Système immunitaire

100 souris et 12 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souris reçoivent des injections, portent une capsule fixée sur le dos et sont infestées par des tiques, les lapins étant utilisés pour produire du sérum, avant mise à mort pour prélever le sang et les organes. Le porteur indique que l'alimentation des tiques provoque un inconfort modéré et que la pose des capsules a été optimisée pour le limiter. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la réponse immunitaire de la souris à une vaccination anti-microbiote de tique.

Objectifs

L'implication du microbiote (bactéries symbiotique de la tique) de la tique dans la survie des tiques et dans la transmission des agents pathogènes transmis par ces dernières a déjà été signalée pour différentes espèces de tiques. Ces preuves renforcent le fort potentiel du microbiote des tiques en tant que cible pour le développement de stratégies de contrôle. Il est prouvé que la présence de certaines espèces de ces bactéries (symbiotes) favorise l'établissement d’agents pathogènes chez les tiques, alors que la présence d'autres espèces de bactéries a été associée à l'absence d’agents pathogènes chez la tique. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce projet de recherche est de cibler deux types de bactéries symbiotiques pour évaluer les effets de la vaccination de souris par ces bactéries sur la composition du microbiote de la tique, sur l'limentation et la survie de tique et enfin sur l'acquisition d'un agent pathogène par la tique.

Bénéfices attendus

Les tiques transmettent des maladies graves à l'homme et aux animaux. Cependant, la lutte contre les tiques repose uniquement sur les acaricides, qui peuvent contaminer l'environnement et les produits d'origine animale (par exemple, le lait et la viande) consommés par l'homme. En outre, les acaricides peuvent sélectionner des populations de tiques résistantes. Malgré la gravité des maladies transmises par les tiques, la prévention repose uniquement sur l'évitement des piqûres de tiques. Les tiques abritent une communauté de microbes (microbiote) comme les autres animaux. Chez les tiques, le microbiote joue un rôle dans la survie et le développement des tiques ainsi que dans leur capacité à transmettre des agents pathogènes. Ce projet vise à développer une stratégie plus sûre de lutte contre les tiques, basée sur des vaccins anti-microbiote de tique utilisés chez la souris.

Procédures

Souris animaux vigiles : 2 injections et 3 prélèvements. Pose de capsule sur le dos des souris. Infestation avec tiques Lapins = Animaux vigiles : 2 injections et 2 prélèvements.

Impact sur les animaux

Chez les souris, l’alimentation des tiques induit un inconfort modéré. De plus, les souris peuvent simplement se sentir mal à l'aise lorsque la capsule est placée sur leur dos. Cependant, le placement des capsules sur le dos de l'animal a été optimisé pour minimiser l'inconfort chez l'animal et maximiser les résultats expérimentaux. Pas de symptômes attendus suite à l'inoculation des agents pathogènes mais surveillance quotidienne des animaux (souris et lapins).

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour récupération du sang total et des organes.

Remplacement

Ce projet vise à nourrir des tiques sur des souris préalablement immunisées avec des bactéries non pathogènes afin d'évaluer les effets sur la composition du microbiote de la tique, l'alimentation/survie de la tique et l'acquisition d'une bactérie pathogène (Rickettsia) par la tique. Il n'existe pas de modèle in vitro pour remplacer la réponse immunitaire des souris à une infection bactérienne afin d'analyser les effets sur le microbiote des tiques et la colonisation des pathogènes. Afin de disposer d'un plus grand volume de sérums pour des études supplémentaires in vitro, nous immuniserons également des lapins, évitant ainsi l'utilisation de souris supplémentaires. Dans le cadre de ce projet nous ne cherchons pas à simplement infecter des tiques par des bactéries, nous avons besoin d’évaluer l’efficacité d’une vaccination chez la souris avec deux bactéries sur le gorgement/survie et capacité à s’infecter des tiques. Il existe des systèmes de gorgement et d’infection artificielle des tiques mais ces systèmes ne permettent pas d’évaluer la réponse immunitaire des souris suite à une vaccination. La production/cultures des bactéries est par ailleurs réalisée par culture cellulaire in vitro.

Réduction

Chaque souris peut nourrir au maximum 30 tiques. Mais par souris entre 20-25 tiques vont se détacher sans faire un repas complet ou mourir donc nous obtiendrons 5-10 tiques gorgées par souris donc il faut prévoir 5 souris pour groupe pour obtenir 25-50 tiques gorgées par groupe au total, nombre nécessaire à nos analyses. Le nombre d'animaux a été comptabilisé pour être le nombre minimal d'animaux nécessaire pour obtenir le nombre de tiques gorgées nécessaires à nos analyses. Nous avons comptabilisé le nombre minimal de lapin nécessaire à l’obtention du volume necessaire de serum pour nos futures experimentations in vitro. Pour nos expérimentations futures in vitro, nous avons besoin durant les 5 années du projet d’un volume total de 60ml de sérums de lapins immunisé pour chaque bactérie (deux bactéries) et le même volume pour chaque lapin contrôle (deux contrôles). Nous avons donc estimé avoir besoin de 3 lapins par groupe (environ 20ml de sérum pouvant être récupéré par Lapin) soit un total de 12 lapins sur les 5 ans du projet.

