Oncologie

1 415 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir une injection de virus, d'anti-œstrogènes ou d'un agent chimique cancérogène, puis passer en moyenne huit échographies hépatiques sous anesthésie avant une chirurgie abdominale terminale. Certaines reçoivent en plus une injection d'anticorps tous les trois jours pendant deux mois, ce qui peut provoquer des péritonites, ou une toxine déclenchant une hépatite. Toutes sont tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la nuisance principale déclarée étant le développement de tumeurs du foie pouvant conduire à une encéphalopathie mortelle. Le porteur annonce des pistes thérapeutiques pour un cancer au pronostic "sombre" et des cultures cellulaires qui réduiraient à terme le nombre de souris, alors que 1 415 animaux sont demandés maintenant.

Objectifs

Ce projet s’intéresse aux cancers du foie de l'adulte et de l'enfant qui reste un problème majeur de santé public. Chez l’adulte, il est la quatrième cause de morts liées au cancer dans le monde et son incidence ne cesse d’augmenter avec l’épidémie de diabète et d’obésité. Il touche plus particulièrement les hommes même si l’évolution des facteurs de risque modifie quelque peu les proportions homme/femme. Récemment, l’immunothérapie a donné des résultats intéressants mais une majorité des tumeurs ne répondent pas à ces traitements. L’objectif de ce projet est de comprendre comment une même mutation conduit au développement de deux types de tumeurs hépatiques. Notre projet consiste à caractériser ces deux types de tumeurs émergeant sur foie sain ou malades induits par des régimes riches en gras et en sucre afin de proposer de nouvelles pistes thérapeutiques et de comprendre pourquoi ces tumeurs sont résistantes aux immunothérapies. Notre objectif est aussi de développer des modèles de culture cellulaire tridimensionnelle pour tester de nouveaux médicaments tout en limitant le nombre de souris mais aussi de confirmer nos résultats chez la femelle, du fait du changement de proportions homme/femme touchés par la maladie. MODIFICATION : L’ajout d’un geste technique sur certains animaux pour étudier l'activité traductionnelle implique une modification du projet initial sans ajout d’animaux.

Bénéfices attendus

En aidant à la compréhension des mécanismes moléculaires, métaboliques et immunitaires de développement et de réponse aux traitement des cancers du foie, ce projet permettra d'identifier de nouvelles pistes thérapeutiques administrées seules ou à coupler aux traitements d'immunothérapie émergeant ces dernières années et de proposer des biomarqueurs diagnostiques et pronostiques pour ce cancer au pronostic toujours aussi sombre. Enfin, il permettra de disposer de nouveaux modèles in vitro qui pourront être utilisés pour prédire la réponse à ces nouvelles thérapies.

Procédures

1) En premier geste, les animaux pourront subir soit : a) une injection unique de virus sous anesthésie générale en 30 secondes b) une injection unique d'anti-oestrogènes sur animaux vigiles sous contention en 30 secondes c) une injection unique d'un agent chimique induisant des tumeurs du foie sur animaux vigiles sous contention en 30 secondes 2) En second geste, les animaux pourront subir: a) une échographie hépatique sous anesthésie générale pendant 10-25min tous les 15 jours (8 échographies en moyenne) b) une chirurgie abdominale terminale sous anesthésie générale et analgésie pendant 15min c) une injection d’anticorps ciblant le système immunitaire sur animaux vigiles sous contention tous les 3 jours en 30 secondes (pendant 2 mois maximum) d) une injection unique de toxine induisant une hépatite sur animaux vigiles sous contention en 30 secondes MODIFICATION 3) certains animaux pourront recevoir une injection d'antibiotique modifié permettant de mesurer l'activité de traduction, 4) Le dernier geste étant un prélèvement sanguin suite à une injection unique d’anesthésique sous contention sur animaux vigiles en 30 secondes.

Impact sur les animaux

Dans le cadre de ce projet, la nuisance principale est liée au développement de tumeurs hépatiques pouvant conduire à une encéphalopathie létale sans perte de poids. Les injections de virus adéno-associés et les échographies réalisées sous anesthésie peuvent entraîner un stress thermique et un inconfort au réveil. Les injections d'anti-oestrogènes, d'anticorps, d'antibiotique ou de toxine peuvent entraîner un stress lors de la contention et une douleur de courte durée lors de l‘introduction de l’aiguille. L'injection répétée d'anticorps peut conduire à des péritonites ou infections.

