Recherche appliquée

Tous les rats de cette lignée naissent homozygotes pour une mutation qui leur fait développer une polykystose rénale, avec des kystes dans les reins et parfois le foie, une hypertrophie rénale et une insuffisance rénale chronique. 650 rats vont naître de ces accouplements et être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la seule intervention déclarée étant la mise en accouplement. Le porteur écrit que les élever sur place réduit les coûts d'acquisition et permet d'adapter la production à l'avancement de ses projets. Il annonce que 100 % des animaux seront replacés dans l'élevage ou utilisés dans d'autres projets du laboratoire, tout en indiquant qu'aucun ne sera gardé au-delà de six mois et qu'ils seront mis à mort à cet âge, avant que la maladie n'entre dans sa phase sévère.

Objectifs

La polykystose rénale (PCK) autosomique est la maladie héréditaire rénale la plus fréquente, et généralement liée à des mutations des gènes. La polykystose rénale autosomique se caractérise aussi par des atteintes cardiaques et vasculaires, lesquelles sont potentiellement impliquées dans la progression de la dysfonction rénale. Ce sont des animaux génétiquement altères (AGA) car Ils portent une mutation spontanée ou induite dans un gène impliqué dans la polykystose rénale autosomique récessive (ARPKD). Cette mutation est héréditaire et stable, transmise selon un mode autosomique récessif. Elle provoque la formation de kystes rénaux et parfois hépatiques, mimant la maladie humaine.

Bénéfices attendus

La polykystose rénale autosomique est la maladie héréditaire rénale la plus fréquente, caractérisée par un déclin lent et progressif de la fonction rénale. Malgré les traitements actuels, cette pathologie évolue inévitablement vers une insuffisance rénale terminale. L’élevage de ces rats directement au laboratoire présente plusieurs avantages. D’une part, cela permet de réduire les coûts d’acquisition ; d’autre part, disposer des animaux sur place nous offre la possibilité d’adapter la production en fonction des besoins spécifiques et de l’avancement de chaque projet. En outre, ces animaux étant généralement produits aux États-Unis, leur élevage local permet d’éviter le stress lié à un transport prolongé, contribuant ainsi à améliorer leur bien-être. Nous élevons des rats PCK homozygotes (génotype PCK/PCK), un modèle reposant sur une mutation autosomique récessive. De ce fait, tous les descendants expriment systématiquement le phénotype pathologique. Nous avons choisi d’utiliser cette lignée car elle développe spontanément une polykystose rénale autosomique récessive, la maladie que nous souhaitons étudier dans le cadre de nos deux projets scientifiques. Ce modèle présente l’avantage de développer rapidement une insuffisance rénale chronique, caractérisée par l’apparition de kystes corticaux et médullaires, ainsi qu’une hypertrophie rénale progressive. Cela nous permet de réduire le temps de maintien des animaux en animalerie et de les utiliser rapidement dans nos expérimentations.

Procédures

Mise en accouplement

Impact sur les animaux

Les animaux seront suivis quotidiennement. Dans le cas éventuel d’observation d’effets indésirables dus au génotype, nous utiliserons une grille d’évaluation du bien-être animal, sous forme d’un tableau. Le suivi clinique des rats révèle une progression caractéristique de la polykystose rénale au fil du temps. Jusqu’à l’âge de 4 à 5 mois, les animaux restent généralement asymptomatiques, bien que les kystes rénaux se développent progressivement de manière silencieuse.Les animaux seront mis à mort à l'âge de 6 mois avant que ne se déclarent des déficites sévères.

Devenir

Sur la totalité des animaux, 100% sont attendus pour avoir le bon génotype et seront replacés dans l’élevage ou utilisés pour d’autres projet du laboratoire. Nous élevons des rats PCK homozygotes (génotype PCK/PCK), ce modèle reposant sur une mutation autosomique récessive. Ainsi, tous les descendants expriment systématiquement le phénotype pathologique.

Remplacement

L’utilisation des animaux est obligatoire, car le développement de la dysfonction rénale et de la dysfonction cardiaque lors de la polykystose rénale autosomique est multifactoriel et aucune approche in silico, in-vitro ou ex vivo ne permet d'établir l'implication/interaction de tous les mécanismes impliques. Cependant dans l’objectif de limiter le nombre d'animaux utilisés dans ce projet, nous mettrons en place certaines expériences in-vitro (tests de prolifération de cellules, interactions cellules-cellules) pour étudier les mécanismes impliqués dans les effets observés..

