Recherche appliquée

Jusqu'à dix-neuf injections sous la peau, trois injections dans la veine de la queue et un prélèvement de sang : 80 souris dépourvues de système immunitaire subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyser leur sang et leur tumeur. Chaque animal porte une tumeur humaine greffée sous la peau, mesurée au pied à coulisse trois fois par semaine pendant huit semaines au maximum. Le projet vise à vérifier chez la souris l'effet de cellules immunitaires modifiées qui ont déjà éliminé des cellules cancéreuses en culture, pour des cancers de l'ovaire et du sein. L'effectif de 80 animaux repose sur un "outil statistique" que le porteur ne nomme pas.

Objectifs

L’immunothérapie dans le domaine du cancer est une approche thérapeutique qui vise à stimuler le système immunitaire du patient pour qu’il puisse éliminer les cellules cancéreuses. Parmi les approches disponibles, il est possible de récupérer certaines cellules immunitaires du patient, de les modifier afin qu’elles reconnaissent spécifiquement les cellules cancéreuses avant de les réinjecter au patient. Cette approche, appelée thérapie cellulaire, a démontré son efficacité dans de nombreux essais cliniques pour le traitement de différents cancers. Nous avons réussi à générer des cellules immunitaires modifiées capables de reconnaître différents types de cancers, tels que le cancer de l’ovaire et un sous-type de cancer du sein très agressif. De plus, nous avons démontré que ces cellules immunitaires modifiées sont capables d’éliminer des cellules cancéreuses in vitro. Cependant, il est nécessaire de vérifier leur potentiel thérapeutique in vivo. Dans ce projet, l’objectif est d’évaluer la capacité de cellules immunitaires reconnaissant notre cible à éliminer les cellules cancéreuses des 2 types de cancer dans ce modèle de souris.

Bénéfices attendus

En cas de résultats positifs, cette étude permettra de valider une nouvelle approche thérapeutique innovante pour les patients atteints de cancer, notamment de cancers de l’ovaire et du sein qui ne répondent pas aux traitements standards. Ceci accélèrera la validation préclinique de cet outil thérapeutique afin d’entamer le transfert vers la clinique.

Procédures

Pour réaliser l’unique injection sous-cutanée de cellules cancéreuses humaines, la souris est maintenue environ 15 secondes. A la suite de cette injection, la souris développera une tumeur sous-cutanée. La croissance tumorale est suivie par des mesures au pied à coulisse 3 fois par semaine, l’animal est maintenu immobile environ 25 secondes. Les injections intraveineuses (1 injection par semaine pendant 3 semaines, soit 3 IV/souris) se feront au niveau de la veine de la queue (1 min d’immobilisation). Pour la procédure 1, les injections sous-cutanées de la molécule de soutien des cellules lymphocytes ou sérum physiologique seront réalisées trois fois par semaine pendant 8 semaines maximum soit 19 injections sous cutanée au total. La souris est maintenue 15 secondes pour ce geste. Ces injections seront réalisées dans la procédure 2 que si elles démontrent un effet bénéfique sur l’efficacité du traitement. Un prélèvement sanguin sera également réalisé sur animaux vigiles, l’animal est maintenu immobile environ 50 secondes (15 secondes pour l’application de l’anesthésique puis 45 secondes pour le prélèvement). Les souris seront également pesées deux fois par semaine, la souris est maintenue environ 15 secondes.

Impact sur les animaux

L’injection des cellules tumorales en sous-cutanée dans le flanc droit de la souris devrait entrainer une douleur temporaire et légère. A la suite de cette injection les animaux développeront des tumeurs localisées sous la peau de l’animal. Le suivi de la croissance tumorale sera effectué par mesure au pied à coulisse et n’entraînera aucune douleur, à l’exception peut-être d’un léger stress temporaire. L’injection sous-cutanée de molécule de soutien des cellules lymphocytes pourrait entrainer un désagrément voire une douleur temporaire légère. L’injection intraveineuse de cellules immunitaires modifiées pourrait engendrer une douleur légère passagère intraveineuse. Le prélèvement sanguin peut entraîner une douleur modérée, qui est atténuée par l’utilisation d’une anesthésie locale.

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir analyser la composition du système immunitaire dans le sang et au sein de la tumeur.

Remplacement

Ce modèle permettra d’évaluer l’efficacité d’une thérapie utilisant des cellules immunitaires modifiées. Les animaux sévèrement immunodéprimés correspondent au modèle majoritaire pour l’évaluation de l’efficacité de ce type de traitement, puisqu’elles permettent la greffe de cellules tumorales humaines et l’injection de cellules immunitaires humaines en l’absence de cellules immunitaires murines. Ce modèle est le seul modèle vivo disponible dans le cadre de notre projet, aucune alternative non-animale n’est aujourd’hui disponible pour s’assurer de la fonctionnalité des cellules immunitaires génétiquement modifiées in vivo, ce qui est un des objectifs de cette étude.

