Recherche appliquée

Chaque souris reçoit six injections d'immunogènes espacées de trois semaines, six prélèvements sanguins, puis trois injections supplémentaires dans les cinq jours précédant sa mise à mort. 100 souris sont utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour produire des nanocorps dirigés contre la protéine prion. Le porteur décrit ces quinze interventions comme de "légères gênes temporaires" qui ne devraient entraîner "ni douleur importante ni effet durable", quand la gravité déclarée du projet est modérée. Toutes sont tuées dès que la réponse en anticorps est jugée correcte, pour prélever la rate.

Objectifs

Ce projet a pour but de produire un type particulier d’anticorps appelés VHH ou nanocorps. Ces anticorps sont beaucoup plus petits que les anticorps classiques. Leur petite taille est intéressante car elle leur permettrait, en théorie, de franchir plus facilement la barrière protectrice qui sépare le sang du cerveau. Cela ouvre la possibilité d’imaginer un jour des traitements pour des maladies qui touchent directement le système nerveux. Nous voulons produire ces anticorps contre la protéine prion (PrP). Cette protéine est responsable des maladies à prion, qui touchent l’animal et l’Homme, et qui sont toujours fatales car il n’existe actuellement aucun traitement. Les nanocorps obtenus pourraient servir à mieux comprendre comment ces maladies se développent, à améliorer leur diagnostic et à explorer de nouvelles pistes de traitement. Nous cherchons aussi à produire des nanocorps capables de reconnaître non seulement la forme « normale » de la protéine prion, mais aussi certaines formes anormales associées aux maladies. Cela permettrait d’obtenir des anticorps plus spécifiques et plus utiles que ceux dont nous disposons aujourd’hui. Enfin, la protéine prion est également impliquée dans d’autres maladies, comme certains cancers ou encore la maladie d’Alzheimer et de Parkinson. La production de nanocorps dirigés contre la protéine prion pourrait donc avoir un intérêt bien au-delà des seules maladies à prion, et bénéficier à un domaine plus large de la recherche biomédicale.

Bénéfices attendus

Les anticorps de type VHH, aussi appelés nanocorps, sont des outils innovants qui possèdent plusieurs avantages par rapport aux anticorps classiques. Leur petite taille leur permet de se fixer sur des cibles difficiles d’accès et, en théorie, de franchir la barrière protectrice qui sépare le sang du cerveau. Cela ouvre des perspectives uniques pour envisager un jour des traitements de maladies qui touchent directement le système nerveux. Ils sont aussi très stables, faciles à produire en laboratoire et peuvent être utilisés sous différentes formes pour la recherche, le diagnostic ou le traitement. Ces nanocorps sont déjà étudiés dans d’autres maladies humaines, par exemple certains cancers, des maladies infectieuses, ou encore des maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson. Leur potentiel d’application est donc très large. À ce jour, il n’existe aucun nanocorps dirigé contre les maladies à prion. Ce projet vise à combler ce manque en développant une nouvelle génération d’anticorps contre la protéine prion. L’intérêt dépasse les maladies à prion elles-mêmes, car la protéine prion est aussi impliquée dans d’autres pathologies. Les bénéfices de ce projet seront donc multiples : - fournir de nouveaux outils de recherche pour mieux comprendre le rôle de la protéine prion, - permettre un diagnostic plus précoce et plus précis des maladies à prions, - et à plus long terme, ouvrir des pistes thérapeutiques innovantes grâce à la petite taille des nanocorps, qui pourrait leur permettre d’atteindre le cerveau et de cibler spécifiquement les formes anormales de la protéine prion.

Procédures

100 souris sont prévues pour le projet. Pour chaque animal, les gestes techniques seront les suivants : - injection d’analgésique avant injection des immunogènes à hauteur de 6 injections toutes les 3 semaines sur animaux vigile. Il faut compter 30 secondes par intervention. - Injections des immunogènes à hauteur de 6 injections toutes les 3 semaines sur animaux vigiles. Il faut compter 1 minute maximum par intervention (contention et injection) - Prélèvements sanguins sur animaux vigiles 1 prélèvement avant la première injection puis toutes les 2 semaines après chaque immunisation, soit 6 prélèvements. Il faut compter 2 minutes par intervention (contention, prélèvement puis massage de la joue) - Cinq jours avant la mise à mort, 3 injections toutes les 24h d’immunogènes sur animaux vigiles. Il faut compter environ 1 minute par intervention (contention et injection).

Impact sur les animaux

Les interventions prévues (injections et prises de sang) peuvent provoquer de légères gênes temporaires chez les souris, mais elles ne devraient pas entraîner de douleur importante ni d'effet durable. Les effets observés peuvent être une petite rougeur ou un léger gonflement à l'endroit de l'injection ou de la prise de sang ; une sensibilité locale passagère ; un léger inconfort dans les heures suivant la manipulation. Il peut arriver que certains animaux soient un peu moins actifs ou mangent un peu moins pendant un jour ou deux, ou qu'ils perdent légèrement du poids. Ces effets disparaissent généralement rapidement, sans conséquence sur leur état général.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la campagne d’immunisation quand les réponses en anticorps seront correctes afin de prélever la rate.