Réduction

Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires au maintien de la lignée les couples initiaux seront réceptionné, plus accouplé, et des animaux des deux sexes seront replacés dans d’autres projet du laboratoire, afin d’utiliser l’intégralité des animaux générés à l’animalerie. Afin d’éviter la surproduction d’animaux servant au maintien de la lignée OGM dans notre animalerie, une stratégie de cryopréservation de sperme sera mise en place.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont spécifiquement adaptées : litière douce, enrichissement de l’environnement (abris, objets à ronger), et accès illimité à l’eau. Les animaux ne sont pas maintenus au-delà de 6 mois, afin d’éviter l’apparition de la phase terminale de la maladie. Étant donné que l’état pathologique commence à se dégrader de manière significative à partir de 6 mois, aucune mesure spécifique supplémentaire ne sera mise en place, puisque les animaux issus de notre reproduction ne dépasseront pas cet âge. Nous resterons cependant très attentifs à tout signe de perte de poids ou de déshydratation. Une surveillance rigoureuse de la consommation d’eau sera assurée, et des précautions particulières seront prises pour garantir un bon suivi. Des pesées régulières seront effectuées afin d’adapter l’alimentation, notamment par l’ajout de nourriture enrichie dans les cages si nécessaire.

Choix des espèces

Les effets de l’anticorps neutralisant la vasopressine seront déterminés en utilisant la souche de rats. Cette souche a la particularité de développer spontanément un polykystose rénale comparable à la polykystose rénale humain. De plus seul l'utilisation des animaux vivants permettent pour comprendre les interactions entre les différents organes (rein, cœur, foie...) et les altérations neuro-humorales, immunitaires, métaboliques. Ainsi, les procédures expérimentales ne peuvent être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Les rats mâles jeunes seront randomisés dès l'âge de 4 semaines renterrons dans le protocole scientifique à l’âge de 6 semaines. Les animaux ne seront pas maintenus au sien de notre animale au-delà de 6 mois. Nous effectuerons nous même au sein de notre animalerie les reproductions nécessaires pour obtenir les 400 pck/pck Les deux sexes seront utilisés. Il n’y aura pas de mise à mort précoce liée au sexe, puisque mâles et femelles seront intégralement inclus dans les deux projets scientifiques.

60 souris rendues obèses par onze semaines d'un régime dont 60 % des calories viennent des graisses vont recevoir soixante-quatorze injections quotidiennes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles passent quinze pesées, deux mesures de composition corporelle et une session de soixante-douze heures en cage individuelle pour mesurer leurs dépenses énergétiques, isolement que le porteur reconnaît comme une nuisance pour une espèce sociale. Toutes sont tuées pour des prélèvements d'organes. Le projet teste le candidat médicament d'un client à un stade précoce de développement, et le porteur rappelle que plusieurs molécules anti-obésité autorisées ces vingt dernières années ont été retirées du marché pour effets secondaires graves.

Objectifs

L'obésité dans le monde a presque triplé depuis 1975, pour atteindre plus d'1 milliard de personnes en 2022, selon l'OMS. L'obésité est alors considérée comme un véritable fardeau de santé publique, pour lequel une variété de thérapeutiques, de procédures chirurgicales et de dispositifs médicaux sont actuellement à l'étude. Le présent projet est relatif à une étude menée à un stade précoce du développement d'un candidat médicament de notre client et vise à tester son efficacité anti-obésité chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisse. Le projet devra permettre de montrer l'impact d'un traitement chronique du candidat médicament sur l'appétit, les dépenses énergétiques et, en conséquence, sur le poids corporel du modèle d'obésité.

Bénéfices attendus

Ce projet s'inscrit dans le cadre du développement d'un composé anti-obésité visant l'humain. Alors que plusieurs molécules anti-obésité ont été autorisées ces vingt dernières années, un grand nombre d'entre elles se sont vues retirées du marché en raison d'effets secondaires graves. Seules 3 spécialités sont actuellement approuvées en Europe pour des traitements de longue durée du surpoids et de l'obésité, mais leur efficacité s'avère néanmoins très limitée. L'obésité est donc une pathologie présentant un besoin médical important sur le plan thérapeutique. Si l'issue du projet s'avère favorable, le développement dans lequel s'engage notre client pourrait aboutir à la mise sur le marché d'une nouvelle molécule anti-obésité.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (15 mesures au cours de l'étude; durée de la mesure : 1 minute); 2) Injection quotidienne de traitements ou du composé de référence ou véhicule (74 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 3) Analyse non invasive de composition corporelle (2 mesures; durée de la mesure: 2 minutes); 4) Mesure de dépenses énergétiques (1 session de mesures de 72h)

Impact sur les animaux

De par leur caractère social, l'hébergement en cage individuelle constituera une nuisance d’isolement sur les animaux. Les animaux garderont toutefois un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Les mesures de poids corporel et autres manipulations ainsi que les mesures de composition corporelle pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée. Les injections de traitement ou véhicule seront source de douleurs légères de courte durée et de stress. Enfin, le caractère obèse des souris sera source d'inconfort en réduisant légèrement leur capacité de mouvement.

