec les mécanismes que nous étudions.

Devenir

PE1 à PE5: Les animaux sont tous mis a mort ( lots détaillés dans chaque PE) pour prélèvements de tissus et analyses moléculaires

Remplacement

Dans la mesure où nos travaux portent sur la caractérisation comportementale et moléculaire d’une consommation excessive d’aliment ou d’alcool, ou d’une douleur, il n’est pas possible de recourir à un autre type de modèle d’étude qu’à celui de l’animal entier.

Réduction

Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux pour permettre des analyses statistiques pour l’analyse comportementale et l’analyse moléculaire. L’effectif est plus important pour l’expérience de neuropathie, pour prévenir des aléas expérimentaux ainsi qu'une éventuelle variabilité. Les expériences seront menées sur les deux sexes.

Raffinement

La surveillance des animaux est journalière (observation visuelle, suivi de l’aspect général et de la posture) et une pesée au minimum 2x/semaine est réalisée lors du suivi des consommations (sucre ou alcool), permettant de s’assurer du bien-être des souris. Les souris ont toujours le choix de consommation (sucre ou alcool) avec de l’eau. Les souris, habituées au dispositif expérimental avant le début des mesures, peuvent se soustraire à la stimulation nociceptive. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale. Le prélèvement sanguin est effectué sous analgésie locale. Un suivi spécifique à chaque procédure avec des points limites adaptés sera mis en place pour éviter toute souffrance éventuelle. Les procédures regroupent plusieurs tests comportementaux dont l'enchaînement est compatible avec le bien-être de l'animal, ce qui permet de réduire l’effectif. De plus, les animaux sont isolés dans des cages enrichies et en cages ouvertes ce qui permet les contacts olfactifs entre congénères et permet aux animaux de communiquer entre eux ce qui concourt à limiter l’impact du stress d’isolement.

Choix des espèces

Le modèle rongeur représente une alternative de choix pour la modélisation préclinique des troubles alimentaires et l’addiction. Sur un plan évolutif, les rongeurs, appartiennent au clade des mammifères le plus proche de celui des Primates. Nous choisissons de travailler avec la souris car nous pourrons ensuite étudier le rôle de gènes précis dans les adaptations observées, en utilisant des modèles de souris génétiquement modifiées Souris jeunes adultes (8 semaines en début de procédure). Le jeune adulte correspond à la période de vie de vulnérabilité accrue chez l’Homme vis-à-vis des troubles alimentaires et de la dépendance aux drogues.