Devenir

L'ensemble des animaux de ce projet sera euthanasié pour analyse de leurs tissus hépatiques et de leurs tumeurs

Remplacement

Le foie est un organe composé de plusieurs types cellulaires. La transformation hépatocytaire requiert des interactions complexes avec le microenvironnement cellulaire mais aussi l’environnement métabolique et les autres organes pathologiques en cas d’obésité. L’usage exclusif de lignées cellulaires ne permet donc pas d’appréhender cette problématique dans sa globalité. Les lignées immortalisées perdent d'ailleurs beaucoup de leurs caractéristiques phénotypiques et métaboliques in vitro. C'est pourquoi il est crucial de travailler sur des modèles murins pertinents.

Réduction

Pour réduire le nombre d’animaux transgéniques, une technique innovante d'édition génique nous permet d'éviter la création de lignées et de n'injecter que les animaux d'expérimentation. 585 animaux sur les 1415 nécessaires nécessaires au projet suivront ce protocole. Nous suivrons le développement des tumeurs pour 200 animaux par échographie ce qui permet un suivi longitudinal du développement tumoral. Ce suivi évite d'euthanasier les animaux à l'aveugle. Les tests statistiques utilisés seront des tests permettant l’analyse d’échantillons de petites tailles. Le nombre d’animaux a été choisi grâce à notre expertise : le suivi échographique de 20 animaux par lot est nécessaire et suffisant pour générer des résultats statistiquement fiables. Pour les études à court terme, seuls 15 animaux par lot sont nécessaires. De plus, nous souhaitons mettre au point des cultures in vitro de tumeurs murines pertinentes pour les cancers du foie qui nous permettront à terme de tester de nouvelles drogues anti-tumorales et ainsi de ne tester chez l’animal que les molécules préalablement efficaces sur ces cultures. Récemment, nous avons développé un nouveau modèle de cancer basé sur l'édition génique qui permet de générer moins d'animaux.

Raffinement

Nous suivrons le développement des tumeurs en échographies, ce qui permet un suivi longitudinal du développement tumoral. Ce suivi évite la souffrance due à un développement tumoral important (raffinement). Nous connaissons les phases possiblement délétères après invalidation génique, et les procédures se dérouleront avec une surveillance adaptée. Les injections stressantes et échographie seront réalisées sous anesthésie générale et les animaux mis sur tapis chauffant après anesthésie. Pour réduire le stress au quotidien, le milieu est enrichi par des cotons compactés, des tunnels en carton et des maisonnettes suspendues et les animaux hébergés à raison de 5 animaux par cage au maximum. Dans la fenêtre de temps où le phénotype délétère lié à l'activation de la beta-caténine peut avoir lieu, un suivi accru sera mis en place. Au cours du suivi échographique, si les points limites sont atteints, les animaux seront immédiatement euthanasiés. Au cours de ce suivi, l'euthanasie des animaux ayant atteint le point limite peut conduire à des animaux isolés dans les cages pour lesquels un suivi accru sera mis en place et le milieu enrichi (nids, tunnels, bois à ronger).

Choix des espèces

Pour ce projet l’espèce animale choisie est la souris. Ce choix est lié : 1) A notre expertise pour l’étude, l’utilisation et le développement de modèles murins. 2) A la possibilité de réaliser des manipulations génétiques de façon aisée dans cette espèce pour reproduire les mutations observées dans les cancers du foie humains. Un modèle de carcinogenèse chimique nécessite des souriceaux de 14 jours puisque c'est en injectant à cet âge que les tumeurs se développent . Pour les autres modèles, des souris adultes âgées de deux mois seront utilisées afin que le cancer se développe à partir d'une cellule mature.

352 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie de quinze à vingt minutes pour recevoir des cellules cancéreuses humaines directement dans le pancréas, puis des injections cinq fois par semaine, un gavage quotidien pendant 28 jours et un suivi tumoral hebdomadaire par échographie. Le porteur indique que le gavage peut enflammer l'œsophage et que la chimiothérapie provoque faiblesse et perte de poids importante. Il affirme avoir besoin d'un organisme complet parce que les cultures cellulaires ne reproduisent ni la structure du pancréas, ni la circulation sanguine, ni les interactions avec le système immunitaire, système immunitaire que les souris choisies n'ont justement pas.