Devenir

L'ensemble des animaux seront euthanasiés à l'issue de l'étude pour prélèvements d'organes nécessaires à des dosages biochimiques.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la composition corporelle, la prise alimentaire et les autres paramètres altérés dans le cadre des troubles métaboliques. Par ailleurs, bien que le composé testé ait fait l'objet de plusieurs études réalisées in vitro dans les premières phases de son développement, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été calculé et rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur l'analyse des paramètres d'intérêt mesurés sur le modèle de souris soumis à une alimentation enrichie en graisses. Ainsi, le nombre d'animaux par groupe a été adapté en fonction des paramètres d'intérêt de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Les données seront analysées par un test statistique adapté.

Raffinement

Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les traitements seront administrés par des expérimentateurs rodés à ce type de pratique. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques en cas de douleur avérée.

Choix des espèces

Le modèle de souris nourris avec une alimentation enrichie en graisses (60% de l'apport calorique provenant des graisses) est un des modèles de souris les plus classiquement utilisés et les mieux documenté dans le cadre d'études précliniques menées dans le contexte des troubles métaboliques. Les animaux seront utilisés au stade adulte âgés de 17 semaines (souris obèses) et de 18 semaines (souris non obèses). Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine ciblée par les composés testés, à savoir une population adulte et tient compte d'une période de préconditionnement de 11 semaines de régime enrichi en graisse réalisée chez notre fournisseur.

Nées avec une mutation qui réduit leur poids dès le sevrage, des souris modèles d'une maladie mitochondriale deviennent apathiques entre un mois et un mois et demi, et certaines perdent brutalement du poids puis s'isolent entre quatre et sept mois. Une échographie cardiaque sous anesthésie générale, un test sur tapis roulant et cylindre rotatif, une IRM cérébrale de trente à soixante minutes, deux administrations orales par jour pendant deux mois et trois prélèvements de sang à la veine submandibulaire jalonnent le protocole appliqué à 2 720 animaux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur range en sévérité modérée les seules nuisances liées aux gestes expérimentaux et décrit à part la dégradation due à la mutation, tout animal isolé dans sa cage ou ayant perdu plus de 20 % de son poids étant mis à mort. Les reproducteurs sont gardés pendant leur phase reproductive, de deux à six mois, puis tués comme tous les autres.

Objectifs

Les mitochondries jouent le rôle essentiel de centrale énergétique dans nos cellules. Les maladies mitochondriales regroupent de nombreuses pathologies héréditaires qui résultent d'un dysfonctionnement du métabolisme énergétique mitochondrial. Ces pathologies ont été associées à de nombreux symptômes incluant désordres du mouvement, cécité, surdité, épilepsie, accidents vasculaires, atteintes cardiaques ou encore neurodégénérescence. Les maladies mitochondriales peuvent débuter à tout âge, de la naissance, dans l'enfance et chez l’adulte jeune. A ce jour il n’existe pas de traitement curatif pour ces maladies. De ce fait, la recherche dans ce domaine des thérapies pour ces maladies mitochondriales est capitale. Nous avons identifié des médicaments candidats pouvant améliorer le fonctionnement des mitochondries. Certaines de ces molécules prometteuses ont été ensuite testées sur des cellules de peau de patients de maladies mitochondriales. Afin de tester les effets bénéfiques de ces médicaments sur un modèle in vivo, nous avons généré des souris présentant une mutation retrouvée chez des patients humains. Notre objectif principal pour ce projet est donc de caractériser en profondeur la pathologie de ces souris et valider l'efficacité des médicaments candidats identifiés, qui pourront ensuite être testés chez l’homme.

Bénéfices attendus

Ce projet est justifié d'un point de vue scientifique, car il propose d'étudier les effets de médicaments candidats dans les maladies mitochondriales, maladies qui ne bénéficient pas actuellement de traitements curatifs. Le développement d’une médecine mitochondriale est fortement compromis par l’absence de thérapies efficaces avec un nombre limité d'essais cliniques à ce jour. Raison pour laquelle la recherche sur les pathologies mitochondriales humaines s’oriente aujourd'hui résolument vers la thérapeutique. La présence de mutations pathogènes mitochondriales est responsable de maladies mitochondriales sévères et souvent fatales. Ainsi, déterminer l’impact de plusieurs médicaments pourrait permettre de restaurer le fonctionnement mitochondrial, apparaissant comme un objectif important, qui pourrait déboucher sur des essais cliniques pour les patients souffrant de maladies mitochondriales.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes: Echographie cardiaque sous anesthésie générale (30 minutes, 1 fois); Test de la fonction motrice sur tapis roulant et cylindre rotatif (durée variable en fonction des performances des animaux); Imagerie par Résonance Magnétique du cerveau (sous anesthésie, durée 30 à 60 minutes, 1 fois); Administration par voie orale par pipette du médicament supplémenté d’une solution appétante ayant pour but que les souris viennent spontanément prendre le médicament (gavage si nécessaire à l'aide d'une sonde adaptée dans le cas où il serait difficile de délivrer le médicament par la technique d’administration orale par pipette ou si la solution appétante ne faciliterait pas le processus) (2 fois par jour pendant 2 mois) et un prélèvement sanguin au niveau de la veine faciale submandibulaire (5 minutes maximum) à 1.5 mois, 2.5 mois et 3.5 mois (1 fois à chaque temps).