Remplacement

Il existe aujourd’hui des méthodes permettant de produire des anticorps sans utiliser d’animaux, par exemple des techniques de sélection réalisées uniquement en laboratoire., Cependant, ces approches n’aboutissent pas encore à des anticorps de même qualité que ceux produits par le système immunitaire d’un animal. En effet, l’organisme possède un mécanisme naturel qui « améliore » progressivement les anticorps pour qu’ils se fixent très efficacement à leur cible, un processus qui ne peut pas être reproduit artificiellement avec les techniques actuelles. Dans ce projet, les souris sont utilisées pour générer des cellules capables de produire durablement des anticorps. Ces cellules seront ensuite immortalisées en laboratoire et permettront de produire les anticorps sur le long terme, sans avoir à réutiliser de nouveaux animaux pour chaque antigène ou chaque série d’expériences.

Réduction

Le nombre de 5 souris par antigène a été déterminé à partir d’un calcul statistique. L’objectif est de garantir, avec une forte probabilité, que au moins deux souris par lot développent une bonne réponse immunitaire. Cela est nécessaire pour pouvoir utiliser leurs cellules et produire les anticorps sans avoir à recommencer tout le protocole depuis le début. En pratique, il est bien connu qu’une ou deux souris sur cinq peuvent ne pas répondre correctement aux immunisations. Le choix de 5 animaux tient donc compte de cette variabilité naturelle tout en évitant d’utiliser plus de souris que nécessaire. De plus, si la première tentative de production d’anticorps en laboratoire échoue (ce qui est rare), les trois souris restantes du lot servent de filet de sécurité. Cela permet de refaire un essai sans devoir réimmuniser un nouveau groupe d’animaux, ce qui contribue directement à réduire leur nombre sur l’ensemble du projet.

Raffinement

Trente minutes avant l’intervention les animaux recevront une injection d’analgésique. Après les interventions, les animaux seront surveillés et placés sur un tapis chauffant à 37°C pendant 2 heures pour favoriser leur récupération. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués.

Choix des espèces

Les lignées de souris de laboratoires sont classiquement utilisées pour l’immunisation et la production d’anticorps. Les souris transgéniques exprimant des anticorps de camélidés évitent le recours à ces espèces, protocole beaucoup plus difficile à mettre en œuvre. De jeunes adultes (6 à 8 semaines) seront utilisés au démarrage des immunisations ; ils ont en effet la maturité immunologique nécessaire pour produire de bonnes réponses immunitaires lors des immunisations successives.

1 214 souris vont être utilisées, chacune recevant jusqu'à 24 injections dans l'abdomen et 40 gavages sur deux mois, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. S'y ajoutent deux instillations dans la gorge sous anesthésie, un prélèvement sanguin, une séance d'imagerie, un acte chirurgical et des transports entre trois établissements. Le porteur indique que le modèle peut provoquer des atteintes cutanées à partir de quatorze semaines, puis une perte de poids et une mobilité réduite, pour étudier une sclérodermie déclenchée par la silice. Toutes sont tuées afin de prélever sang, poumon, rate et peau, une partie l'étant simplement faute de porter le génotype recherché.

Objectifs

La sclérodermie est une maladie rare du tissu soutenant les organes et des petites artères dont la principale caractéristique est un durcissement (fibrose) de la peau et des organes internes. Les atteintes pulmonaires constituent les complications potentiellement graves de la sclerodermie. Les artères allant du cœur aux poumons peuvent également être affectées ce qui entraîne une hypertension artérielle pulmonaire. La fibrose est la conséquence d’une réaction inflammatoire inadaptée, il existe en effet une activation anormale du système immunitaire. Les causes de cette maladie sont favorisées par des facteurs de l’environnement. La silice a été reconnue comme responsable du déclenchement de la maladie. Notre projet a pour but de bloquer, par une approche thérapeutique, les molécules engagées dans l’activation des cellules et d’explorer l'impact des contaminants environnementaux sur la gravité de la maladie.

Bénéfices attendus

A terme, les résultats de ce projet permettront d'éclairer notre compréhension sur les mécanismes mis en jeu dans le développement de la maladie. Ces données nous permettront d'identifier de nouveaux candidats médicaments dans cette maladie capables de prévenir ou freiner le développement des atteintes potentiellement mortelles chez les patients.