Objectifs

Le cancer du pancréas représente un enjeu majeur de santé publique, avec environ 10 000 nouveaux cas recensés chaque année en France. À l’échelle mondiale, son incidence varie entre 1 et 10 cas pour 100 000 habitants. D’ici 2030, il est prévu que ce cancer devienne la deuxième cause de mortalité par cancer dans le monde. Le but principal de ce projet est de tester l’efficacité d’un nouveau traitement contre le cancer du pancréas. Pour cela, nous utilisons un modèle qui reproduit au mieux ce qui se passe chez l’être humain, notamment l’environnement autour de la tumeur, qui joue un rôle essentiel dans l’évolution de la maladie et dans la résistance aux traitements. Si le traitement s’avère efficace, nous chercherons ensuite à comprendre comment il agit. Nous analyserons la façon dont il modifie les échanges entre les cellules cancéreuses et leur environnement, ainsi que les mécanismes qui contrôlent la croissance des tumeurs, leur survie et leur résistance aux thérapies. Cette étude nous aidera aussi à repérer des marqueurs biologiques pouvant prédire la réponse au traitement, ce qui sera très utile pour adapter de futures stratégies thérapeutiques chez l’être humain.

Bénéfices attendus

Le cancer du pancréas est l’un des cancers les plus graves et les plus difficiles à traiter, car il résiste souvent aux thérapies utilisées aujourd’hui. C’est pourquoi il est essentiel de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans ce projet, nous testons un nouveau traitement ciblé, c’est-à-dire un médicament conçu pour bloquer des mécanismes précis utilisés par les cellules cancéreuses pour se développer et résister. Nous l’évaluons seul, mais aussi en association avec une chimiothérapie classique et/ou un médicament innovant qui bloque une voie très active dans ce type de cancer. Ce choix s’appuie sur les résultats déjà encourageants d’un essai clinique en cours chez des patients atteints de cancer du pancréas. En menant cette recherche, nous espérons mieux comprendre comment ce nouveau traitement agit sur les cellules cancéreuses et leur environnement immédiat (les cellules qui entourent et soutiennent la tumeur). Nous chercherons aussi à identifier dans quelles conditions il est le plus efficace, et comment ses effets peuvent être optimisés en association avec d’autres médicaments. À terme, ces travaux devraient permettre de concevoir des traitements plus performants et mieux adaptés, offrant de nouvelles options thérapeutiques aux personnes atteintes de ce cancer particulièrement agressif.

Procédures

Les animaux seront soumis à différents types injections 5x/semaine lors des administrations thérapeutiques ainsi qu'une procédure chirurgicale permettant d’accéder au pancréas. Chaque souris sera soumise à des injections pour l'administration d'analgésique. Chacune des injections dure moins d'1 minute. La durée de la chirurgie est estimée à 15 et 20 minutes par animal. En complément, les souris recevront un gavage oral quotidien pour l’administration de certains traitements durant 28 jours. Les souris subiront différentes manipulations chaque semaine pour des pesées, le suivi de la croissance tumorale par échographie mais également une procédure de chirurgie permettant d'injecter des cellules cancéreuse directement dans le pancréas. Ces manipulations peuvent entrainer du stress durant le temps des contentions ainsi que pour l'anesthésie (endormissement et réveil) lors de la chirurgie.

Impact sur les animaux

L'anesthésie des animaux peut entrainer une détresse légère et une courte hypothermie. La chirurgie peut entrainer une douleur modérée mais prolongée. Les piqures et contentions peuvent entrainer un stress physique et une douleur légère inférieure à 1 minute. Le développement des tumeurs peut, à un stade avancé (plus de trois semaines après l’injection), perturber le fonctionnement normal des organes et entraîner une perte de poids. La chimiothérapie peut aussi provoquer une faiblesse générale et une perte de poids importante. Le traitement ciblé est administré trois fois par semaine pendant 3 semaines, tandis que la chimiothérapie est donnée deux fois par semaines également durant 3 semaines. Un autre traitement expérimental par gavage (donné le traitement par la bouche) est donné chaque jour pendant 28 jours. Le gavage peut provoquer une inflammation de l’œsophage pour les animaux. Dans ce modèle, le cancer ne se propage pas à d’autres organes.

Devenir

L’ensemble des animaux étant soumis à la chirurgie seront mis à mort car notre projet nécessite le prélèvement d’organes pour analyse.