Impact sur les animaux

Les souris des deux modèles, présentant une mutation que nous allons utiliser, sont de nouveaux modèles murins pour lesquels nous décrivons un phénotype pour la première fois. Les effets indésirables de cette mutation sur le modèle se traduit par un poids plus faible dès le sevrage et un comportement apathique qui apparaît entre 1 et 1,5 mois pour le modèle KI/KO et entre 2,5 et 4 mois pour le modèle KI/KI. Nous avons observé qu'entre l'âge de 4 mois et 7 mois, certains animaux présentent une perte de poids brutale et un isolement dans la cage. Les jeunes souris peuvent également parfois présenter une dépilation transitoire. Les nuisances/effets indésirables causés par les expérimentations (manipulations/gestes expérimentaux sur l'animal) sont classées de sévérité modéré. Les prélèvements sanguins au niveau de la veine faciale submandibulaire sur souris vivantes nécessitent une anesthésie mais n'induisent pas de conséquences sur le bien être de l'animal. Dans le cas où il serait difficile de délivrer le médicament par administration par voie orale par pipette, le gavage remplacera cette technique. Celle-ci, si utilisée régulièrement, pourrait entraîner un stress chez l'animal, lié au geste de contention et du geste de gavage, et une irritation de l’œsophage lié à la répétition de l'administration.

Devenir

Les reproducteurs seront utilisés pendant leur phase reproductive (2 à 6 mois) puis mis à mort. Pour toutes les autres expériences prévues, tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure.

Remplacement

Nous utilisons des modèles cellulaires humains tels que les fibroblastes de peau pour répondre à certaines questions scientifiques. Cependant ces méthodes alternatives restent incomplètes pour l’étude de phénomènes physiologiques aussi complexes que les mécanismes impliqués dans les maladies mitochondriales, puisqu'elles ne tiennent pas compte l’ensemble des interactions biologiques existantes au sein d’un organisme tout entier. L'utilisation du modèle animal est donc une nécessité pour compléter nos résultats in vitro mais également pour la suite du programme de recherche et pouvoir valider et passer aux essais cliniques chez l'homme.

Réduction

Aucune expérience inutile ne sera menée. Nous réduisons au maximum le nombre d'animaux à utiliser pour obtenir des résultats exploitables au niveau statistique. Ainsi, nos expériences solides des méthodes Omics nous impose d'utiliser au minimum 15 souris/groupe expérimental par sexe pour la métabolomique. Pour la biologie moléculaire et l'histologie, des groupes de 8 animaux/génotype sont prévus, ce qui permet de réduire au maximum le nombre d'animaux sans compromettre l'obtention de résultats statistiquement valides.

Raffinement

Nous raffinons nos conditions d'expérimentation et d'hébergement pour le bien-être de nos animaux. En concertation avec la Structure de Bien-Etre Animal, les animaux sont hébergés dans des cages aux normes (au minimum par 2 et au maximum par 5) suivant l’âge et le poids des animaux. De plus les cages sont enrichies par des jouets (maisons, copeaux, papier…). Les animaux sont surveillés quotidiennement par le personnel compétent, et seront pris en charge selon la grille de points limites suivante: Perte de poids 20% = 3 points Diminution de la mobilité: légère = 1 point; modérée = 2 points; sévère = 3 points Isolement: 3 points. A partir de 1 point, un signalement sur la cage avec le numéro de l’animal concerné sera apposé, de telle sorte à ce qu’il y ait une attention particulière lors du contrôle quotidien pour déceler rapidement toute évolution négative, 2 points, surveillance bi-quotidienne de l'animal concerné, 3 points, l’animal est mis à mort en point limite. Pour les procédures de traitements des animaux, nous utiliserons au maximum, à la place du gavage, la technique dite MDA (micropipette-drug administration) qui consiste à donner oralement par pipette le médicament supplémentée d’une solution appétant pour habituer les souris à venir boire spontanément d’elle-même le médicament. En utilisant cette technique, nous évitons le stress et les irritations possibles par le gavage au niveau œsophage.