Réduction

La première procédure devrait nous permettre de sélectionner la condition expérimentale permettant d’observer le meilleur effet de notre traitement. Cette condition sera utilisée à la fois dans la procédure 2 et, par la suite, pour évaluer d’autres candidats de thérapie cellulaire. Nous avons utilisé un outil statistique pour déterminer le nombre minimal d’animaux nécessaires et suffisants pour garantir la validité scientifique de l’étude. Par ailleurs, un nombre optimal d’échantillons et de données seront collectés pour chaque animal, afin d’utiliser le nombre minimal d’animaux nécessaires pour répondre à l’ensemble des questions de l’étude.

Raffinement

Les animaux utilisés dans ce projet n’ont pas de système immunitaire, ils sont donc incapables de lutter contre des infections virales ou bactériennes. Ils doivent être hébergés dans un environnement protégé pour éviter toutes contaminations. Les analyses de croissance des tumeurs sont non-invasives (mesure au pied à coulisse) et ne requièrent pas d'injection d'anesthésiant ou d'antalgique. L'effet des composés sur l'état physiologique des souris est suivi par l’observation quotidienne des animaux par des personnes compétentes, par la pesée des animaux et la mesure du développement tumoral. Des points limites adaptés sont définis de manière objective, incluant des critères d'arrêt de l'expérience en cas de souffrance. Aucun effet indésirable lié à l’injection des cellules immunitaires humaines dans le modèle de souris utilisé n’est attendu. Le prélèvement sanguin peut entrainer une douleur, pour pallier cela les animaux sont traités par un anesthésique local quelques minutes avant le prélèvement.

Choix des espèces

Les souris utilisées correspondent au modèle majoritaire pour l’évaluation de l’efficacité des thérapies cellulaires utilisant des cellules immunitaires puisqu’elles permettent la greffe de cellules tumorales humaines et l’injection de cellules immunitaires humaines en l’absence de cellules immunitaires de souris. Ce modèle est le seul modèle vivo disponible dans le cadre de notre projet, aucune alternative non-animale n’est aujourd’hui disponible pour s’assurer de la fonctionnalité des cellules immunitaires transférées in vivo, ce qui est l’objectif de cette étude. Les animaux utilisés seront à l’âge de 6-8 semaines afin de pouvoir réaliser les greffes sous-cutanées et l’injection en intraveineuse des cellules immunitaires dans des conditions optimales.

Les expérimentateurs injectent des cellules cancéreuses dans le coussinet graisseux de la glande mammaire, sans anesthésie, geste qu'ils décrivent comme rapide et précis. 780 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever les tumeurs, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec cinq minutes d'irradiation sous anesthésie par animal. Les tumeurs peuvent provoquer une perte de poids, une mobilité réduite et des ulcérations traitées localement, la mise à mort intervenant quand l'ulcération ne s'améliore pas en trois jours. Le porteur écrit par ailleurs que l'irradiation externe n'induit pas d'effet indésirable connu chez la souris.

Objectifs

La radiothérapie aide le système immunitaire à combattre les tumeurs en libérant de l'ADN tumoral. Cet ADN est capté par des cellules spéciales qui activent les lymphocytes, des cellules qui éliminent les cellules tumorales. Ce processus se produit même en dehors de la zone irradiée. Cependant, on ne comprend pas encore bien comment l'ADN tumoral stimule le système immunitaire pendant la radiothérapie. Une enzyme appelée DNASE1L3 dégrade l'ADN libre et empêche normalement une réaction immunitaire. Cette enzyme est produite par certaines cellules du système immunitaire. Des études préliminaires ont montré que, chez des souris avec des tumeurs mammaires, l'absence de DNASE1L3 réduit l'efficacité de la chimiothérapie et la réponse immunitaire. Dans le contexte du cancer, DNASE1L3 pourrait aider à renforcer l'effet de l'ADN tumoral libéré par les traitements anticancéreux. Le projet vise à comprendre le rôle de cette enzyme dans la stimulation du système immunitaire par l'ADN tumoral après radiothérapie, en utilisant un modèle de cancer du sein triple négatif. Pour cela, des tumeurs seront greffées sur des souris avec et sans cette enzyme, puis irradiées. Les tumeurs seront analysées pour comprendre l'impact de l'enzyme sur le traitement par radiothérapie.

Bénéfices attendus

Sur le court terme, notre projet permettra de mieux comprendre le rôle de la DNASE1L3 sur l’ADN tumorale relargué après irradiation. Ce projet permettra d’améliorer la compréhension de l’effet de l’irradiation sur les tumeurs. A long terme, il permettra d’apprécier de nouvelle piste thérapeutique, plus spécifiquement dans le cadre du cancer du sein triple négatif, qui aujourd’hui reste encore très difficile à traiter par les traitements classiques. Ce projet pourrait déboucher sur un traitement basé sur la supplémentation Dnase1l3 pour les patientes atteintes par ce type de cancer.