Remplacement

Nos recherches étudient comment les cellules du pancréas et d’autres tissus interagissent entre elles. Pour cela, nous avons besoin d’un modèle vivant complet et ne pouvons pas nous contenter de cultures cellulaires en laboratoire. Notre protéine joue un rôle important dans la communication entre cellules et dans la façon dont elles s’adaptent et se modifient. Les expériences sur cellules seules, ne permettent pas de reproduire correctement la structure du pancréas, la circulation sanguine, l’apport en nutriments et en oxygène, ni les interactions avec le système immunitaire et les tissus environnants.

Réduction

Le nombre de groupes et l’effectif de chaque groupe d’animaux ont été réduits au maximum, en se basant sur la littérature et l’utilisation de tests statistiques. Dans un premier temps, plusieurs conditions de prise tumorale seront testées, mais seules les combinaisons qui montrent une vraie prise tumorale (plus de 80 %) seront retenues pour les étapes suivantes. Les observations sur la croissance des tumeurs et la survie des animaux seront analysées avec des méthodes statistiques appropriées, avec des groupes d’environ 10 souris chacun. Les tests utilisés permettent de vérifier si les traitements ont un effet réel sur les tumeurs.

Raffinement

Avant chaque expérience, les souris sont progressivement habituées à la présence des expérimentateurs, avec quelques contacts pendant leur période d’acclimatation, afin de réduire leur stress. Tout au long de l’étude, elles sont surveillées régulièrement grâce à un suivi précis pour détecter tout signe de mal-être ou de perte de poids avec également un suivi de la croissance tumoral à l'aide d'imagerie par echographie. Les interventions chirurgicales et les injections se font sous anesthésie et avec des médicaments pour limiter la douleur. Le personnel qui manipule les animaux est formé et veille à réduire le temps de manipulation pour minimiser le stress. Des mesures de confort sont mises en place : éléments de nidification supplémentaires, tapis chauffant pendant l’anesthésie, nourriture semi-liquide en cas de perte de poids, gel protecteur pour les yeux, et enrichissement des cages après les injections. Les souris, qui ont un système immunitaire affaibli, sont hébergées dans des conditions très propres pour éviter les infections, en petits groupes dans des cages ventilées.

Choix des espèces

Le modèle murin est compatible avec une étude en laboratoire en raison de sa petite taille, de sa manipulation aisée et des nombreux outils destinés à l'analyse des tissus. Le modèle de sourisutilisé est capable de générer des tumeurs pancréatiques dans 100 % des animaux. Il récapitule les aspects génétiques, moléculaires et micro-environnementaux liés à l’évolution de la maladie humaine. Le modèle de souris immunodéficientes (= avec un système immunitaire incomplet) est nécessaire à la réalisation de cette étude, en effet, les cellules injectées dans le pancréas étant d’origines humaines, il faut nécessairement utiliser ce type de souris afin que les cellules injectées ne soient pas rejetées par l’organisme, ce qui empêcherait la prise tumorale. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 8 à 12 semaines. A ces âges, les animaux présentent des caractéristiques adultes avec un pancréas développé et fonctionnel et sont réceptifs à la prise tumorale. Les souris utilisées seront de sexe mâles et femelles.

1 467 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, certaines passant cinq jours seules en cage de mesure du métabolisme et recevant sept micro-prélèvements de sang par test. Nourries dès la gestation de leur mère avec un régime imitant l'alimentation ultra-transformée et additionné de polluants, elles subissent des tests d'anxiété et de mémoire, puis un faisceau infrarouge appliqué quatre fois trente secondes sur la patte, répété après l'injection d'un composé qui la fait rougir et gonfler. Le porteur annonce une prise de poids, des désordres métaboliques et des symptômes rappelant le diabète. Le modèle informatique de prédiction et les nouvelles réglementations alimentaires espérés restent à moyen et long terme, quand l'exposition aux polluants commence, elle, dès la vie intra-utérine.