Raffinement

Les souris seront hébergées par lot de 3 dans leurs conditions classiques avec l’enrichissement nécessaire à leur bien-être (carré de coton, maison en plastique pour les souris). Il n’y a aucune souffrance attendue suite à l’infection par les bactéries lors des immunisations, les infections sont asymptomatiques chez les souris et les lapins. Pas de points limites dans ces conditions. Cependant, après inoculation des agents pathogènes, l’état clinique des animaux (état général) sera contrôlé chaque jour, pour arrêter l'expérience si nécessaire par mise à mort des animaux. Les animaux seront mis à mort en cas de déshydratation ou signes neurologiques (début de paralysie notamment). Nous n'attendons donc pas de symptômes importants tels que des paralysies chez les souris, mais nous suivrons les animaux tous les jours afin de contrôler l'apparition de symptômes éventuels. Lorsque les souris auront des capsules sur le dos avec des tiques, elles devront être hébergées en cage individuelle, en effet les souris sont capables d'enlever les capsules du dos des autres souris et de manger les tiques. Mais ces souris seront hébergées dans les conditions classiques avec l'enrichissement nécessaire à leur bien être en augmentant le nombre de carré de coton et même si elles sont seules elles pourront voir les autres souris des cages d'à côté. Pour les lapins, à leur arrivée, les animaux seront hébergés dans des cages munies d’une plateforme de repos avec l’enrichissement nécessaire à leur bien-être (balles, branches en bois pour les dents et branches végétales). Les lapins seront observés quotidiennement pendant toute l'expérimentation. Comme les lapins sont des animaux très sensibles à la manipulation, ils seront quotidiennement contrôlés et manipulés par les animaliers et l’expérimentateur pour les habituer à leur présence et aux manipulations.

Choix des espèces

Les 3 lignées de souris ont été sélectionnées car elles sont les plus sensibles aux agents pathogènes (bactéries notamment) transmis par les tiques. Lapin blanc de Nouvelle-Zélande car ce sont les animaux les plus appropriés pour obtenir un grand volume de sérum vacciné en une seule expérience et permettra d'obtenir suffisamment d'anticorps spécifiques contre les bacteries à l'étude. De plus ils ne peuvent pas être utilisés pour infecter des souris car ils ne développement pas de bactériemie suffisante. Souris 7-8 semaines. Lapins = 4-5 semaines. Adaptation des animaux durant une semaine avant l'expérimentation. Souris gardées au plus 39 jours (entre 20 et 39 jours selon procédure). Lapins seront gardés au maximum 30 jours. Mise à mort de tous les animaux au maximum à J39.

904 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur greffe des tumeurs pulmonaires sous la peau ou en suspension, puis on leur administre de une à quatre injections d'un vaccin et des prélèvements sanguins, pour tester une immunothérapie combinée contre le cancer du poumon. Le porteur décrit une douleur légère, une perte de poids modérée et une gêne à la mobilité liée aux tumeurs sur le flanc. Il affirme que l'effet d'un vaccin combiné à des anticorps ne peut être vérifié que sur un "organisme vivant entier".

Objectifs

L'objectif du projet est de développer et d'optimiser un vaccin thérapeutique contre le cancer du poumon puis de le combiner avec les immunothérapies anti-PD-1 existantes dans les cancers pulmonaires.

Bénéfices attendus

Le vaccin thérapeutique seul a demontré un effet bénefique, in vitro et in vivo, sur certains lymphocytes en les activant. La combinaison que nous proposons est d'ajouter des anticorps de type anti points de blcage immunitaire qui viseront à maintenir l'état d'activation des de ces lymphocytes, specifiquement induits par le vaccin, plus longtemps. Cette combinaison thérapeutique dévrait demontrer un bénéfice anti-tumoral et à terme pourrait améliorer la prise en charge thérapeutique des patients.

Procédures

En fonction de la procédure expérimentale appliquée, les souris seront soumises à des greffes de lignées cellulaires en suspension: durée 5 minutes, sous anesthésie locale ou des greffes sous-cutanées de tumeurs solides: durée 10 minutes sous anesthésie locale et générale - Chaque souris sera greffée qu'une seule fois durant toute la procédure expérimentale - Selon les porcédures, les animaux auront entre 1 et 4 injections de vaccin, sous aensthésie locale, durée 3 minutes. Certains animaux pourront avoir 1 prélèvement sanguin par semaine durant 3 semaines: durée 3 minutes, sous anesthésie locale.

Impact sur les animaux

Les animaux qui seront utilisés subiront des injections (dont des greffes de tumeurs sous la peau), ainsi que des prélèvements de sang. Parmi les nuisances possibles : stress léger et douleur légère et transitoire lors des administrations et des prélèvements, perte de poids modérée posible, gêne légère à la mobilité des souris à cause des tumeurs pouvant pousser sur le flanc.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de conduire des analyses post-mortem sur les tumeurs et les rates.

Remplacement

L’étude de l’effet thérapeutique d’un vaccin peptidique en combinaison avec les inhibiteurs de checkpoints immunitaires relève d’une grande complexité où les modéles in vitro seuls n’apporteraient que des réponses partielles et ne permettraient pas de vérifier nos hypothèses. Un des effets majeurs attendus est le recrutement et l’activation prolongée des cellules immunitaires au sein des tumeurs pulmonaires. L'utilisation d'un organisme vivant entier est donc incontournable.