Choix des espèces

La souris est un excellent modèle pour les maladies humaines, car l'organisation de son ADN et l'expression de ses gènes sont très similaires à celles de l'homme. De plus, la disponibilité de souris génétiquement modifiées permet d'étudier finement les mécanismes sous-tendant la pathogenèse de ces maladies mitochondriales. Dans le présent projet, la souris que nous utilisons est un modèle de maladie mitochondriale unique, le seul qui permette d'étudier l'impact des médicaments candidats sur les fonctions mitochondriales dans les tissus habituellement affectés dans ces pathologies, que sont le cerveau, les muscles squelettiques et les coeur. Les animaux utilisés pour la mise en place de l'élevage le seront dans leur phase reproductive (2 mois à 6 mois). Pour la caractérisation de la maladie, les animaux seront utilisés entre les âges de 2 mois et 12 mois. De plus, nous traiterons les souris avec des médicaments candidats de l'âge de 1.5 mois à 4 mois dans la phase d'expérimentation de traitements potentiels.

Une nécrose, une ulcération de la tumeur ou une paralysie liée aux métastases comptent parmi les effets que le porteur juge possibles, et déclenchent la mise à mort. 400 souris, immunodéprimées ou immunocompétentes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales dans la mamelle, subissent l'exérèse chirurgicale de la tumeur en vingt minutes, jusqu'à quatre prélèvements de sang sous anesthésie et des micro-prélèvements pouvant aller à deux par jour. Le projet sert à caler les conditions de greffe et les fenêtres de traitement pour de futures études de composés, sans qu'aucun traitement y soit encore évalué, à raison de dix souris par groupe et jusqu'à dix études en un an.

Objectifs

Chaque année, le cancer affecte des millions de personnes et représente la deuxième cause de décès dans le monde. Les modèles murins jouent un rôle essentiel dans le domaine de l'oncologie, notamment, dans la compréhension de la physiopathologie du cancer, l’identification de nouvelles cibles et de nouveaux candidats médicaments ainsi que dans la compréhension des mécanismes de résistance. Les études menées dans le cadre de ce projet seront réalisées chez la souris. Les lignées murines utilisées pourront être immunodéprimée ou immunocompétente. L’objectif de ce projet préliminaire, situé en amont des études d’efficacité anti-tumorale de composés thérapeutiques, consiste à déterminer les conditions optimales de greffe de tumeur en intra-mammaire (dose cellulaire, souche de souris, utilisation de matrice de membrane basale, etc.), leurs caractéristiques de croissance tumorale ainsi que les fenêtres de début des traitements à mettre en œuvre pour chacune des lignées tumorales qui constitueront nos modèles d’études.

Bénéfices attendus

Le cancer est l’une des principales causes de mortalité dans le monde, avec 10 millions de décès en 2022. Malgré de nombreuses avancées dans les traitements proposés, le besoin médical en thérapies innovantes et efficaces est donc considérable. L’immunothérapie est aujourd’hui une nouvelle approche thérapeutique qui a permis une avancée majeure dans le traitement du cancer. Ce projet permettra de déterminer les conditions optimales de greffe de tumeur intra-mammaire et leurs caractéristiques de croissance tumorale afin de disposer de modèles fiables et robustes utilisables pour la sélection de composés thérapeutiques pour une éventuelle utilisation en clinique chez l’homme.

Procédures

• Sur animal vigile : Administration post-opératoire d’analgésique (2 à 3 fois, 15 s) ; Micro-prélèvement de sang (maximum 2 fois/jour, 15 s). • Sur animal anesthésié (anesthésie gazeuse) ; Greffe de cellules tumorales (1 injection, 15 s) ; Exérèse chirurgicale de la tumeur (1 fois, 20 min) ; Prélèvement de sang (maximum 4 fois, 30 s) ; Prélèvement de sang terminal (1 fois, 5 min).

Impact sur les animaux

Douleur légère ou modérée en post chirurgie mammaire. Stress et douleur légère lors des micro-prélèvements sanguins. Possibilité d’effets indésirables sévères liés à la greffe tumorale : Perte de poids, modification du comportement, nécrose, ulcération et/ou inflammation de la tumeur, paralysie (dans le cas de métastases).

Devenir

Mise à mort de tous les animaux lorsque l’une des conditions ci-après est remplie : Prélèvement d’organe ou de tumeur au cours ou en fin d’étude ; Atteinte d’un point limite justifiant la mise à mort.