Objectifs

Les plastiques présents dans notre environnement représentent une source inquiétante de pollution. Les micro et nanoparticules issues de l'abrasion des plastiques transportent des substances chimiques polluantes qui se diffusent dans les tissus biologiques. Les aliments ultra-transformés, quant à eux, présentent non seulement une composition déséquilibrée (teneurs élevées en sel, sucres raffinés et graisses saturées), mais contiennent également un nombre important de substances chimiques nocives, ajoutées ou formées lors de la transformation industrielle. Les substances chimiques présentes dans les aliments ultra-transformés s'ajoutent aux polluants provenant des particules de plastiques. La consommation d'aliments ultra-transformés représente plus de 60 % des calories consommées dans certaines régions d'Europe. Dans une étude récente de notre groupe, où des hommes ont été exposés à une alimentation ultra-transformée, nous avons découvert que cette consommation dégrade l'humeur, altère la fonction reproductive et la sécrétion d’hormone par le cerveau. Dans cette même étude, nous avons observé que la consommation d’une alimentation ultra-transformée pouvait engendrer un taux de polluants élevés dans le sang. Nous émettons donc l'hypothèse que la consommation d'aliments ultra-transformés détériore les fonctions cérébrales par l'action de polluants chimiques associés. Les résultats de cette première étude chez l’Homme ont servi de base à l’élaboration de ce projet, dans lequel une nourriture présentant les caractéristiques d’une alimentation ultra-transformée telle qu’elle peut être trouvée chez l’Homme additionnée de polluants candidats sera administrée à des souris jeunes et adultes afin de déterminer leurs effets sur le fonctionnement du cerveau et le comportement.

Bénéfices attendus

A moyen terme, nous souhaitons créer un modèle informatique qui permettra de prédire les effets des additifs et polluants sur la fonction et la santé du cerveau. Le bénéfice attendu à long terme est de participer à fournir les preuves scientifiques nécessaires à l'établissement de nouvelles réglementations pour l'industrie alimentaire et les décideurs politiques.

Procédures

La moitié des animaux est exposée à un régime de type ultra-transformé (riche en graisse, sucre et sels, pauvre en fibres) pendant un minimum de 8 ou 16 semaines. - Les animaux du groupe dont le métabolisme énergétique est analysé sont hébergés individuellement pour une durée maximum de 5 jours. Pour la détermination de leur composition corporelle, ils sont placés dans le tube d’analyse de l’appareil pendant quelques minutes. - Le groupe d’animaux sur lequel les analyses comportementales sont réalisées effectue un test de quelques minutes par jour pendant trois jour (tests d’anxiété). Le test de mémoire consiste en 5 jours d’entrainement (4 x 10 minutes par jour) et un jour de test (quelque minutes). - Le groupe d’animaux subissant les tests métaboliques reçoit une injection (15 secondes) et 7 micro-prélèvements de sang (environ 30 secondes par geste) pour chacun des 2 tests réalisés. Pour la réalisation de ces tests, la nourriture est retirée pendant 6h ou 15h (selon le test) avant le début des expériences. Pour le test de sensibilité thermique cutanée, les animaux sont placés dans une enceinte individuelle puis soumis à un faisceau lumineux infrarouge entraînant une augmentation ponctuelle de la température de la peau au niveau de la patte (30 secondes x 4 ; répété après l’injection d'un composé inflammatoire (30 secondes).

Impact sur les animaux

Les animaux soumis à un régime de type ultra-transformé (riche en graisse, sucre et sels, pauvre en fibres) sur une longue période peuvent présenter une prise de poids plus importantes que les animaux soumis à un régime standard, ainsi que des symptômes rappelant le diabète (désordres métaboliques, troubles du comportement alimentaire, anxiété). L’analyse du métabolisme requiert que certains animaux soient hébergés individuellement pour une durée maximum de 5 jours, pouvant générer un stress. Pour la détermination de la composition corporelle des animaux, ils sont placés dans le tube d’analyse de l’appareil pendant quelques minutes, pouvant générer un stress. Pour les tests métaboliques, une douleur légère de courte durée associée aux injections et aux micro-prélèvements de sang est attendue. Les analyses comportementales peuvent stresser les animaux. Celles-ci sont de courte durée (quelques minutes pour chaque test). Pour le test de sensibilité, les animaux sont placés dans une enceinte individuelle puis soumis à un faisceau lumineux infrarouge entraînant une augmentation de la température de la peau au niveau de la patte (30 secondes x 4 ; répété après l’injection d'un composé entraînant une rougeur et un gonflement au niveau de la patte).

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à l’issue des procédures afin de collecter les tissus et organes pour analyses biologiques.