Procédures

Le projet se déroulera dans 3 établissements utilisateurs : l’élevage et traitement dans l’établissement 1, l’imagerie dans l’établissement 2, la chirurgie dans l’établissement 3. Les animaux vigiles seront soumis à : 1) contention et injections intrapéritonéales tous les 2 jours pendant 2 mois, au total 24 injections d’une durée de 20 secondes 2) contention et gavage 5 jours consécutifs pendant 2 mois, au total 40 gavages d’une durée de 20 secondes, 3) injection intraveineuse caudale réalisée 2 fois d'une durée de 40 secondes. Les animaux anesthésiés seront soumis à : 1) Instillations oro-pharyngées réalisée 2 fois sous anesthésie générale en 2 minutes 2) prélèvement sanguin unique sous anesthésie générale en 30s 3) imagerie unique sous anesthésie générale en 5 minutes 4) acte chirurgical unique sous anesthésie générale en 15 minutes.

Impact sur les animaux

Le modèle va induire à partir de 14 semaines des potentielles atteintes cutanées. A partir de 17 semaines, une perte de poids et une mobilité réduite pourraient être observées. le gavage va induire une irritation potentielle et du stress, les injections intrapéritonéales et intraveineuses vont induire du stress et une douleur légère de courte durée. L’instillation oropharyngée va induire du stress. La chirurgie pourra induire une douleur. Les transports des souris entre les 3 sites utilisateurs vont induire du stress aux souris.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés pour prélèvement de tissus spécifiques : sang, poumon, rate, peau, afin de réaliser une évaluation approfondie de l’atteinte pulmonaire et de l’hypertension artérielle pulmonaire par différentes techniques. Une partie des animaux seront euthanasiés car sans génotype d'intérêt.

Remplacement

Les cellules spécifiques du système immunitaire ont été traitées avec les différentes molécules thérapeutiques et ont montré leur intérêt dans des expérimentations in vitro. Néanmoins, ces expériences de cultures cellulaires ne permettent pas de recréer les interactions entre les différentes cellules de l’organisme. Ainsi l'expérimentation animale est un élément clé de ce projet.

Réduction

Un nombre minimum d'animaux nécessaires, déterminé par une analyse de puissance statistique, sera inclus dans chaque groupe. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Nous nous efforcerons quotidiennement de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. Les traitements débutent à un stade précoce avant l’apparition des premiers signes cliniques. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Une surveillance régulière et une application de points limites stricts et spécifiques au projet permettra de garantir le bien-être des animaux. Une grille de score sera utilisée et des actions réalisées en cas d’atteintes, L’instillation oropharyngée a été choisie car elle est moins invasive et moins douloureuse qu’une chirurgie, elle sera réalisée sous anesthésie générale. Des anesthétiques seront utilisés pour le prélèvement sanguin. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale. La chirurgie sera réalisée sur souris ayant reçu un analgésique, puis une anesthésie générale. Les souris seront transférées dans des cages de transport agrées, bords opaques, sans visibilité de l’extérieur.

Choix des espèces

La souris est le modèle de choix pour les études de processus inflammatoire. Seule cette espèce possède une lignée transgénique permettant l’étude de la fibrose et de l'hypertension pulmonaire avec une séquence temporelle identique à celle de la maladie humaine. Les souris jeunes adultes seront mises en accouplement à 8 semaines. Les souris génétiquement modifiées et les souris contrôles seront âgées soit de 6 à 14 semaines pour l’administration de traitement.

Apporter la preuve qu'une prothèse biologique peut concurrencer les bandelettes synthétiques retirées de la clinique en Angleterre, au Canada et en Nouvelle-Zélande : 48 brebis sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est opérée par voie vaginale sous péridurale pendant une à deux heures pour recevoir une bandelette sous-urétrale, à raison d'une brebis par demi-journée sur six jours, puis suivie deux à six mois. Les complications attendues comprennent des saignements abondants, une dysurie, des infections et des douleurs, et chaque lot de seize compte une brebis de remplacement prévue en cas de décès après l'opération. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever les organes du bassin, sauf les remplaçantes non implantées, et le porteur retient des brebis de six ans et plus ayant mis bas au moins trois fois, pour mimer le relâchement des tissus vieillissants.

Objectifs

Ce projet a pour objectif d’apporter des preuves expérimentales qu’un greffon entièrement biologique a le potentiel de devenir une solution chirurgicale alternative pertinente au traitement de l’incontinence urinaire d’effort. Une comparaison avec les traitements chirurgicaux standards actuels (prothèse synthétique ou chirurgie autologue) est donc essentielle. Nous proposons un nouveau paradigme qui repose sur l’utilisation d’un matériau complètement biologique qui n’est ni chimiquement ni autrement dénaturé tel que son ultrastructure, similaire à un tissu natif, soit préservée pour favoriser son intégration dans les tissus de l’hôte.