Remplacement

Evaluer les effets pharmacologiques d’un composé thérapeutique visant à réactiver le système immunitaire implique d’être dans un système biologique complexe. En effet, son efficacité dépend de son métabolisme et de sa distribution dans l'organisme ainsi que des caractéristiques de son environnement (et de la tumeur), ce qui n’est, actuellement pas possible de reproduire in vitro. Pour pouvoir effectuer ces évaluations in vivo, il est indispensable d’utiliser en premier lieu un modèle tumoral maitrisé et bien caractérisé en recréant la pathologie par implantation de cellules tumorales chez la souris. L’animal porteur de tumeur devient ainsi un bon modèle expérimental pour évaluer les composés anti-cancéreux. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux dans le cadre de ce projet.

Réduction

En se basant sur les données de la littérature et notre expérience, 10 souris par groupe sont nécessaires pour obtenir des résultats, statistiquement interprétables, en tenant compte de la variabilité inter-individuelle et de celle du succès de l’induction et de la croissance tumorale. Ces études sont menées à l’aide de différents modèles statistiques. Les volumes de prélèvement de sang sont limités pour obtenir la quantité minimale strictement nécessaire pour la réalisation des analyses. Ceci permet de prélever plusieurs fois un même animal, dans la limite des règles d’éthique et limiter ainsi le nombre d’animaux par étude. Un maximum de 10 études sera mené sur 1 an. Au cours de l’étude, les organes et/ou tumeurs peuvent être prélevés pour mutualiser l’utilisation des animaux dans le but d’étudier différentes questions et paramètres au sein de la même étude et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisés en évitant la multiplication des expériences.

Raffinement

Les souris seront hébergées en groupes sociaux, avec un minimum de 2 enrichissements de milieu. Dans le cas où une souris doit être maintenue seule, un enrichissement supplémentaire sera ajouté dans la cage. Les souris seront hébergées dans des « zones protégées » dont les conditions d’environnement et d’hygiène sont contrôlées (barrière aseptique) pour éviter toute contamination et assurer ainsi le maintien de leur statut sanitaire. Le volume et la fréquence des prélèvements de sang suivront strictement les recommandations émises par la Structure chargée du Bien Être des Animaux (SBEA). En fonction du site de prélèvement, ils seront réalisés sous anesthésie gazeuse associée à un analgésique local. Le prélèvement terminal sera réalisé sous anesthésie gazeuse en combinaison avec un analgésique opioïde. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie gazeuse associée à un anti-inflammatoires non stéroïdiens et un analgésique opioïde. Les conditions d’asepsie en expérimentation animale seront respectées et la température des animaux régulée. Un traitement analgésique adapté sera dispensé jusqu’à 3 jours après l’intervention et une surveillance quotidienne des animaux sera réalisée pour s’assurer de la bonne tenue des sutures et de la bonne récupération des animaux. Au-delà de ces jours d’observation post opératoire et dans le cas d’absence de complications, ce suivi sera réalisé, au minimum deux fois/semaine. L’apparence/comportement de l’animal, l’aspect et le volume de la tumeur et la perte de poids seront suivis et évalués de manière précise grâce à un tableau de scoring. Ils pourront justifier la mise en place d’enrichissement supplémentaire, d’une surveillance accrue ou la mise à mort de l’animal. Le poids des animaux sera suivi au minimum deux fois/semaine. Dans ce cas, la fréquence des pesées sera augmentée et de la nourriture humidifiée ou gélifiée pourra être ajoutée dans la cage pour faciliter son accessibilité. Cette surveillance renforcée sera maintenue jusqu'à ce que leur poids ne diminue plus sur 2 pesées successives. Le volume des tumeurs sera suivi au minimum deux fois/semaine. L’aspect général de l’animal (apparence, comportement, aspect des tumeurs) sera suivi lors des mesures de poids ou du volume tumoral. Si un animal présente une lésion cutanée mineure, une pulvérisation de spray cicatrisant et antiseptique (jusqu’à 2 fois/jour jusqu’à guérison complète) pourra être réalisée.

Choix des espèces

Le choix de la souris comme modèle in vivo est guidé par le haut niveau de similarité de sa biologie par rapport à l’homme, les outils et les structures disponibles pour sa manipulation et des temps de gestation et de sevrage courts. De plus, l’analogie fonctionnelle des systèmes immunitaires murin et humain et l’existence de lignées immunodéprimées et/ou génétiquement altérées font de la souris un modèle pertinent pour analyser l’efficacité de nouvelles thérapies et la réponse immunitaire associée. Les souris utilisées auront un âge compris entre 7 et 30 semaines lors de leur entrée dans l’étude, âge auquel le système immunitaire de l’animal est décrit comme mature.