Remplacement

Les études impliquant l’analyse des effets de la nutrition sur l’organisme nécessitent l’utilisation d’un modèle animal, plusieurs tissus et systèmes intégrés étant affectés et interragissant au cours de la réponse (cerveau, foie, graisse, système immunitaire). A ce jour il est impossible de récréer ces conditions sans l'utilisation d'un organisme vivant. Cependant l’objectif de notre étude est de collecter suffisamment de données afin de créer un modèle informatique pouvant prédire l'effet des polluants qui devrait permettre l’utilisation de moins d’animaux à l’avenir.

Réduction

Le nombre de souris a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l’obtention de résultats statistiquement exploitables. Pour estimer le nombre d'animaux utilisés, nous avons utilisé un logiciel de calcul de taille d'échantillon. Chaque fois que cela est possible nous utiliserons un groupe de souris contrôles commun à plusieurs séries d'études. Nous optimiserons également la collecte de tissus postmortem à l’issue de chaque procédure afin de créer une « bibliothèque d’échantillons » pouvant être utilisés pour de futures analyses.

Raffinement

Avant le début de l’étude, les souris sont acclimatées au cycle de lumière inversée (allumage de 19h à 7h ; obscurité de 7h à 19h) pendant 2 semaines, cela permet de se conformer au cycle normal des animaux, les souris étant actives pendant la phase nocturne. Une lumière rouge, invisible pour les souris, est utilisée pour visiter les animaux. La température est maintenue à 26°C, proche de la zone de thermoneutralité des souris et facilitant la régulation de leur température corporelle. Elles seront également habituées à être manipulées pendant cette période, pour réduire toute forme de stress par la suite. Les polluants seront administrés aux animaux incorporés dans une gelose et au travers d’une administration orale volontaire, qui aura fait l’objet d’un entraînement préléalable. Les cages utilisées pour analyser la calorimétrie permettent aux animaux de conserver un contact visuel et olfactif et sont équipées de façon à fournir des occasions accrues d’interaction avec l’environnement (litière, mangeoire, biberon et maisonnette suspendus, roue) afin de compenser le fait que les animaux doivent être hébergés seuls pendant ce laps de temps. Pour le test de préférence au sucrose, une cage avec lecteur de puces (permettant d'indentifier individuellement les souris) permet d’héberger les animaux en groupe. Les prélèvements sanguins effectués en fin d’étude seront réalisés sous anesthésie. Pour les tests métaboliques, les animaux sont mises au calme dans la salle 1h avant le début de l'expérimentation. En cas d'hypoglycémie sévère pendant un test, du glucose est injecté et le test est immédiatement arrêté. Dans les tests de sensibilité cutanée, l‘animal échappe lui-même à la douleur en retirant sa patte. Dans tous les cas, la patte de l‘animal n‘est jamais exposée plus de 30 secondes à la chaleur. Cette exposition n‘entraîne aucune brulure ni lésion tissulaire. Des points limites ont été définis et seront appliqués afin de limiter la douleur et l’angoisse des animaux au minimum.

Choix des espèces

La souris est un modèle de référence dans les études métaboliques, nous pouvons donc bénéficier d’un grand nombre de ressources et de données préliminaires existantes. Les animaux seront exposés aux régimes et polluants pendant la gestation de la mère, pendant l'allaitement et après le sevrage jusqu’à l’âge adulte afin de récréer au mieux les conditions d’une exposition tout au long de la vie et en particulier l’exposition à un très jeune âge. Les tests (comportementaux, métaboliques, physiologiques) seront eux tous réalisés sur des animaux adultes (à l'âge de 8 ou 16 semaines).

Immunodéficientes pour accepter la greffe de cellules humaines tumorales et immunitaires, 205 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles subissent d'abord une chirurgie sous anesthésie, puis une semaine plus tard l'injection des cellules humaines, puis une injection de Rose Bengale dans la tumeur suivie d'une illumination de dix minutes, une immunothérapie hebdomadaire et un prélèvement sanguin par semaine. La croissance des tumeurs est suivie au pied à coulisse sur animal vigile ou par imagerie sous anesthésie. Le porteur écrit que la maîtrise de la douleur implique pour les animaux de ne pas en subir, et annonce par ailleurs que chez les groupes témoins la tumeur continuera de croître jusqu'au point limite critique.