Réduction

Afin de calculer le nombre d’animaux minimum pour répondre à nos hypothèses,, un logiciel de statistique a été utilisé. Les calculs de puissance ont pris en compte la réalisation d'expériences uniques, l'effet attendu, et le taux de prise de greffe. Les résultats seront étudiés par analyse de variance à une voie. Afin de limiter le nombre d'animaux utilisé, les doses de vaccins seront calibrées en fonction des données de la littérature et des résultats obtenus in vitro. Des procédures pourront être annulées en cas d'hypothèse non vérifiée.

Raffinement

Les souris seront hébergées en groupes sociaux. Chaque cage contiendra en plus de l’eau et de la nourriture, des éléments d’enrichissements : Une maison par cage ou 2 tunnels en cartons, avec du sizzlenest pour leur nid. Le comportement social des souris sera suivi, en observant des comportements tels que le grooming, leurs mouvements dans la cage ou encore le temps de toilettage des souris. Des examens cliniques seront faits quotidiennement par l'équipe de recherche. En cas de perte de poids, un aliment plus riche, plus appétent et plus facile à consommer sera donné. Toutes les interventions lors des procédures seront faites avec anesthésie locale ou générale (ou en combinaison). Des antalgiques seront utilisés.Des point limites adaptés et des critères d'arrêt précoces de souffrance ont été définis et seront strictement appliqués

Choix des espèces

La souris est le meilleur modèle pour tester des vaccins sur animaux à système immunitaire normal (greffes de tumeurs murines) ou déficient (greffes de tumeurs humaines). Les souris seront greffées jeune adultes (6 semaines) et seront traitées à 8-9 semaines. Ce choix d’âge est justifié par une réponse immunitaire robuste et une prise de greffe plus efficace.

640 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie tuée pour prélèvement d'organes et les animaux d'élevage gardés vivants pour maintenir la lignée. Génétiquement modifiées, elles portent une mutation qui provoque un déficit immunitaire et une inflammation pulmonaire, et subissent deux prélèvements de tissus sur animal vigile pour génotypage. Le porteur indique que les souris atteignant les points limites sont mises à mort. Il affirme que l'étude des coopérations cellulaires dans un "organisme entier" impose un modèle in vivo et retient la souris.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes d’une mutation génétique impactant les fonctions lymphocytaires ce qui conduit à induire un déficit immunitaire chez les souris. Cette demande concerne le maintien de la lignée de souris transgénique ainsi que son génotypage.

Bénéfices attendus

Les souris porteuse de la mutation étudiée dans ce projet présentent une baisse du taux de lymphocytes (phénotype de déficit immunitaire) et une inflammation pulmonaire, dont nous souhaitons comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires par l’étude des cellules immunitaires des souris, et de leur production d’anticorps. La mutation gain étudiée a été décrite chez des patients atteints d’une maladie inflammatoire appelée SAVI, ainsi les mécanismes qui seront décrits grâce à l’étude des souris mutantes pourront permettre une meilleure compréhension de la maladie et une meilleure prise en charge des patients.

Procédures

Deux prélèvements tissulaires seront réalisés sur chaque animal vigile pour une durée de 2 minutes environ pour chaque geste.

Impact sur les animaux

Les souris portant la mutation génétique étudiée dans ce projet développent un déficit immunitaire.

Devenir

Les animaux ayant atteint les points limites définis seront mis à mort. Les animaux prévus pour expérimentation seront mis à mort pour pouvoir prélever les organes et analyser les cellules immunitaires. Les animaux gardés pour le maintien des lignées et les croisements seront gardés en vie.

Remplacement

La règle du remplacement n'est pas applicable ici : en effet, nous devons avoir recours à un modèle in vivo afin d'étudier les réponses immunes qui mettent en jeu des coopérations cellulaires multiples dans les organes lymphoïdes tels que la moelle osseuse, le thymus et la rate. Pour ces raisons, nous ne pouvons avoir recours à des modèles in vitro. En ce qui concerne les modèles in vivo, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire, car les connaissances chez la souris sont très développées dans le domaine de l'immunité.

Réduction

Le nombre total d‘animaux comprend les animaux pour accouplements et les animaux issus des accouplements et nécessaires pour l’expérimentation pour le projet scientifique associé. La production des animaux sera planifiée afin de limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage. Les croisements seront arrêtés dès l'obtention des lots expérimentaux afin d'éviter la surproduction.

Raffinement

Pour répondre à l'objectif de raffinement, les souris seront hébergées en groupes sociaux, et dans des cages à couvercle filtrants comportant des enrichissements (nids, tunnels), sur des portoirs ventilés. Le phénotype des animaux sera examiné de façon hebdomadaire à l'aide d'une grille de score définissant des points limites, afin de soustraire les animaux à la souffrance. Chaque animal sera mis à mort dès que le score correspondant au point limite est atteint. La production des animaux sera planifiée et suivie par l'expérimentateur et les zootechniciens de l’établissement utilisateur afin de limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage.