Bénéfices attendus

L’incontinence urinaire d’effort est un problème médical important pour les femmes affectant 1 femme sur 5. Il s’agit de la fuite involontaire d’urine au cours de l’effort (sport, éternuements, toux, etc.). Plusieurs solutions chirurgicales existent. Bien que des chirurgies autologues existent, c’est-à-dire qui utilisent les tissus de la patiente (bandelettes de fascia lata ou rectus fascia) pour soutenir l’urètre, elles ont été moins favorisées en raison de la disponibilité et de la commodité des prothèses synthétiques. De plus, ces prothèses synthétiques, qui sont robustes et rigides, permettent d’apporter un soutien mécanique plus durable que les chirurgies autologues. En revanche, du fait de leur nature synthétique, elles sont reconnues comme un corps étranger et provoquent une « réaction à corps étranger » qui conduit à des complications parfois graves comme des douleurs chroniques et intenses, infections, expositions voire des perforations des organes par la bandelette synthétique. D’ailleurs, des rapports inquiétants de taux de complications élevés après l'implantation de prothèses synthétiques urogénitales pour le traitement de l’incontinence urinaire d’effort ont poussé les autorités réglementaires à renforcer leur surveillance et augmenter leur classification de niveau de risque au niveau maximal (IIb à III). Cela a conduit plusieurs pays comme l’Angleterre, le Canada et la Nouvelle-Zélande à ne plus utiliser les bandelettes sous-urétrales synthétiques en clinique. De plus, depuis 2019, les prothèses synthétiques implantables par voie vaginale pour traiter la « descente d’organes », qui est une pathologie souvent concomitante à l’incontinence urinaire d’effort, ont également été retirées du marché dans de nombreux pays comme la France, les États- Unis, l’Angleterre et la Nouvelle-Zélande. Il existe donc un besoin médical et sociétal important pour des innovations. Cette étude permettra de sélectionner les procédés de fabrication de nouvelles bandelettes complètement biologiques les plus adaptés pour produire une prothèse aux caractéristiques pertinentes pour l’utilisation clinique. Les gains attendus grâce à cette nouvelle technologie à long terme sont les suivants : (1) Pour les patientes : une grande amélioration de leur qualité de vie en limitant les risques de complications et de récidives. (2) Pour la société : une réduction des coûts en limitant les complications et les réopérations.

Procédures

Une intervention chirurgicale sous anesthésie loco-régionale, péridurale, sera réalisée sur les animaux. Les brebis seront implantées d’une bandelette sous-urétrale par voie vaginale pour traiter l’incontinence urinaire d’effort. Nous prévoyons un temps d’intervention d’environ 1 à 2h sur chaque animal. Les brebis seront donc opérées 1 par 1 sur chaque demi-journée pendant 6 jours (non consécutifs). Après l’opération, les animaux seront suivis pendant 2 et 6 mois. Dans le cas où des brebis venaient à décéder suite à l’intervention, nous prévoyons 1 animal supplémentaire en remplacement en cas de décès. Aucun prélèvement n'est prévu.

Impact sur les animaux

Le transport et la chirurgie peuvent générer de l'angoisse. Des risques de complications au cours de la chirurgie ou en post-opératoire peuvent être attendus comme : des saignements (abondants), dysurie (difficultés à la miction), infections, douleurs, souffrance et angoisse. La durée de ces nuisances ou effets indésirables sera réduite au maximum pour n’être que passagère en portant une attention particulière aux brebis tout au long du projet.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort (sauf les animaux supplémentaires prévus en cas de décès d’un animal à la suite de l’opération et qui n’auraient donc pas été implantés) à l'issue de l’expérimentation puisque les organes du bassin seront prélevés à des fins d'analyses histologiques.

Remplacement

Il est possible d’étudier très largement in vitro ce matériau complètement biologique produit par culture de cellules de peau humaine. En revanche, son étude in vivo à long terme chez l’animal reste limitée. À ce jour, aucun système de modélisation ne peut suppléer à l'utilisation d'un modèle animal étant donné la complexité du système immunitaire. Des modèles animaux immunosupprimés, notamment souris ou rats, ne peuvent pas mimer l’anatomie ni la physiologie humaine car ils sont trop petits. D’ailleurs, ces modèles ne permettent pas d’évaluer la prothèse dans une région anatomique pertinente (région abdominale uniquement). Ainsi, le recours au modèle de gros animal permettra d’évaluer, à long terme, la réponse immunitaire innée de l’hôte combinée à la réponse immunitaire adaptative (indisponible chez les animaux immunosupprimés) dans un contexte de greffe pertinent (prothèse biologique produite par des cellules de brebis et implantée dans une brebis) et une région anatomique pertinente (urogénitale) simulant les conditions cliniques.