Objectifs

Le mélanome est un cancer agressif fortement immunogène dont l’incidence et la mortalité demeurent inquiétantes. Le traitement de 1ère intention repose sur des immunothérapies et des thérapies ciblées. Cependant certains patients échappent au traitement. La thérapie photodynamique (PDT), utilisée de manière courante en dermatologie, consiste en l’illumination de cellules tumorales préalablement photosensibilisées par un agent pharmacologique. En présence d’oxygène, et suite à une exposition à une lumière appropriée, l’agent photosensibilisateur (PS) génère des espèces réactives de l’oxygène responsables de la mort tumorale associée à une réponse immunologique permettant d’accentuer l’effet antitumoral de la PDT. La PDT antitumorale émerge comme une nouvelle modalité de traitement efficace avec un nombre croissant d’essais cliniques de faisabilité sur divers modèles d’études dont le mélanome. Le Rose Bengale (RB) est un PS déjà employé en clinique, mais pour de la PDT, or il est un bon candidat pour des lésions cutanées comme le mélanome. Notre projet vise donc à tester l’efficacité in-vivo de la PDT au Rose Bengale dans le mélanome ; à vérifier l’effet immunogène de ce traitement dans un modèle simple et grâce à un modèle à deux tumeurs pour estimer le potentiel abscopal (à distance de la lésion traitée) du traitement. Le positionnement de la PDT dans la stratégie de traitement sera également estimé en associant la PDT-RB à une immunothérapie spécifique ou sur un modèle de cellules résistantes aux thérapies ciblées.

Bénéfices attendus

Il s'agit pour nous d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements dirigés contre le mélanome humain. Les paramètres de PDT-RB testés auront préalablement été sélectionnés sur un ensemble d'expériences réalisées sur les modèles cellulaires en laboratoire. Il s'agira donc de confirmer l'efficacité de la PDT-RB dans le cadre d'un être vivant complet humanisé. Le bénéfice à long terme sera de pouvoir mettre sur le marché de un nouveau traitement, de le positionner dans la stratégie thérapeutique et ainsi d'aider dans la lutte contre le mélanome. L'analyse de l'importance de la réponse immunitaire sur leur mode d'action fait que ces futurs traitements pourraient s'intégrer dans des programmes adaptés à chaque patient au bénéfice d'une médecine personnalisée.

Procédures

Toutes les procédures ont en commun la mise en place du modèle et pour cela les animaux subiront une chirurgie sous anesthésie générale (10 min entre l’endormissement et le réveil). La cicatrice pourrait également être l'objet de démangeaison légère sur les 5 premiers jours. Une semaine après, les animaux subiront l’injection de cellules humaines à la fois immunitaires et tumorales, ce qui pourrait engendrer un léger stress de courte durée. Le modèle en place permettra de tester les traitements. Pour la PDT, les animaux auront une injection intratumorale du Rose Bengale (RB) et seront illuminées (extracorporel) 2h après l'injection pendant 10 min. L'injection pourra être la source d'un stress léger de courte durée. L’immunothérapie sera ajoutée par une injection qui sera répétée toutes les semaines (1 fois par semaine); là encore un stress legéer de courte durée pourrait etre generé à chaque injection. Pour le suivi immunologique, un prélèvement de sang sera réalisé préalablement à tout traitement, puis une fois par semaine. Chaque prélèvement pourra être source d'un stress léger de courte durée. Le suivi de la croissance se fera par 2 méthodes. Il s'agira, soit d’utiliser les propriétés du modèle cellulaire qui exprime une enzyme responsable de la création de lumière et de faire un suivi par imagerie. Ce dernier nécessite l’endormissement sous anesthésie gazeuse des animaux, puis l’injection du substrat lumineux. Soit, d'utiliser un modèle n’exprimant pas l’enzyme responsable de la création de lumière et la mesure de la croissance tumorale se fera au moyen d’un pied à coulisse sur animal vigile (contention et mesures) ; toutes les souris auront également le suivi régulier de la croissance par le pied à coulisse.La contention et l'injection du produit d'illumination, de même qu eles anesthésie pourraient être la source d'un stress léger de courte durée mais répété. En fin de protocole, l’ensemble des animaux sera mis à mort, le sang, la tumeur et les organes vitaux seront récupérés pour analyses complémentaires.

Impact sur les animaux

La maîtrise de la douleur et le respect des règles éthiques implique pour les animaux de ne pas subir de douleur. Néanmoins, la procédure expérimentale engendrera inévitablement un stress , là encore, il sera réduit au strict minimum par divers leviers (visite et manipulations régulières, anesthésies gazeuses préalables). L'emplacement des tumeurs est étudié pour ne gêner en rien la locomotion ou l'alimentation des animaux.