2 120 souris immunodéficientes vont être utilisées, chacune pouvant recevoir le traitement jusqu'à sept fois par semaine et passer deux séances d'imagerie hebdomadaires sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une greffe de cellules cancéreuses humaines sous la peau ou dans la prostate, des mesures répétées de la tumeur au pied à coulisse, un prélèvement de sang par semaine à la veine mandibulaire, puis une chirurgie de retrait de la tumeur. Toutes sont tuées pour que les tumeurs et les organes voisins soient prélevés. Le porteur indique que ses molécules ont déjà montré leur efficacité et leur spécificité sur des cellules, et renvoie au conditionnel la stratégie thérapeutique qui serait un jour proposée aux patients, alors que les greffes et les gestes répétés sont, eux, programmés.

Objectifs

Le traitement du cancer par chimiothérapie cible avant tout les cellules à renouvellement rapide dont les cellules cancéreuses mais pas que. Cette absence de sélectivité engendre des effets secondaires importants avec une une toxicité adjacente pour les tissus sains. Les autres traitements tels que les rayons peuvent également toucher les tissus sains autour de la tumeur et l'immunothérapie est un traitement lourd avec des effets secondaires qui altère l'état général car il y a nécessité de stimuler le système immunitaire. Au sein de notre laboratoire, nous avons développé des molécules thérapeutiques anti-cancéreuses dont l’efficacité et la spécificité ont été démontrées. L’innocuité du traitement chez la souris a été vérifié. Nous planifions d’utiliser des modèles tumoraux tels que 1) le développement des tumeurs primaires localisées sous la peau des souris (modèle classique d’oncologie pré-clinique) 2) le développement des tumeurs primaires localisées en orthotopiques (c’est-à-dire l’organe duquel les cellules tumorales sont issues) comme la prostate. Ces modèles permettront d'évaluer l’efficacité de molécules présentant des propriétés anticancéreuses. 

Bénéfices attendus

Ces molécules thérapeutiques ont déjà montré leur efficacité et leur spécificité sur des cellules Pour valider ces résultats, nous avons besoin que les tumeurs évoluent dans leur environnement de prédilection, à savoir dans un environnement en 3 dimensions complexe et multicellulaire, idéalement dans leur organe d’origine. C’est pour cela que nous allons réaliser des greffes de cellules cancéreuses humaines qui nous permettent de positionner les cellules tumorales dans leurs organes d’origine. En validant ces résultats chez la souris, nous pourrons à terme proposer une stratégie thérapeutique anti-cancéreuse aux patients qui ciblera spécifiquement la tumeur et aboliera la formation de métastases.

Procédures

Les animaux sont anesthésiés pour les procédures suivantes : - une implantation de cellules tumorales sous-cutanée (

Impact sur les animaux

La répététion des gestes techniques peuvent creer des nuisances chez les animaux . Pour limiter ces effets nous regroupons au maximum ces gestes pendant les séances d'imagerie où les animaux sont sous anesthésie générale. Les animaux seront soumis à l’injection des cellule tumorales sous cutanée avec une aiguille de très faible diamètre. Cette injection dure très peu de temps et n’aura lieu qu’une fois et sur des animaux endormis évitant leur douleur et stress. Par la suite, les gestes techniques : acquisition d’image , mesure du volume de la tumeur avec un pied à coulisse , retrait de la tumeur, prélevement d’un petit volume de sang à la joue auront également lieu sur animaux endormi pour éviter du stress supplémentaire. Une injection de d'une molécule permettant de visualiser la bioluminescence sera réalisée par voie intra péritonéale avec une aiguille de très faible diamètre d’un petit volume adapté qui nécessite quelques secondes de contention indolore. Des nuisances plus importantes peuvent être attendues dans la procédure de la greffe prostatique telles que des difficultés pour les animaux à se redresser completement sur les pattes arrières ou une gène liée à la chirurgie les heures suivantes. Pour limiter et éviter toute douleur et stress liée à la chirugie ou le retrait de la tumeur, les animaux seront sous anti douleur et l’accès à l’eau et la nourriture sera facilitée les heures suivant l'opération. Les animaux peuvent se défaire un point de suture ou la plaie peut ne pas bien cicatriser auquel cas l’expérimentateur refera immédiatement le point et desinfectera la plaie sous anesthésie. Par la suite, le développement de la tumeur peut générer une gène ainsi qu'une baisse de l'état général qui sera au maximum anticipé par l'expérimentateur. L’évolution de la taille de la tumeur sera donc surveillée 2 fois par semaine, sur animaux endormis, par le système d’imagerie in vivo (IVIS) non invasif qui detecte la luminescence de la tumeur.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, le développement des tumeurs sera suivi chez les animaux et les animaux seront mis à mort pour prélèvements. Les tumeurs ainsi qu'un grand nombre d'organes/de compartiments associés aux tumeurs seront prélevés juste après l'euthanasie.