Réduction

Au total, 48 brebis sont nécessaires (3 lots de 16 brebis : 15 implantées et 1 de remplacement dans chaque lot). Nos premiers objectifs sont de démontrer l'implantabilité et l’intégration tissulaire supérieure des prothèses biologiques en comparaison avec une prothèse synthétique sur la base d'une observation directe (exposition et rétraction de la prothèse) et d’une évaluation histologique de la réponse immunitaire (innée et adaptative) dans un modèle de gros animal mimant le contexte clinique. Nous souhaitons également étudier la réponse immunitaire aux différents traitements des prothèses biologiques qui pourraient être source d’immunogénicité ce qui entraînerait une dégradation rapide du matériau in vivo. Ces expérimentations sont conçues pour avoir recours à un nombre minimal d’animaux (3 brebis par groupe) permettant l’obtention de résultats fiables pour répondre aux objectifs fixés. D’après la littérature, nous estimons la probabilité d’exposition prothétique avec une prothèse synthétique standard à environ 33%, avec rétraction et marqueurs de la réaction à corps étranger localisés autour des fibres synthétiques. Nous attendons des résultats similaires. En revanche, nous n’attendons pas d’exposition avec la prothèse biologique, ni de marqueurs de la réaction à corps étranger et, moins voire pas de rétraction du greffon biologique, ce qui démontrerait la supériorité de ce matériau. Selon la variabilité observée avec les premiers animaux, nous pourrons répéter l’expérience pour, par exemple, ajouter des animaux à l’étude ou confirmer certains résultats ou tester des conditions de production des greffons biologiques supplémentaires ou ajouter une condition expérimentale (Ex : chirurgie autologue).

Raffinement

Tout au long de la procédure expérimentale, une attention particulière visant à réduire douleurs, souffrance et angoisse chez les brebis sera apportée. Le transport et la chirurgie peuvent générer de l’angoisse. La durée du trajet est limitée (45 min maximum), dans un véhicule adapté, en lot de 2 brebis (minimum), pour limiter l’isolement social. La douleur, la souffrance et l’angoisse seront réduites par une prémédication et gérées par une anesthésie loco- régionale avec un suivi des paramètres vitaux durant la procédure chirurgicale. Un protocole d’analgésie post- opératoire prédéfini est réalisé pour chaque animal. En dehors de cette période, les animaux seront transportés et gérés au sein de l’établissement utilisateur assurant l’hébergement en conditions d’hébergement avec des méthodes de raffinement et d’enrichissement du milieu adéquat à son espèce : groupe social, pierre à sel et brosses dans les parcs à disposition, foin et paille, paillage régulier, jeux de mâchage... Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel dédié et expérimenté. La chirurgie est réalisée sous péridurale avec analgésie pré, per et post-opératoire par admission d’antalgiques. Des points limites ont été identifiés et se situent principalement au niveau de l’hébergement (grille d’évaluation pour la surveillance des points limites). De plus, si les premiers animaux présentent une défaillance des fonctions vitales dans les heures ou premiers jours qui suivent l’intervention, le protocole sera interrompu. Si l’état de santé d’un animal est concerné par l’un des points limites identifiés ainsi que par toute autre observation jugée anormale, un examen vétérinaire approfondi est réalisé et le responsable du projet est contacté par l’établissement utilisateur assurant l’hébergement pour définir la conduite à tenir (prescription d’un traitement médical adapté, examens complémentaires, etc.). Si l’état de santé de l’animal ne s’améliore pas, le vétérinaire de l’établissement utilisateur assurant l’hébergement et le responsable du projet décideront de l’euthanasie.

Choix des espèces

Le modèle ovin montre de grandes similitudes anatomiques avec l’humain au niveau de sa région pelvienne. De plus, il s’agit d’un modèle de « descente d’organes » bien établi dans la littérature, qui est une pathologie très souvent concomitante à l’incontinence urinaire d’effort. Par ailleurs, d’après nos études précédentes menées au laboratoire, les cellules ovines sont les seules cellules qui ont permis d’obtenir un matériau similaire à celui produit par les cellules humaines, en comparaison avec d’autres modèles animaux comme le chien et le cochon. Ces cellules ont été extraites, purifiées et amplifiées à partir de biopsies de peau récupérées sur des brebis post-mortem. L’espèce a donc été sélectionnée pour permettre l’étude de la réponse immunitaire complète ainsi que le remodelage des prothèses biologiques par les cellules de l’hôte. Nous souhaitons réaliser une implantation de bandelette sous-urétrales dans des brebis âgées (≥ 6 ans) et grandes multipares (≥ 3 mises bas) pour mimer le relâchement des tissus vieillissants (manque de tonus musculaire).

Toutes tuées pour que les tumeurs soient prélevées et l'efficacité du traitement vérifiée, 1 000 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 360 reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau du flanc et 640 dans le pancréas lui-même, 880 subissent deux à trois injections d'un produit d'imagerie suivies de 15 minutes d'anesthésie, environ 1 000 une injection de vecteur viral dans la tumeur et 600 une injection de lymphocytes. La croissance des tumeurs peut entraîner suppurations, nécroses, anémie légère et une perte de poids allant jusqu'à 20 % du poids maximal. Le porteur décrit les gènes thérapeutiques comme un "cheval de Troie" censé casser le "bouclier" du microenvironnement tumoral, et conclut que le recours au modèle in vivo est "indispensable" parce qu'aucune culture cellulaire ne reconstitue ces interactions.