Procédures

Tous les animaux seront injectés avec des cellules cancéreuses au niveau du coussinet adipeux de la glande mammaire. Ce geste est rapide et précis, et ne nécessite pas que les animaux soient anesthésiés. Les animaux seront anesthésiés pendant l’irradiation qui durera 5 minutes par souris. Les souris seront maintenues en contentions maximum 1 minute pour la greffe et pour le suivi clinique.

Impact sur les animaux

La greffe de tumeurs orthotopiques dans le coussinet adipeux de la glande mammaire peut induire une perte de poids des souris et une mobilité réduite suivant la taille de la tumeur et sa localisation de prise sur la souris. Pour ce modèle, nous avons fixé le volume de tumeur maximum au-delà desquels les souris devront être euthanasiées pour éviter des douleurs importantes. Pour ces raisons, nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation nous permettant de déterminer des points limites suffisamment précoces afin de limiter la douleur au maximum. A cette fin, les animaux seront surveillés quotidiennement. Les tumeurs sont mesurées deux à trois fois par semaine à partir de l’injection des cellules. Aussi, des signes de souffrance manifestes comme la piloérection, une perte de mobilité ou la prostration de l’animal sont également des points limites adaptés. De plus, nous considérons qu’une souris isolée du reste du groupe est un signe de souffrance et un point limite suffisamment précoce. L’irradiation externe n’induit pas à notre connaissance d’effet indésirable chez les souris.

Devenir

Il est nécessaire d’euthanasier les animaux afin de prélever les tumeurs mammaires et de les utilisés à de fins expérimentales.

Remplacement

Afin d’étudier la fonction de la composante d’intérêt dans l’immunité antitumorale et dans la régulation de l’efficacité thérapeutique de traitements anti-cancéreux nous utilisons des animaux de phénotype sauvage et déficient en cette composante d’intérêt. Ainsi cette étude ne peut pas être réalisée avec des échantillons humains. De plus nous étudions l’interaction entre le système immunitaire et les cellules tumorales dont la modélisation dans un système d’organoïdes n’est pas à ce jour optimale et ne peut remplacer les modèles in vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux a été fixé à 15 par groupe afin d’avoir une analyse statistique robuste, tenant compte de l’hétérogénéité dans la prise tumorale. Les différentes analyses statistiques seront réalisées à l’aide d’un logiciel statistique. Concernant la colonie nécessaire à ce projet, les souris femelles seront utilisées pour le modèle de carcinome mammaire, tandis que les souris mâles seront utilisées pour d’autre projet faisant l’objet d’une autre DAP dans un autre institut.

Raffinement

Nous avons établi des point limites gradés, précis et adaptés pour toutes les procédures (décrits dans la section procédure) mises en œuvre au cours de ce projet. Si les animaux atteignent ces points limites, cela constitue un critère d’arrêt de l’expérimentation et les animaux seront euthanasiés par dislocation cervicale. L’approche des points limites entrainera une surveillance accrue des animaux (suivi journalier du poids, du volume tumoral et du comportement) afin réduire au minimum les nuisances sur le bien-être des animaux. Concernant l’enrichissement du milieu, les souris disposent de carrés en cellulose pour la formation d’un nid commun confortable. En cas d’isolement forcé d’une souris dans une cage, un abri supplémentaire sera également fourni. Dans les cas d’apparition d’une ulcération au niveau de la tumeur, un traitement local pourra être appliqué pour traiter l’ulcération. Si celle-ci ne s’améliore dans les 3 jours, la souris sera euthanasiée.

Choix des espèces

Les études débuteront quand les souris auront à minima 8 semaines afin de garantir un système immunitaire mature, et dans le cas du modèle de carcinome mammaire ce délais correspond la maturité sexuelle des souris femelles pour l’injection des lignées E0771-HER2, pour une meilleure vraisemblance avec les cancers du sein humains.

Tués pour prélèvement d'organes, 3 750 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Vingt-quatre injections d'un agent inducteur, une tous les trois jours pendant huit semaines, leur provoquent une fibrose du foie, avant l'administration des composés à tester pendant quatre à huit semaines. S'y ajoutent des prélèvements de sang sur animaux vigiles, jusqu'à trois dans la même journée. Le porteur qualifie la fibrose hépatique de pathologie silencieuse qui ne déclenche aucun signe clinique douloureux, et conclut que le modèle rat est "incontournable".