Devenir

Tous les animaux auront reçu l'injection d'une masse tumorale suivie ou non d'un traitement expérimental. Selon l'efficacité des traitements, la croissance de la tumeur sera ralentie voire disparaitra, dans le cas contraire et pour les groupes témoins, la tumeur continuera de croitre jusqu'au point limite critique pour son bien-être. Nous pouvons ajouter également que pour des raisons scientifiques, nous devons procéder à la récupération des tissus (sang, tumeur, organes vitaux) qui nous serviront à confirmer l'efficacité du traitement et confirmer son mode d'action. L'ensemble de ces nécessités, éthiques et scientifiques, justifient la mise à mort des animaux en fin de procédure.

Remplacement

Notre objectif est de tester de l’efficacité anti tumorale de notre thérapie (qui de plus est immuno-activatrice) seule ou en combinaison avec des immunothérapies (réduction des mécanismes immunorégulateurs). Des travaux préalables ont été réalisés sur les modèles de lignées cellulaires. Ces résultats mettent en évidence la faisabilité du projet au travers de la validation de l'application de notre thérapie et/ou des immunothérapies in-vitro; dont plusieurs paramètres ont été ainsi fixés. Cependant, s'agissant de développer une nouvelle approche thérapeutique, il est primordial que celle-ci soit également évaluée dans un système physiologique complet, en ce sens un modèle in-vivo est le plus adéquat, voire nécessaire. Le suivi par bioluminecence permet de diminuer le nombre d'animaux, néanmoins, une validation de l'efficacité nécessite d'emblée que plusieurs groupes expérimentaux soient présents, notamment les groupes contrôles, non traités, et traitement unique ou traitement combiné de manière à limiter quantitativement les expérimentations. Dans la mesure où la modélisation expérimentale cellulaire ou in-silico est trop imparfaite, ce type de modèle demeure indispensable à la validation de ces futurs traitements.

Réduction

Grâce à notre experience nous bénéficions de protocoles déjà approuvés ce qui permet de ne pas avoir à faire de mise au point. L'ensemble des animaux ne servira uniquement que pour l'étude de l'effet des traitements. Néanmoins, dans un souci de conservation de la fiabilité des résultats et pour ainsi éviter d'avoir à refaire les expériences, nous réaliserons des groupes d'étude suffisamment solides d'un point de vue biostatistique (validé grâce à un outil d'évaluation en ligne). Ainsi, pour des modèles humanisés des groupes de 5 souris pour 5 reconstitutions seront suffisants. Le suivi de croissance tumorale se fera de manière externe sans nécessité de recours à une dissection, permettant ainsi un suivi longitudinal optimisé sans mise à mort. Enfin, il s'agira de ne tester que les molécules déjà présélectionnées pour leur efficacité dans les modèles précliniques in-vitro.

Raffinement

Nous avons cherché à optimiser l'expérimentation en mettant en place une méthodologie d'étude courte et efficace : suivi de tumeur sur un temps limité (4 semaines maximum), tout en minimisant les douleurs ou détresse. Nous avons ainsi choisi des modèles de souris dont nous connaissons les comportements et la capacité de prise de greffe. Les animaux plus jeunes, seront manipulés régulièrement et ainsi habitués en vue d'une réduction du stress. En cours d'expérimentation, nous avons choisi de faire les greffes tumorales uniquement sous-cutané (au flanc arrière) de manière à ne gêner en rien la vie de l'animal (locomotion, alimentation), le suivi sera ainsi facilité par mesure manuelle externe sur animal vigile (mesure au pied à coulisse), ou grâce à un système d'imagerie par bioluminescence (l'animal sera alors sous anesthésie dans l'appareil à +37°C). Aucune mesure invasive ne sera ainsi faite. Enfin, l'étude préalable du nombre d'animaux strictement nécessaires, nous permettra d'obtenir des résultats en quantité suffisante pour ne pas avoir à réitérer des lots expérimentaux.

Choix des espèces

Les souris sont des petits rongeurs qui permettent de réaliser des groupes cohérents et limités pour l'étude efficace des effets des molécules thérapeutiques testées en faible quantité. Nous utilisons des souris immunodéficientes pour permettre la xenogreffe de cellules humaines (tumorales et immunitaires).