Remplacement

Les molécules thérapeutiques ont été caractérisées in vitro avec la même lignée cellulaire utilisée chez la souris. Cependant le modèle d’étude doit nécessairement refléter la complexité multi cellulaire d’une tumeur avec son micro environnement multicellulaire complet. Les études réalisées in cellulo ne permettent pas de conserver et reconstituer le microenvironnement exhaustif des tumeurs et reproduire sa constitution globale, son évolution spatio-temporelle tels qu’ils ont lieu in vivo dans un organisme entier. En effet nous ne pouvons pas in vitro (ni dans les organoïdes, ni dans une flasque de culture) reconstituer tout le micro environnement sécrétoire, le stroma, le système immunitaire et l’endothélium autour des celles tumorales en 3 dimensions qui reflèterait la réalité d’une tumeur chez un patient.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux en expérimentation, nous avons réalisé une étude approfondie de la littérature actuelle concernant les modèles de greffe qu’on utilise pour ne pas reproduire des résultats d’expérience déjà réalisés. Grâce au système d’imagerie in vivo, il est possible de suivre longitudinalement et de manière non invasive les tumeurs bioluminescentes qui se développent au sein des animaux sans nécessiter d’euthanasie. Nous construisons également nos manips pour extraire un maximum d’informations par animal pour éviter l’utilisation d’animaux supplémentaires. Un projet pilote est également inclus pour calibrer le protocole et réduire le nombre des animaux nécessaire pour qualifier l’efficacité de la nouvelle molécule.

Raffinement

Les conditions d’hébergement se feront selon les recommandations de la directive 2010/63 EU. Du papier absorbant, du sizzle (lanières de papier kraft), des tunnels seront placés dans les cages afin d’améliorer le bien-être des animaux, de diminuer leur stress et de leur donner la possibilité de satisfaire leur instinct de nidification. Les animaux étant immunodéficients, le statut sanitaire sera strictement contrôlé, l’expérimentateur portera systématiques les EPI adaptés et les animaux seront manipulés sous un poste à sécurité microbiologique. Notre équipe à une expérience solide (>20 ans) dans l’expérimentation animale avec une formation continue des expérimentateurs pour être en cohérence avec les pratiques éthiques les plus récentes et approprié à nos modèles. Cela permet un suivi, une évaluation et une anticipationau plus juste de la souffrance animale. Les expérimentations ont été réfléchie de sorte que la majorité des gestes techniques qui peuvent générer du stress soient réalisées sur animaux endormis. La préhension se fera de cette façon : l’animal sera dirigé doucement sur notre main posée en coupelle dans la cage, avant de le poser sur une grille et d’effectuer la contention de l’animal. Les personnes qui réaliseront la chirurgie possède le diplôme de chirurgie et microchirurgie. Les chirurgies se feront en début de semaine afin de garantir le meilleur suivi des animaux les jours suivant l’opération. Les animaux sont posés sur un tapis chauffant pour éviter l’hypothermie et nous recouvrirons leurs yeux par du gel oculaire afin d’éviter le dessèchement. Les animaux sont sous anesthésie profonde surveillée par l’expérimentateur. De l’analgésique sera administré aux souris avant et après l’opération pour éviter toute douleur. En complément du tapis chauffant, les animaux seront délicatement déposés entre deux chaufferettes préalablement réglées à 37°C. Les animaux sont remis dans leur cage sur du coton afin d’améliorer leur confort. Des granulés alimentaires déposés dans la cage afin d’éviter le redressement. Une attention particulière sera portée à la récupération post-implantation des tumeurs. L’angoisse et la souffrance seront évaluées par des observations quotidiennes comportementales et physiologiques. Des points limites ont été définis pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal. Dès les 1ers signes anticipant l’apparition du point limite, la décision d’euthanasier l’animal sera prise pour éviter toute souffrance.

Choix des espèces

Les souris sont un excellent modèle d’étude selon plusieurs critères : -La littérature scientifique définit le modèle murin comme pertinent pour étudier le développement tumoral en particulier pour une greffe avec cette lignée cellulaire. -La souche utilisée est immunodeficiente pour limiter le rejet de la greffe. -Leur petite taille facilite la manipulation en particulier pour le suivi de croissance tumorale avec l’imagerie in vivo où plusieurs souris peuvent être placées en même temps dans l’appareil d’imagerie Les souris adultes peuvent être utilisées pour le projet . En effet nous nous intéressons à la pathologie du cancer de la prostate chez l’adulte humain. Les souris utilisées dans nos expériences devront avoir atteint un âge considéré comme adulte (après la maturité sexuelle à 6 semaines).