Choix des espèces

En ce qui concerne l’espèce choisie, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire impliquant la coopération cellulaire dans un organisme entier. Les connaissances chez la souris étant très développées, en particulier dans le domaine de l'immunité, pour lequel de nombreuses techniques d'analyse et de nombreux réactifs (anticorps, notamment) sont disponibles, en font un modèle approprié pour mener à bien nos différentes analyses et études. Adulte, en âge de procréer (entre 2-3 mois d'âge et 8 mois) pour maintenir l’élevage. Les animaux utilisés pour expérimentations compris entre 2-3 mois (âge moyen d’atteinte d’un système immunitaire mature chez les souris contrôles) et 8 mois.

120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Immunodéprimées, elles reçoivent des injections de cellules cancéreuses humaines puis de lymphocytes modifiés, avec suivi de la croissance tumorale par imagerie sous anesthésie, pour tester des cellules CAR-T contre des tumeurs. Le porteur indique que les tumeurs peuvent provoquer détresse respiratoire ou paralysie des membres postérieurs, les souris concernées étant alors mises à mort. Il affirme que les études précliniques sur l'animal sont "incontournables" et que la souris est un "modèle de référence" en cancérologie.

Objectifs

L’immunothérapie anticancéreuse est une approche dont le succès en clinique a récemment été validé avec l’approbation de stratégies d’immunothérapie visant à traiter des cancers avancés. Ces immunothérapies sont basées sur le transfert adoptif des cellules immunitaires du patient qui ont été modifiées pour reconnaitre la tumeur. Malgré son efficacité dans le traitement de cancers sanguins comme la leucémie, le succès de cette thérapie dans le traitement des tumeurs solides reste encore très limité. Ce projet vise donc à étudier l’efficacité anticancéreuse des cellules immunitaires humaines activées in vitro et injectées dans des souris porteuses de tumeurs humaines. Les résultats obtenus devraient contribuer à améliorer les immunothérapies dans le traitement du cancer.

Bénéfices attendus

La recherche qui est proposée dans ce projet a pour objet d’améliorer les thérapies anticancéreuses de type immunothérapie en ciblant des cancers agressifs. Nos résultats préliminaires in vitro ont d’ores et déjà démontré que les cellules CAR-T diminuent la prolifération de plusieurs cellules cancéreuses (lymphome, cancer du pancréas et cancer du poumon). Les résultats qui découleront de ce projet permettront d'accroitre nos connaissances sur les immunothérapies en cancer et d’améliorer leur efficacité.

Procédures

Aucun prélèvement sera fait et non plus de procédures chirurgicales. Les souris seront soumises à une anesthésie gazeuse pendant 10 minutes maximum et recevront une injection sous-cutanée (s.c) ou intraveineuse (i.v) de cellules cancéreuses à l’aide d’une seringue. Cette injection se réalise en 10 secondes par souris. A ce moment, chaque souris entre dans une phase d’expérimentation de 5 semaines maximum avant la mise à mort. Un suivi de la croissance tumorale et du poids des animaux seront réalisés tous les 2 jours, des mesures qui se font respectivement en 10 et 5 secondes pour chaque animal. Le traitement par injection i.v de lymphocytes humains sera administré dans les mêmes conditions. Chacune de ces administrations se fera en 15 secondes maximum par animal, prise de l’animal par l’expérimentateur comprise. Lors du suivi de croissance tumorale par imagerie, les souris seront sous anesthésie gazeuse et placées sur un tapis chauffant pour maintenir leur température corporelle et surveillées au réveil.

Impact sur les animaux

L’injection des cellules cancéreuses par voie sous-cutanée et intraveineuse peuvent occasionner des dommages dans la queue si les animaux venaient à bouger avec la conséquente angoisse. Les injections se feront donc sous anesthésie à l’isoflurane. D’autres nuisance pourront apparaitre si la taille de la tumeur est très grande (plus de 300 mm2 pour les tumeurs sous cutanées), il y a apparition de détresse respiratoire (pour les tumeurs pulmonaires) ou une paralysie des membres arrière est observée (pour la tumeur Raji). Si ces signes sont observés souris seront mises à mort par dislocation cervicale après anesthésie générale à l’isoflurane.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de la procédure. Lorsque l’effet thérapeutique (disparition ou diminution de la tumeur) est observé, ce qui devrait arriver au plus tard à la quatrième semaine, les animaux qui n’auront pas atteint le point limite seront aussi mis à mort sous anesthésie préalable. En effet, compte tenu du fait que les animaux sont porteurs de tumeurs, et même si des régressions tumorales pourront être observées, une reprise de la croissance tumorale après la période d’arrêt des traitements est toujours possible et nécessite la mise à mort de l’ensemble des souris pour se prémunir de la souffrance qui peut en résulter.

Remplacement

Nous avons réalisé des expériences in vitro (remplacement) au préalable qui nous ont permis de déterminer l’efficacité de la thérapie CAR-T dans notre modèle et son potentiel dans l’immunothérapie en cancer. Pour valider nos résultats, nous devons passer dans un modèle de souris afin d’étudier notre hypothèse dans l’environnement tumoral. En effet, les études précliniques avec des animaux sont incontournables pour la finalité de ce projet puisqu’il est nécessaire d’identifier l’efficacité in vivo mais aussi les effets indésirables potentiels des traitements.