Objectifs

La fibrose hépatique représente un enjeu majeur de santé publique dont l’importance ne cesse de s’accroitre. Cette dernière est une maladie complexe qui résulte d’une augmentation de la fibrose du foie dont l'évolution conduit à la greffe d'organe ou à la létalité. Ce projet vise à tester des composés dans un modèle de fibrose hépatique chez le rat, modèle très proche de la pathologie humaine.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de tester et développer de nouvelles approches thérapeutiques innovantes ayant le potentiel d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients atteints de fibrose hépatique.

Procédures

1) l’injection d’agent inducteur tous les 3 jours pendant 8 semaines (24 injections de 1ml en moins de 10 sec) 2) Un prélèvement de sang de 200 µL (moins de 30 secondes) pourra également être réalisé après 4 semaines afin de pouvoir randomiser les animaux sur leurs taux de transaminase. 3) Afin de relier l’efficacité des composés à leurs taux sériques, une pharmacocinétique pourra être effectuée une fois par étude. Ainsi, au maximum 3 prélèvements d’environ 30μL de sang par rat (en moins de 30 secondes) seront réalisés pendant la même journée ou étalés sur 2 journées. Le volume total de ces prélèvements n’excédera pas 10% du volume sanguin du rat et les prélèvements seront effectués sur animaux vigiles. 4) Les composés et leurs solvants seront administrés pendant 4 à 8 semaines maximum : moins d’une minute à chaque administration, sur animal vigile.

Impact sur les animaux

Le degré de sévérité de la procédure expérimentale dans laquelle sont inclus les animaux est modéré. La fibrose hépatique est une pathologie silencieuse qui ne déclenche pas de signe clinique douloureux chez l’Homme ou l’animal. Les injections et les prélèvements sanguins induisent une douleur de courte durée. L’animal peut subir un stress au cours de l’anesthésie ou lors de l’administration par gavage ou lors des injections.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes.

Remplacement

Les modèles animaux représentent un outil incontournable dans l’étude des mécanismes immuno-pathologiques et fibrotiques. Aucun modèle alternatif in vitro n’est disponible pour étudier les mécanismes cellulaires complexes intervenant dans la physiopathologie de la fibrose hépatique. Le rat représente un modèle très performant et hautement informatif car la fibrose ressemble beaucoup à la fibrose observée chez l’Homme. Étant donné que le paramètre principal étudié dans ce projet est la survenue d’une maladie résultant d’un ensemble complexe d’acteurs cellulaires et de médiateurs solubles, l’utilisation du modèle rat est incontournable.

Réduction

Nous utiliserons un modèle bien établi dans la littérature afin de limiter la phase de mise au point et ainsi de réduire le nombre d’animaux. Le nombre de rat utilisé par groupe sera réduit au minimum tout en permettant une bonne analyse statistique.

Raffinement

La fibrose hépatique est une pathologie silencieuse qui ne déclenche pas de signe clinique douloureux chez l’Homme ou l’animal. Les injections et les prélèvements sanguins peuvent induire une douleur de courte durée de ce fait, un analgésique local pourra être ajouté avant la réalisation des prochaines. Les points limites pour chaque procédure ont été établis afin d’éviter toute souffrance indésirable des rats, cette grille de points limites sera appliquée tout au long du projet. De plus, Les animaux sont hébergés dans des cages adaptées, pour préserver leurs interactions sociales et limiter les phénomènes de disputes ou de stress engendrés par une surpopulation. L’environnement est enrichi par des objets adaptés à l’espèce. Les animaux sont observés quotidiennement par le personnel de l'animalerie formé au bien-être des animaux et par les expérimentateurs.

Choix des espèces

L'utilisation de rat est basée sur une littérature abondante décrivant les différents modèles de fibrose hépatique chez le rat, cette dernière étant très proche de celle observée chez l’Homme. Les animaux seront utilisés au stade adulte afin d’évaluer les composés d’intérêt sur un organe mature.

Pour tester un anticorps couplé à une chimiothérapie censé tuer les cellules immunitaires régulatrices installées dans les tumeurs, 244 souris transgéniques vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Une injection de cellules tumorales sous anesthésie locale ouvre le protocole, suivie d'une à quatre injections du produit selon les groupes. Le porteur indique que la tumeur peut provoquer une gêne modérée, douleur et perte d'appétit, en fin de procédure quand le traitement reste inefficace, et qu'une toxicité modérée du produit est possible. Les points limites annoncés sont qualifiés de précis et précoces, sans être détaillés.