Objectifs

Le cancer du pancréas est l’un des cancers les plus difficiles à traiter, avec un pronostic souvent très mauvais. Parmi les approches prometteuses, il y a l’immunothérapie cellulaire, une technique qui consiste à "reprogrammer" les cellules immunitaires du patient pour qu'elles puissent mieux attaquer la tumeur. Cette méthode a déjà donné d'excellents résultats contre certains cancers du sang. Mais pour le cancer du pancréas, c’est beaucoup plus compliqué. En effet, la tumeur s'entoure d'un microenvironnement (comme un bouclier) qui bloque à la fois les traitements et le système immunitaire du patient. Résultat : même les cellules immunitaires modifiées n’arrivent pas à atteindre leur cible. L'idée de notre projet est de casser ce bouclier protecteur. Pour cela, nous proposons une thérapie génique capable de transformer la tumeur de l’intérieur. Comment ? En utilisant des virus modifiés qui vont aller spécifiquement infecter les cellules cancéreuses pour y introduire des gènes thérapeutiques. Ces gènes agiront comme un cheval de Troie : ils seront portés par les cellules tumorales elles-mêmes et rendront la tumeur plus vulnérable aux attaques du système immunitaire et aux traitements. On ne cherche pas à toucher toutes les cellules tumorales (ce qui est très difficile), mais juste assez pour changer l’environnement local de la tumeur. Cela suffira pour attirer les cellules immunitaires tueuses et ouvrir la voie à l’immunothérapie. En résumé, on veut utiliser la thérapie génique pour affaiblir la tumeur de l’intérieur et permettre au système immunitaire de reprendre le dessus.

Bénéfices attendus

Les nouveaux traitements contre le cancer ne sont pas très nombreux, et ceux qui semblent prometteurs ne fonctionnent malheureusement pas pour tous les types de cancer. Le cancer du pancréas est particulièrement difficile à traiter. Seules certaines tumeurs opérables peuvent être guéries. Pour les autres, les options restent très limitées. Ce projet propose une nouvelle approche thérapeutique innovante. La thérapie génique, qui consiste à modifier génétiquement certaines cellules pour traiter une maladie, est encore très peu utilisée contre le cancer

Procédures

Greffe de cellules tumorales sous-cutanée dans les flancs : durée 10 minutes – 1 fois par animal, 360 animaux. Greffe de cellules tumorales dans l’organe d’origine afin de reproduire plus fidèlement la tumeur , et éventuellement injection de treatment experimental : durée 10 minutes – 640 animaux. Injection de une substance permettant l'imagerie : durée 1 minute – 2 à 3 fois par animal, 880 animaux. Anesthésie gazeuse durant l’imagerie : durée 15 minutes – 2 à 3 fois par animal, 880 animaux. Injection de LV (vecteur dérivé d’un virus inactif) dans la tumeur : durée 2 minutes – 1 fois par animal, ~1 000 animaux. Injection de lymphocytes par voie intraveineuse : durée 2 minutes – 1 fois par animal, ~600 animaux.

Impact sur les animaux

La greffe de lignées cellulaires tumorales et la croissance des tumeurs peuvent entraîner une altération de l’état général des animaux. Certaines complications, telles que des suppurations, des nécroses ou une légère anémie, peuvent survenir. Une perte de poids pouvant atteindre 20 % du poids maximal est également possible. Signes cliniques rares : abdomen gonflé ou apparition de micrométastases.

Devenir

Nous voulons prélever les tumeurs induites afin de vérifier la bonne intégration du traitement expérimental, et son efficacité, qui implique une infusion de cellules immunitaires dans la tumeur. Pour cela, nous devons euthanasier les animaux.

Remplacement

Des tests sur des modèles cellulaires 2D et 3D in vitro nous ont déjà permis de déterminer certains effets de nos LVs (vecteurs dérivés d’un virus inactif) , aussi bien en termes de ciblage que de thérapie génique. Cependant, l’utilisation de modèles in vivo est indispensable, car elle permet à la tumeur de se développer dans le microenvironnement d’origine d’un cancer du pancréas, recréant ainsi des conditions proches de la pathologie humaine. À ce jour, il reste impossible de reconstituer in vitro une tumeur avec toutes ses interactions complexes avec le microenvironnement.

Réduction

Le nombre d'animaux par lot sera réduit au maximum afin d'obtenir des résultats statistiquement significatifs. Les experimentations se feront graduellement afin de pouvoir calculer le nombre d'animaux nécessaires en s'aidant d'outils statistiques. Lorsque les souris seront euthanasiées, des prélèvements de tumeurs seront effectués pour générer des échantillons qui pourront être utilisés dans des études ultérieures afin d'optimiser les études et de réduire le nombre d'animaux en évitant la répétition d'expérimentations pour obtenir des échantillons supplémentaires.