Réduction

Les groupes expérimentaux sont constitués de n=6 individus/condition et l’expérience sera réalisée 2 fois ce qui donnera une force statistique fiable. Le fait que ces animaux soient génétiquement les mêmes, permet de réduire la taille des groupes tout en ayant des résultats fiables. L’utilisation des souris de manière indépendante nous permet d’avoir une réelle puissance statistique. Nous avons choisi de mesurer les tumeurs par bioluminescence, ce qui contribue à réduire le nombre d’animaux tout en conservant une puissance statistique suffisante. Les expériences ne seront réalisées que deux fois, les rates et les tumeurs seront analysées sur les mêmes animaux ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux de l’étude.

Raffinement

Les souris disposeront d’une phase d’habituation à être manipulées par les expérimentateurs pour réduire leur appréhension. Les souris chez lesquelles les tumeurs solides et sanguines sont implantées seront examinées tous les deux jours pour surveiller leur inconfort (taille de la tumeur gênant la mobilité, isolement du groupe, absence de toilettage). Par ailleurs, les injections se feront sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane pour limiter le stress. Des analgésiques seront utilisés en cas de douleur (ex : analgésiques locaux type Lidocaïne au point d’injection à la queue ; et/ou antalgiques type AINS). De plus, les animaux seront hébergés à raison de 6-10 souris par cage en présence des éléments nécessaires à la fabrication d’un nid. De la nourriture et de l’eau seront ajoutés à la cage. Également, des points limites spécifiques seront appliqués. Pour le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs (500 mètres environ), nous transporterons à pied les souris dans des cages filtrées et dans l’obscurité pour limiter le stress causé par le transport. A leur arrivée dans l’établissement utilisateur 2/2, les cages des souris seront changées et placées sur portoir ventilé pour protéger les souris immunodéprimées (phénotype dommageable). Les souris ne seront déplacées qu’une seule fois pour limiter le stress du transport. Ces mesures assureront ainsi le raffinement de l’étude.

Choix des espèces

Il est impossible à nos jours de reproduire avec fidélité l’environnement tumoral et sa réponse à l’immunothérapie. Pour prouver les mécanismes immunitaires impliqués dans la maladie et tester l’efficacité de l’approche thérapeutique, nous devons recourir à l’utilisation d’un modèle animal et l’utilisation de la souris nous permet d’avoir accès à des modèles transgéniques et des modèles humanisés. Etant donné que l’objectif à long terme sera d’évaluer l’efficacité des cellules CAR-T en thérapie anticancéreuse, nous devons utiliser une espèce présentant une physiologie proche de l’Homme, telle que la souris, qui est un modèle de référence en cancérologie. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 8 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles.

5 734 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur dans la moelle osseuse ou les ganglions, sont manipulées quotidiennement pour suivre la tumeur et, pour certaines, subissent une chirurgie d'imagerie de 30 minutes avant d'être maintenues sous anesthésie sans réveil, pour étudier l'action des immunothérapies dans les cancers du sang. Le porteur affirme que les souris "rencontrent peu d'effets indésirables" tant que le taux de cellules tumorales est maîtrisé. Il conclut que les tests in vitro "ne permettent pas de récapituler la complexité" des réponses immunitaires observées in vivo.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de s’appuyer sur l’imagerie d’animaux entiers afin (1) d’analyser l’organisation de la réponse immunitaire anti-tumorale et (2) d’identifier le mode d'action des traitements cancéreux ainsi que de leurs répercussions sur l’organisme. Pour cela nous tenterons d'identifier le rôle de chacune des populations cellulaires retrouvées au sein d'une tumeur (ex. les neutrophiles, les macrophages et les lymphocytes T). Nous tenterons d'évaluer leur contribution directe ou indirecte sur l’efficacité de l’immunothérapie. Enfin, nous souhaitons mettre en lumière les limitations de ces thérapies afin d’apporter de nouvelles hypothèses de travail pour l’amélioration des traitements. En résumé, ce projet permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur l’utilisation des immunothérapies dans les cancers du sang, au moyen/long terme, à l’amélioration de la prise en charge des patients en clinique.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche permettra d’apporter des connaissances essentielles sur le mode d’action d’immunothérapies actuellement utilisées en clinique ou en cours de développement pour le traitement des cancers du sang (lymphomes & leucémies) et pour lesquelles une majorité des patients rechutent ou ne répondent pas. Comprendre les raisons pour lesquelles ces immunothérapies guérissent seulement une petite fraction des patients est alors primordial afin d’en générer de nouvelles de plus grande efficacité ou d’identifier les patients à même de répondre positivement au traitement. A court terme, ce projet offrira des pistes de travail pour générer des immunothérapies capables de contourner les limitations que nous aurons identifiées et donc avec une meilleure efficacité. Ainsi, nos travaux offriront au long terme de nouvelles combinaisons thérapeutiques ou de nouvelles thérapies pour traiter la majorité des patients atteints de cancer solide et améliorer leur espérance de vie.

Procédures

La greffe de la tumeur consistera à une injection de quelques secondes au début de l’expérience. Les animaux seront ensuite manipulés quotidiennement pour mesurer la pousse de la tumeur. Certains animaux subiront une intervention chirurgicale de 30minutes pour effectuer de l’imagerie et seront ensuite maintenus endormis pendant 2 à 3h mais cette procédure sera sans réveil.