Objectifs

Une immunothérapie est actuellement approuvée pour le traitement de nombreux cancers localisés et métastatiques. Cependant, de nombreux effets secondaires sont liés à ce traitement. Pour remédier à cela, l'administration intratumorale d'immunothérapies est apparue comme une solution potentielle, visant à atténuer les effets secondaires grâce à une exposition systémique réduite tout en augmentant l'efficacité. Certaines cellules jouent un rôle clé dans la prévention des maladies auto-immunes et inflammatoires. Cependant, leur accumulation dans les tumeurs supprime l'immunité anti-tumorale et ils ont donc un rôle délétère dans le traitement des cancers. L'objectif de notre projet est de démontrer qu'un ciblage thérapeutique ciblant et tuant spécifiquement ces cellules intratumorales permettrait de développer des réponses immunitaires anti-tumorales plus spécifiques contre le cancer et moins toxiques pour les tissus sains. Pour cibler ces cellules, nous avons développé une construction comprenant un anticorps (ciblant une protéine spécifiquement exprimé par les cellules immunitaires activées) relié à une molécule de chimiothérapie. Ce médicament pénètrera dans la cellule cible, relarguera la chimiothérapie dans la cellule et entraînera sa mort. Nous avons développé un tel médicament dans le but de cibler et de tuer les cellules d'intérêt. De plus, l'administration intra-tumorale de ce médicament permettrait de maximiser l’efficacité locale du traitement tout en minimisant sa toxicité systémique. L’objectif de ce projet est donc de montrer l’efficacité de notre médicament dans sa capacité à réduire la tumeur, de trouver la combinaison d'anticorps+molécule de chimiothérapie la plus efficce possible et de déterminer la dose minimale efficace dans un modèle murin transgénique humanisé.

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est de montrer l’efficacité d’un nouveau médicament contre le cancer. En conjuguant un médicament d'immunothérapie à une chimiothérapie, une amélioration du traitement est attendue tout en limitant les effets secondaires. Ce nouveau traitement via son mode d'administration et sa nature pourrait donc être plus efficace et moins toxique que les traitements conventionnels actuels. Par conséquent, les bénéfices attendus sont importants car ce nouveau traitement pourrait avoir un impact significatif sur la vie de nombreux patients. En effet, étant donné que ce nouveau médicament agit sur des cellules immunitaires potentiellement présentes dans tous les types de cancer, il pourrait être utilisé dans de nombreuses indications et changer la vie de nombreux malades.

Procédures

Injection de cellules tumorales, 1 par souris, durée 30 secondes, sous anesthésie locale. Traitement sous anesthésie générale ou locale en fonction des traitements et 4 injections/souris ou 1injection/souris en fonction des groupes. L'injection dure moins de 1 min.

Impact sur les animaux

Les injections de cellules tumorales et les traitements entraîneront un stress physique et transitoire (préhension) et une douleur et une contrainte légère et transitoire lors de l’injection du produit. Les injections se feront sous anesthésie locale ou générale en fonction du type d'injection. Les tumeurs peuvent entraîner une gène légère pour les souris recevant des traitements et une gêne modérée (douleur modérée, perte d'appétit potentielle) en fin de procédure si le traitement est inefficace. Une toxicité modérée du traitement pourrait être observée (fatigue accrue, douleurs).

Devenir

En fin de procédure, tous les animaux sont euthanasiés car ils seront tous porteurs de tumeurs et les organes seront utilisés pour faire des analyses sur tissus post-mortem.

Remplacement

Les modèles cellulaires alternatifs ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité notamment dans le cadre d’injection d’immunothérapies qui font intervenir le système immunitaire et qui nécessitent un organisme vivant entier. L’utilisation des modèles appliqués in vivo reste indispensable. Cependant, le choix de la chimiothérapie qui va composer l'ADC a été basé sur des études in vitro réalisées sur des lignées cellulaires. Nous étudierons également la toxicité induite par l'ADC ce qui implique l'utilisation de modèles in vivo puisqu'il n'est pas possible d'évaluer la toxicité sur des modèles cellulaires in vitro.

Réduction

Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, d'après les données bibliographiques et nos connaissances sur ces types cellulaires, le taux de prise de ces lignées est estimé à 80%. Cette valeur pourra être affinée lors des premières étapes du projet, pour diminuer le nombre d'animaux utilisés. Compte tenu de la prise de greffe, des critères objectifs d'efficacité de traitement ont été définis. Concernant l'analyse des critères d'évaluation de l'efficacité anti-tumorale, une étude statistique préliminaire a permis d'établir le nombre d'animaux greffés.

Raffinement

Les souris sont greffées sous anesthésie générale. Les administrations intratumorales seront réalisées sous anesthésie générale et les injections intraveineuses sous anesthésie locale. Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement le développement de la tumeur ou l'apparition de signes cliniques. Des points limites précis et précoces ont été définis et seront strictement respectés. Si des signes de douleur sont détectés, un analgésique adapté sera administré. Les animaux seront hébergés en groupe. Un enrichissement adapté sera présent dans toutes les cages. En cas de suspicion de mal-être, un enrichissement supplémentaire sera ajouté.