Raffinement

Le bien-être de l’animal au quotidien est nécessaire au bon déroulement de nos expériences, mais également à la reproductibilité de nos résultats. Des enrichissements (maisons rouges) sont présents dans les cages. Au cours de nos expériences, de la nourriture humidifiée sera accessible directement dans la cage pour éviter la déshydratation des souris. Des tapis chauffants seront également utilisés dès l’anesthésie des souris, pendant les injections, et lors de la phase de réveil. Des injections d'analgésique pré et postopératoire pourront être réalisées en fonction de l'expérience et de la souffrance de l'animal. Un suivi attentif quotidien par du personnel compétent et formé, weekend compris, sera également mis en place. . Au moindre doute, nous ferons appel aux conseils de notre vétérinaire ou de la structure du Bien-Etre Animal (SBEA). Des points limites ont été mis en place et seront appliqués

Choix des espèces

Nous choisissons la souris parce qu’elle partage l’essentiel de nos mécanismes biologiques, ce qui permet de recréer des cancers humains et murins pour tester rapidement de nouvelles thérapies. Les animaux seront utilisés adultes à 8 semaines de vie. En effet, les cancers modélisés sont des cancers de l'adulte.

Deux injections d'agents thérapeutiques, dont une dans la veine de la queue sur animal éveillé, puis 30 minutes d'imagerie sous anesthésie et un prélèvement terminal du foie : 960 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Une partie d'entre elles est dépourvue de thymus, donc sans système immunitaire fonctionnel, pour recevoir des tumeurs humaines. Il s'agit d'occuper temporairement les voies hépatiques d'élimination avec une nanoparticule lipidique, afin qu'un médicament injecté circule plus longtemps dans le sang. Le porteur présente le suivi par imagerie sur animal vivant comme un moyen de réduire les effectifs, "sans avoir à les sacrifier à chaque étape", alors que les 960 souris sont toutes tuées pour prélèvement du foie.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’améliorer l’efficacité des traitements administrés par voie intraveineuse (IV) et de réduire leur toxicité en modifiant la biodistribution des agents thérapeutiques grâce à leur association à une nanoparticule lipidique. La circulation dans le sang des médicaments est essentielle à l’efficacité thérapeutique. Pour atteindre sa concentration maximale dans le tissu cible, comme la tumeur en oncologie, les médicaments doivent surmonter un obstacle biologique de taille : la clairance hépatique. Le rôle du foie est de filtrer le sang afin d’éliminer les composés toxiques, dont un grand nombre de médicaments. Ainsi, de nombreux candidats thérapeutiques prometteurs administrés par voie IV présentent une circulation dans le sang faible, qui se traduit par une accumulation faible ou nulle dans le tissu cible et par une toxicité hors cible potentiellement élevée. Par conséquent, si beaucoup de médicaments présentent un potentiel à l’échelle du laboratoire, la plupart n’ont pas d’avenir clinique. Afin de surmonter cet obstacle, une nanoparticule lipidique a été développée pour augmenter de façon temporaire la biodisponibilité des thérapies administrées par voie IV et pour minimiser le risque d’effets en dehors de la cible. La nanoparticule lipidique est destinée à occuper temporairement les voies hépatiques responsables de la clairance thérapeutique, afin de permettre à un médicament donné de plus fortement s’accumuler dans les tissus cibles pour augmenter son efficacité, tout en minimisant le risque de toxicité hépatique chez le patient. Cette étude a pour but de mieux comprendre comment certains médicaments se répartissent dans le foie après injection. Elle fait suite à une première recherche ayant montré que plusieurs de ces médicaments ont tendance à s’accumuler dans cet organe. Pour cela, ces médicaments vont être testés, seuls ou associés à la nanoparticule lipidique, sur des souris en bonne santé. L’objectif est d’observer comment les médicaments se répartissent entre les différents types de cellules du foie, et de voir si l’ajout de la nanoparticule lipidique permet de modifier cette répartition.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux comprendre comment une nanoparticule lipidique peut influencer la manière dont certains médicaments se répartissent dans le corps, en particulier dans le foie. À court terme, ces recherches permettront de faire progresser les connaissances sur les nanomédicaments et sur la façon dont ils sont éliminés par l’organisme. Elles aideront aussi à améliorer la composition des médicaments pour qu’ils soient plus efficaces et mieux tolérés. À plus long terme, la nanoparticule testée dans ce projet pourrait lever l’un des principaux obstacles qui empêchent certains traitements prometteurs d’être utilisés chez l’humain. En réduisant l’élimination rapide des médicaments par le foie, cette technologie pourrait renforcer l’efficacité de traitements déjà disponibles, et ainsi offrir de meilleurs résultats aux patients.