Impact sur les animaux

Notre projet propose d’étudier les immunothérapies anti-tumorales et nécessite donc la greffe de tumeur aux souris dans les organes immunitaires tels que la moelle osseuse ou les ganglions lymphatiques. Cet objectif sera atteint par l’injection des cellules. Le bien-être de chacune des souris sera contrôlé fréquemment. Notre connaissance précédente suggère que les souris rencontrent peu d’effets indésirables tant que le pourcentage de cellules tumorales circulantes est maitrisé. Leur mobilité semble inchangée, elles ne perdent pas de poids, leur pelage reste soyeux et leur comportement demeure inchangé. L’injection des thérapies que nous proposons d’étudier dans ce projet pourra ne pas causer d’effets indésirables ou avoir un effet à court terme (24-72h) par exemple sur la température corporelle de l’animal liée à l’élimination des cellules tumorales. Des mesures pour soulager l’inconfort des animaux seront mises en place et sont décrites plus loin dans ce protocole.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils auront reçu initialement des cellules tumorales.

Remplacement

De nombreuses expériences seront validées au préalable in vitro à l’aide des lignées cellulaires pour remplacer les animaux. Ces expériences pourront être effectuées dans des cultures cellulaires 2D ou des organoïdes (Structures 3D mimant les certains aspects des tumeurs solides in vivo) et nous permettront de déterminer des doses ou la cinétique sur laquelle nous souhaiterions étudier le mode d’action de la thérapie in vivo. Différentes doses seront utilisées in vitro afin de déterminer la dose optimale de la thérapie. Ces travaux nous permettront de réduire le nombre d’animaux que nous utiliserons par la suite pour identifier le mode d’action de la thérapie in vivo. Une telle approche permettra de réduire de façon significative le nombre d’animaux dont nous aurons besoin pour notre recherche. Néanmoins, les tests in vitro ne permettent pas de récapituler la complexité des réponses immunitaires ayant lieu in vivo. C’est la raison pour laquelle nous avons recours aux animaux afin de décortiquer le mécanisme d’action de certaines thérapies.

Réduction

L'utilisation de l'imagerie sur l'animal vivant permet de réduire le nombre d'animaux utilisés car l'observation en temps réel permet d'acquérir plusieurs données à partir d’un un même animal, en observant les cellules immunitaires avant traitement, puis dans les heures qui suivent l'administration des traitements. Dès que possible, les expériences de cytométrie et de dosage protéiques ou d’imagerie seront effectuées sur les même animaux afin de limiter leur utilisation. D'après notre expertise issue des projets précédents et notre collaboration avec des statisticiens, nous avons déterminé́ le nombre d'animaux par groupe qui nous permettront d'utiliser les tests statistiques robustes. Selon les procédures, les paramètres évalués seront variables, cela entraine des nombres de groupes variables que nous avons optimisés et réduits au maximum pour obtenir des résultats significatifs tout en prenant en compte la variabilité de la croissance tumorale. Les animaux ne pourront pas être réutilisés car ils seront porteurs de cancer et auront reçu un traitement anti-tumoral. Enfin, si nos études de cytométrie ne donnent pas les résultats attendus, les autres expériences ne seront pas réalisées. Ainsi, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet seront réduits.

Raffinement

Pour épargner toute douleur, les animaux seront suivis fréquemment et des points limites (poil ébouriffé, prostration, pourcentage de tumeur circulante) sont établis pour raffiner les procédures et soulager les animaux à l’aide d’antalgiques. Par ailleurs, ils seront mis à mort si la souffrance persiste. Pour la pousse de tumeur, le sang des animaux sera prélevé afin d’évaluer le pourcentage de cellules tumorales circulantes. Nous savons qu’un certain niveau de cellules circulantes dans le sang d’une souris immunocompétente peut servir de limite et correspond à une taille limite de masse tumorale dans la moelle osseuse avant impact de la tumeur sur le bien-être de l’animal. Après l’administration de l’immunothérapie, la température corporelle de l’animal sera mesurée afin de s’assurer d’une bonne tolérance au traitement. Concernant les interventions chirurgicales pour l’imagerie intravitale, l’animal sera administré en amont de l’opération avec une dose d’antalgique afin de minimiser la douleur. L’animal sera anesthésié sur plaque thermo contrôlée pour limiter la perte de chaleur corporelle. Pour les expériences non terminales, la cage sera supplémentée avec du gel hydrique et la litière pourra être remplacée par une litière en cellulose en post-chirurgie pour améliorer le confort de l’animal. Une injection d’antalgique sera renouvelée pendant les premières 48h.

Choix des espèces

La complexité du système immunitaire de la souris est très proche du système immunitaire humain. Tous les animaux utilisés dans ce projet de recherche seront adultes (>5 semaines). Notre étude s’effectue sur un système immunitaire adulte afin de se rapprocher au mieux de la clinique et des patients porteurs de ces cancers.