Choix des espèces

La souris est le modèle le plus utilisé en oncologie. Leur système immunitaire a été très largement caractérisé. L'utilisation d'une souche transgénique pour la protéine d'intérêt permettra de tester notre candidat médicament (composé de l’anticorps humain) sur lequel nous avons déjà fait des études in vitro et de réutiliser ces données dans le cadre d’études in vivo. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte correspondant à un développement optimal du système immunitaire.

Deux incisions de six millimètres sont pratiquées dans la peau du dos de 164 souris pour déclencher la formation de neurofibromes, tandis que 196 puis 32 autres sont isolées quinze jours en cage individuelle, au sevrage ou à un an. L'effectif déclaré est pourtant de 188 souris, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour que leur peau soit disséquée. Le porteur annonce une douleur aiguë et une baisse d'activité après les incisions, malgré la lidocaïne appliquée au préalable, ainsi qu'un stress lié à l'isolement. Il conclut néanmoins que les tumeurs développées par ces souris n'entraînent "pas de phénotype dommageable", au motif qu'elles restent invisibles à l'œil nu, quand les mêmes tumeurs chez les patients humains provoquent, selon son propre texte, démangeaisons et douleurs.

Objectifs

La neurofibromatose de type I est une maladie génétique qui touche environ 1 personne sur 3000. Elle se caractérise par l'apparition de nombreuses tumeurs bénignes appelées neurofibromes cutanés, qui se développent au niveau des terminaisons nerveuses de peau. Ces tumeurs, dont le nombre peut atteindre des milliers peuvent causer des démangeaisons et des douleurs et ont un impact majeur sur la qualité de vie du patient. Les mécanismes responsables de leur développement sont mal connus, et il n'existe pas de traitement efficace pour prévenir ou stopper leur développement. A l’aide d’un modèle murin de la Neurofibromatose de type 1 nous avons récemment montré que (i) le trauma de peau induit le développement de neurofibromes cutanés, (ii) le développement des neurofibromes cutanés est transitoire et suit 3 phases : initiation, progression et stabilisation, chacune caractérisée par des changements cellulaires et moléculaires. En caractérisant ces différentes phases, nous avons identifié deux protéines comme potentielles cibles thérapeutiques pour traiter les neurofibromes cutanés en phase de progression (croissance) et en phase de progression (croissance) ou de stabilisation (stade mature), respectivement. Le but de la première partie de ce projet est ainsi d’explorer le rôle et potentiel thérapeutique de ces deux protéines dans le développement des neurofibromes cutanés. Pour cela nous utiliserons le modèle murin de la Neurofibromatose de type 1 développant des neurofibromes cutanés en combinaison avec des outils génétiques ou pharmacologiques. De plus, nous avons observé que dans la peau saine de souris mutantes de la Neurofibromatose de type 1 sans trauma et sans neurofibromes cutanés, la densité de cellules de Schwann (cellules à l'origine des neurofibromes cutanés) était plus importante que dans la peau saine d’animaux sains (contrôles). La deuxième partie de ce projet vise ainsi à caractériser plus en détail la peau saine des souris mutantes pour la neurofibromatose de type 1 et la comparer à celle de souris saines (contrôles).

Bénéfices attendus

Les mécanismes responsables du développement des neurofibromes cutanés sont mal connus, et il n'existe pas de traitement efficace pour prévenir ou stopper leur développement. Les rôles de deux protéines: la Ténascine-C et la Périostine dans leur développement n’ont jamais été explorés et constituent de nouvelles pistes mécanistiques et thérapeutiques. La peau saine d’individus atteints de la Neurofibromatose de type 1 n’a jamais été caractérisée en détails bien que ce soit une question importante puisque à ce jour, l’hétérogénéité en nombre, taille et localisation des neurofibromes cutanés observée chez les patients reste inexpliquée.

Procédures

Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale courte (de l’ordre de 10 min) correspondant à l'induction de deux petites lésions incisionnelles manuelles de 6 mm de longueur et moins de 1 mm de profondeur (l'incision est réalisée sur l'épaisseur totale de la peau de la souris qui est très fine, de l'ordre de moins d'1 mm). Cela concerne 164 animaux. Certains animaux seront isolés dans des cages individuelles dès le sevrage à 1 mois, pendant 15 jours avant d’être mis à mort, cela concerne 196 animaux. Finalement 32 animaux seront isolés dans des cages individuelles à partir de l'âge d'un an, pendant 15 jours avant d'être mis à mort.