Procédures

Deux injections d’agents thérapeutiques par voie intraveineuse dans la veine de la queue ou une injection intraveineuse et une injection par voie intrapéritonéale seront effectuées sur animaux éveillés (durée 1-4 min). Prises d’images pendant 30 minutes sous anesthésie. Le prélèvement du foie est terminal et réalisé sous anesthésie générale terminale (5 min).

Impact sur les animaux

L’injection des composés thérapeutiques peuvent induire un stress bref qui diminue lorsque les souris retrouvent leur cage et leurs congénères. L’imagerie à fluorescence nécessite une anesthésie gazeuse courte qui peut entrainer dans de très rares cas un ralentissement du rythme cardiaque et de la respiration de quelques minutes (2-3 min) n’entrainant pas la mort de l’animal. Le prélèvement du foie est réalisé sous anesthésie générale et analgésie (5 min).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour prélèvement du foie.

Remplacement

L’utilisation de souris dans ce projet se justifie par le besoin d’étudier la manière dont les médicaments se répartissent et sont éliminés dans un organisme vivant complet. Les tests réalisés en laboratoire sur des cellules (in vitro) sont utiles au début, mais ils ne peuvent pas reproduire la complexité du corps entier, comme la circulation du sang, le fonctionnement du foie ou les réactions du système immunitaire. Certaines étapes essentielles, comme l’élimination des médicaments par le foie ou leur distribution dans les différents types de cellules, ne peuvent être correctement observées que chez un animal vivant. Le modèle de la souris, bien connu des chercheurs et largement utilisé dans le monde, permet donc d’obtenir des résultats fiables et utiles pour mieux comprendre comment les traitements agissent dans le corps.

Réduction

Le nombre de souris utilisé dans cette étude a été calculé afin d’obtenir des résultats fiables tout en limitant au maximum le nombre d’animaux. Ce calcul permet de s’assurer que les différences observées entre les groupes sont réellement dues au traitement testé, et non au hasard. Il s’appuie sur des méthodes statistiques reconnues, utilisant des formules ou des logiciels spécialisés. Par ailleurs, les nanoparticules utilisées dans l’étude sont rendues visibles grâce à des marqueurs fluorescents. Cela permet de suivre leur évolution dans l’organisme des animaux vivants à l’aide d’images, sans avoir à les sacrifier à chaque étape. Cette méthode permet donc de réduire le nombre total d’animaux utilisés.

Raffinement

Pour garantir le bien-être des animaux, une période d’adaptation d’au moins 5 jours sera respectée avant le début des expérimentations. Pendant cette phase et tout au long de l’étude, les souris seront hébergées dans des cages ventilées, dans un environnement confortable et contrôlé (température, humidité, lumière, qualité de l’air), avec un système d’alarme pour signaler tout problème. Les animaux seront hebergés par petits groupes, selon les normes en vigueur, et les mêmes groupes seront maintenus autant que possible pour éviter tout stress lié aux changements. Des objets adaptés (comme des abris en carton ou des matériaux pour creuser ou s’abriter) seront ajoutés dans les cages pour enrichir leur environnement et favoriser leur comportement naturel. Les animaux seront surveillés chaque jour par du personnel formé, et un vétérinaire sera présent régulièrement pour s’assurer de leur bon état de santé. Des soins d’urgence seront également disponibles à tout moment, y compris les week-ends et jours fériés. Si un animal montre des signes de souffrance importants, il sera pris en charge rapidement et, si nécessaire, mis à mort pour lui éviter toute douleur inutile.

Choix des espèces

Les souris sont utilisées comme modèle préclinique pour étudier comment les traitements se répartissent dans l’organisme. Leur physiologie est bien connue, et il existe de nombreuses souches génétiquement définies, ce qui permet de suivre précisément l’effet des injections dans différents tissus. Deux types de souris seront utilisés dans ce projet : • Des souris qui possèdent un système immunitaire normal. Elles sont un modèle de référence pour étudier la pharmacologie. Elles permettront d’observer comment le système immunitaire peut influencer le traitement. • Des souris dépourvues de thymus et donc sans système immunitaire fonctionnel. Elles sont souvent utilisées pour tester l’efficacité de traitements contre des tumeurs humaines implantées chez la souris. Certaines des thérapies étudiées dans ce projet étant destinées à l’oncologie, ces souris permettront de vérifier l’efficacité et la distribution du traitement dans ce contexte particulier. En combinant ces deux modèles, il sera possible de mieux comprendre comment les traitements se comportent dans différents types d’organismes et s’assurer que les résultats sont fiables et transposables à des études d’efficacité. Les souris utilisées dans ce projet seront des adultes jeunes (entre 7 et 10 semaines), afin que leurs organes et leur système immunitaire soient pleinement développés. Cela permet d’étudier plus précisément comment les traitements se répartissent dans le foie.