382 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections répétées, jusqu'à 33 injections intrapéritonéales et plusieurs prélèvements de sang, une infection par le cytomégalovirus murin et un traitement anti-rejet pouvant provoquer une toxicité rénale, pour étudier la réponse immunitaire au virus dans un contexte de greffe. Le porteur indique que l'infection peut causer perte de poids, prostration, hépatite ou colite chez les souris sous traitement anti-rejet. Il affirme que ce projet "ne peut être mené sans" animaux, la réponse immunitaire ne pouvant selon lui se reproduire in vitro.

Objectifs

Suite à une transplantation d'organe, les patients sont à risque de faire un rejet de l’organe transplanté. Pour prévenir le rejet, ils doivent prendre un traitement anti-rejet pendant toute la durée de leur transplantation. Ce traitement affaiblit l’ensemble de leur système immunitaire, les exposant à faire des infections plus nombreuses et plus graves. L’infection virale la plus fréquente après une transplantation est l’infection au cytomégalovirus. Le cytomégalovirus est un virus très commun dans la population générale. Lorsque l’on s’infecte pour la première fois avec ce virus quand on est en bonne santé, on a peu ou pas de symptômes car une réponse immunitaire anti-virale efficace se développe rapidement pour limiter la multiplication du virus. Le virus devient alors dormant (c’est-à-dire à l’état de latence) pendant toute notre vie dans différents organes comme les reins, le foie, le cœur, les poumons. Quand un patient n’ayant jamais rencontré le cytomégalovirus est transplanté avec un organe d’un donneur chez qui le virus est présent, le patient n’est pas toujours capable de monter une réponse immunitaire efficace contre le virus du fait des traitements anti-rejet. L’infection au cytomégalovirus peut alors conduire à des complications graves et peut avoir des répercussions sur le fonctionnement et la survie du greffon. L’objectif de ce projet est d’étudier la réponse immunitaire dirigée contre le cytomégalovirus dans un contexte similaire à la transplantation. Nous nous interesserons en particulier à l’impact des différents traitements anti-rejet sur cette réponse ainsi que des différences génétiques entre donneur et receveur. Pour atteindre ces objectifs, il est prévu de développer un modèle dans lequel des cellules provenant d’organes de souris "donneuses" infectées de manière latente par le cytomégalovirus murin seront injectées à des souris "receveuses", traitées ou non par un traitement anti-rejet et n’ayant jamais été en contact avec le virus. Nous utiliserons des souris donneuses génétiquement différentes des souris receveuses afin de mimer au mieux ce qui se passe après une transplantation d’organe lorsque le receveur reçoit un organe infecté par le cytomégalovirus provenant d’un donneur génétiquement différent. La réactivation et la dissémination du virus seront étudiées dans les différents organes de la souris receveuse. Nous monitorerons aussi la réponse immunitaire dirigée contre le cytomégalovirus dans ce contexte particulier.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait nous permettre de mieux comprendre comment le cytomégalovirus est transmis au receveur lors d’une transplantation d’organes et le rôle des différents acteurs immunitaires et leur importance respective dans la résolution de l’infection à cytomégalovirus chez les patients transplantés. Ces données nous aideront à savoir comment moduler cette réponse afin de la rendre efficace sans surrisque de rejet. Nous pourrions ainsi limiter la morbi-mortalité du cytomégalovirus et ainsi certainement prolonger la durée de vie des greffons.

Procédures

Sur les 382 animaux maximum prévus dans ce projet : - 46 animaux au maximum seront soumis à 1 seule injection intrapéritonéale sur animal virgile. - 129 animaux au maximum seront sourmis à 1 injection intrapéritonéale sur animal vigile en début de procédure, et 1 prélèvement sanguin total sous anesthésie générale profonde (suite à une injection intrapéritonéale d'anesthésiant) en fin de procédure suivie d’une mise à mort. - 27 animaux seront soumis à 1 injection intraveineuse sous anesthésie générale gazeuse, des prélèvements sanguins hebdomadaires sous anesthésie locale (soit 4 prélèvements sur une durée de 28 jours pour 1/3 de ces animaux, ou 8 prélèvements au total sur 60 jours pour 2/3 d'entre eux), et enfin 1 prélèvement sanguin total sous anesthésie générale profonde (suite à une injection intrapéritonéale d'anesthésiant) en fin de procédure suivie d’une mise à mort. - 180 animaux au maximum seront soumis à 1 injection intraveineuse sous anesthésie générale gazeuse, des injections intrapéritonéales répétées tous les 2 jours sur animal vigile (soit au maximum 33 injections intrapéritonéales sur une durée de 67 jours maximum), des prélèvements sanguins hebdomadaires effectués sous anesthésie locale (soit jusqu'à 8 prélèvements sanguins maximum sur une durée de 60 jours maximum), puis enfin 1 prélèvement sanguin total sous anesthésie générale profonde (suite à une injection intrapéritonéale d'anesthésiant) en fin de procédure suivie d’une mise à mort. Les injections intrapéritonéales ou intraveineuses durent moins d’1 minute, un prélèvement de l’ordre de 30 secondes (contention comprise). Les anesthésies durent environ 1 heure.