Impact sur les animaux

Les neurofibromes cutanés développés par les souris mutantes NF1 sont des tumeurs qui restent superficielles et se développent en région dorsale à partir de 2 mois. Elles sont plates et peuvent atteindre un diamètre de quelques millimètres mais leur épaisseur demeure très fine (de l’ordre de 1 mm maximum), ce qui les rends non détectables à l’oeil nu sans utilisation d’une loupe à épifluorescence. Leur volume est donc négligeable par rapport à celui de la souris. Leur nombre peut être d’une quinzaine par souris. Aucun effet nuisible ou indésirable lié à l’absence de Ténascine-C ou à l’inhibition de Périostine n'est attendu en prenant en compte des travaux similaires récemment publiés. Des nuisances sont cependant à prévoir suite à l'induction de lésions manuelles (douleur aigüe, diminution des mouvements et de l’activité normale due à l’inconfort), bien que de la lidocaïne soit appliquée préalablement pour en atténuer les effets. Des nuisances liées au stress des manipulations, à la contention des souris, à l’anesthésie générale et aux gestes techniques d’injections sont également à prévoir. Enfin, lorsque les souris seront gardées seules dans des cages isolées, du stress est à prévoir.

Devenir

A la fin de chaque procédure tous les animaux seront mis à mort pour que leur peau puisse être disséquée et analysée.

Remplacement

Pour le Remplacement ; à notre connaissance, il n’existe aucun autre modèle animal, ni système in vitro, récapitulant le développement des neurofibromes cutanés et permettant d’évaluer le rôle de ces deux protéines dans ce processus. De plus, il n’existe pas d’inhibiteur pharmacologique pour inhiber l’activité de la Tenascine-C, il est donc nécessaire d’utiliser les animaux mutants pour inactiver la Ténascine-C de façon génétique et évaluer son rôle dans le développement des neurofibrmes cutanés. Enfin, l’hébergement des souris en isolation est le seul moyen de prévenir les morsures et donc les lésions de peau induisant le développement des neurofibromes cutanés.

Réduction

Pour la réduction du nombre d'animaux dans ces procédures expérimentales, nous nous sommes basés sur des expériences similaires déjà documentées dans la littérature. En effet, la connaissance approfondie du modèle de souris NF1, le traitement à la cilengitide, l'inactivation génétique de la Tenascin-C, ainsi que la réalisation de lésions cutanées nous permet d’utiliser des modèles maîtrisés. Cela évite les mises au point préalables, réduisant ainsi le nombre d'animaux nécessaires. De plus, en se basant sur une analyse statistique, le nombre d'animaux est optimisé pour garantir des résultats statistiquement significatifs avec le minimum d'animaux nécessaires. Cela inclut l'utilisation de techniques comme l'analyse de puissance pour déterminer le nombre d'animaux requis.

Raffinement

Pour le Raffinement ; de la lidocaïne sera appliquée sur la peau du dos des souris avant la réalisation des lésions afin de limiter la douleur liée à cette procédure. À la suite des lésions, l’état des souris sera évalué une fois par jour pendant une semaine puis deux fois par semaine pour le reste de la durée du suivi (1 mois). Lors de ces visites le poids, l’activité, d’éventuels signes d’inflammation au niveau des points d’injection, une éventuelle paralysie, l’état de stress et de douleur des souris (poils hérissés) seront évalués. En présence de tels signes persistants (plus de 24h), les souris seront mises à mort via une anesthésie générale par dislocation cervicale. Le personnel de l’animalerie nous informe également régulièrement (lors des changements de cages notamment) de l’état de santé des souris. Pendant toute la durée de l’expérimentation les animaux seront hébergés dans des cages contenant du coton ainsi que des maisons et rouleaux en carton. Contrairement aux patients atteints de la Neurofibromatose de type 1, les souris mutantes pour la Neurofibromatose de type 1 développent des neurofibromes cutanés dont la taille est limitée (les tumeurs ne sont pas visibles à l’oeil nu sans utilisation d’une loupe à épifluorescence) n’entrainant donc pas de phénotype dommageable. Au cours de l’anesthésie générale, pour éviter l’hypothermie, les souris seront maintenues sur un tapis chauffant. Leurs yeux seront également enduits d’un onguent ophtalmique dès la perte de conscience afin de prévenir un dessèchement de la cornée. Les souris gardées seules dans des cages isolées seront hébergées dans un environnement enrichi contenant du coton ainsi que des maisons et rouleaux en carton. Ces animaux sont également gardés dans des cages transparentes permettant le contact visuel avec les animaux des cages voisines. De plus, les expériences seront réalisées rapidement après isolation, ce qui limitera le temps passé en isolation.

Choix des espèces

Nous avons récemment concu un modèle de souris génétiquement modifiées qui récapitule fidèlement le développement des neurofibromes cutanés et qui sera utilisé dans ce projet. A notre connaissance, il n’existe aucun autre modèle animal, ni système in vitro, permettant d’étudier les NFc et le rôle de la Ténascine-C et de la Périostine dans leur développement, ou d'étudier la peau saine mutante NF1. Des animaux adultes âgés de 6 semaines seront utilisés pour qu'ils n'aient pas encore développé de neurofibromes cutanés. Des animaux adultes âgés de 1 an seront également utilisés afin qu'ils aient développé des neurofibromes cutanés matures.