Impact sur les animaux

Les injections intrapéritonéales, intraveineuses, et les prélèvements sanguins répétés sont susceptibles de générer une nuisance, une douleur légère lors de l'injection/prélèvement, ainsi que de générer du stress chez l'animal. L’un des traitements anti-rejet que nous utiliserons peut engendrer une toxicité rénale chez les patients ; chez la souris, une toxicité rénale est généralement associée à une perte de poids. Ce traitement durera 2 mois au maximum. L'infection au cytomégalovirus, aux doses utilisées ici, n'engendre pas de symptômes chez les animaux immunocompétents (c'est-à-dire non traités avec les traitements anti-rejet). Néanmoins, pour les souris traitées sous traitement anti-rejet, l'infection peut causer l'apparition de signes généraux telles qu'une perte de poids ou une prostration, ou encore une hépatite (inflammation du foie non douloureuse) ou une colite (associée à des diarrhées). Cette infection au cytomégalovirus durera 2 mois maximum.

Devenir

Les souris seront mises à mort avec une méthode réglementaire en fin de procédure afin de récupérer différents organes (poumons, foie, coeur, reins, organes lymphoïdes et glandes salivaires). La mise à mort des animaux est donc nécessaire pour toutes les analyses biologiques et biochimiques. Toutes les souris ayant atteint un point limite avant la fin de la procédure seront également mises à mort avec une méthode réglementaire.

Remplacement

Ce projet ne peut être mené sans l’utilisation d’animaux car le système immunitaire est un système biologique extrêmement complexe, et les interactions cellulaires qui aboutissent à la réponse immunitaire dirigée contre le cytomégalovirus ne peuvent avoir lieu qu’au sein d’un organisme vivant complet, ce qui est impossible à reproduire in vitro. Dans certains cas, la génération du stock de virus pourrait être remplacée par amplification sur lignées de cellules in vitro. Cependant, ceci a pour effet de diminuer la virulence du virus, contrairement au virus amplifié in vivo et isolé à partir des glandes salivaires. Etant donné que, dans notre cas, nous souhaitons utiliser une souche de virus non modifée et peu virulente afin d'étudier la réponse physiologique de certaines cellules immunitaires en particulier (ce qui n'est pas possible avec les autres souches de virus modifiée plus virulentes) et que ce virus doit être suffisamment virulent pour infecter des hôtes immuno-compétent et obtenir une infection latente (virus en état de dormance), une amplification initiale du virus in vivo (au niveau des glandes salivaires de la souris) est donc une étape nécessaire et non remplaçable par une amplification in vitro.

Réduction

Des calculs d’effectifs ont permis d’établir le nombre minimal d’animaux par groupe pour que les résultats soient significatifs. Les procédures dites « pilotes » permettront d’établir les conditions/protocoles optimaux pour les procédures suivantes, afin de réduire également le nombre de groupe. Pour certaines expériences, les groupes contrôles seront réduits à 3 animaux alors que les groupes expérimentaux seront au nombre de 5.Pour une des expérences qui a pour but de vérifier la possibilité de transmettre l'infection au cytomégalovirus via des cellules isolées d'un organe infecté de manière latente, nous avons choisi de réduire autant que possible le nombre d'animaux (n=3 pour tous les groupes, contrôles et expérimentaux), de limiter le nombre de groupes contrôles et de ne réaliser qu'une seule fois cette procédure (pas de duplicat prévu pour cette procédure). Pour les autres expériences, nous prévoyons des duplicats expérimentaux qui seront réalisés si besoin pour re-générer un nouveau stock de virus si ce dernier se retrouve insuffisant pour refaire certaines expériences, pour approfondir certaines analyses par des techniques plus poussées, ou pour valider la reproductibilité des résultats.

Raffinement

Afin de limiter les nuisances et douleurs liées aux injections intrapéritonéales et aux prélèvements sanguins réguliers, nous alternerons régulièrement des sites d’injection intrapéritonéale et les sites de prélèvement (voie rétro-orbitale en alternant les deux yeux et voie submandibulaire). Un analgésique local sera utilisé pour les prélèvements sanguins au niveau rétro-orbital pour limiter la douleur. De même, une anesthésie générale sera réalisée avant l’injection intraveineuse (anesthésie gazeuse) et avant la mise à mort des souris (anesthésie gazeuse ou profonde par injection intrapéritonéale d'anesthésiants). L'infection au cytomégalivirus des animaux traités sous traitement anti-rejet étant susceptible de causer des symptômes spécifiques comme une inflammation du foie ou du colon, un monitoring spécifique sera réalisé afin de doser des enzymes du foie de façon habdomadaire, et nous surveillerons la survenue de diarrhées. Le bien-être des animaux sera analysé et pris en compte tout au long du protocole avec un suivi adapté en termes de fréquence et de détermination des points limites (poids, comportement, aspect général). Les animaux seront pesés une fois par semaine et cette fréquence sera augmentée à 2 fois par semaine en cas de perte de poids supérieure à 10%. Des points limites ont été définis pour les différentes procédures afin d'intervenir en cas de nécessité afin de limiter la souffrance de l'animal. Les animaux seront maintenus en groupes sociaux pour éviter le stress lié à l'isolement.

Choix des espèces

Du fait de sa similarité avec l’Homme en termes de génétique, d’anatomie et de physiologie, la souris représente un modèle expérimental privilégié pour l’étude de la réponse immunitaire anti-virale dans le contexte allogénique. Des souris âgées de plus de 8 semaines seront utilisées afin qu’elles aient un système immunitaire mature capable de répondre à l’infection.