880 souris privées de système immunitaire vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sous la peau une greffe de cellules de lymphome humain, puis neuf injections de traitement en trois semaines, et des prises de sang au sinus rétro-orbitaire deux fois par mois puis une fois par semaine. À un stade avancé, la tumeur peut se nécroser, le porteur rangeant cette nécrose parmi les nuisances possibles. Le projet est mené avec une entreprise pharmaceutique et des hôpitaux, et vise à amener au moins un des traitements testés jusqu'à un essai clinique de phase 1.

Objectifs

Les lymphomes T cutanés (LTC) sont des cancers relativement rares avec une incidence d’environ 650 nouveaux cas/an en France, qui surviennent chez les personnes plutôt âgées. Aussi, au regard du vieillissement de la population, on peut s’attendre à une augmentation du nombre de cas diagnostiqués par an dans les prochaines années. Dans les formes les plus agressives de la maladie, la survie des patients est faible (entre 20%-30% à 5 ans) car il n’existe pas de thérapie curative excepté la greffe de moelle osseuse mais qui s’adresse à des patients de moins de 60 ans. Afin de proposer de nouvelles alternatives thérapeutiques nous avons pour objectif de tester de nouvelles molécules qui pourront ensuite faire l’objet d’un essai clinique de phase I.

Bénéfices attendus

Ce projet est un projet translationnel en collaboration avec une entreprise pharmaceutique et des hôpitaux dans le cadre d’un projet collaboratif qui permettra d’aboutir à un essai clinique de phase 1 pour au moins un des traitements testés. Notre lien avec nos collaborateurs cliniciens et industriels, nous permettrait d’envisager de proposer au moins 2 nouvelles thérapies seules ou en combinaison.

Procédures

Récapitulatif synthétique des interventions : - 1 injection de cellules tumorales sur souris anesthésiées en début d’expérimentation (2min). - Des prélèvements de sang 2 fois par mois puis une fois par semaine(2min). -9 injections avec les traitements sont réalisées sous la peau ou dans la cavité péritonéale tous les 2 jours sur 3 semaines.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux comprennent : - La prise de sang 2x/mois puis 1x/semaine au niveau du sinus rétro-orbital - L’inoculation sous-cutanée des cellules tumorales - Les injections des traitements+/-cellules effectrices tous les 2 jours pendant 3 semaines - Le stress dû à la contention/préhension des animaux- A un stade avancé du développement tumoral, une nuisance possible est l’apparition de nécrose de la tumeur.

Devenir

A la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort par du personnel expérimenté. La mort des animaux sera confirmée par l’absence de réflexes, de signes respiratoires et cardiaques.

Remplacement

Dans notre démarche d’établissement de nouveaux modèles d’études des LTC, nous développons en parallèle dans l’équipe de nouvelles approches de culture tridimensionnelles que nous comparons à ceux in vivo afin de les valider. Ce projet financé est en cours de finalisation et permettrait à terme de remplacer en partie l’utilisation d’animaux et de tester des molécules thérapeutiques in vitro. Néanmoins, l’oncogenèse est un processus intégré qui fait intervenir un grand nombre de mécanismes physiologiques et de tissus avoisinants qui ne peuvent être modélisés in vitro. Nous devons donc avoir recours à un modèle physiologique complet et fonctionnel pour compléter nos études.

Réduction

Nous combinerons nos lots témoins dans le but de restreindre le nombre d’animaux. La croissance tumorale sera suivie tout au long de l’expérience notamment grâce la détection des cellules dans le sang des animaux ce qui nous permet d’utiliser moins d’animaux. Le nombre d’animaux nécessaires par lot ainsi que le nombre d’itérations expérimentales a été déterminé pour pouvoir réaliser des tests statistiques robustes.

Raffinement

Le bien-être de nos animaux sera pris en compte de leur naissance à leur mort. Les animaux seront hébergés en groupe, recevront une surveillance quotidienne et des soins adaptés (administration d’analgésiques et anesthésiques en pré et/ou postopératoire, mesure hebdomadaire du poids des souris, définition de points limites suffisamment précoces et mise en place de critères d’arrêt).

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris non immunocompétentes qui vont permettre la greffe de cellules humaines. Les souris seront utilisées à partir de 8 semaines car à ce stade elles présentent un système hématopoïétique mature (fin puberté) pour permettre un suivi sur au moins 4 semaines post-injection dans de bonnes conditions d’âge de l’animal.

Soumises à des contentions répétées destinées à produire un état de stress, puis à l'injection d'une substance inflammatoire, 2 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles développent une perte d'appétit, une chute de température et un retrait social, que le porteur nomme "comportement de maladie" et présente comme contribuant à leur rétablissement. Il écrit par ailleurs que la contention laisse l'état général des souris stable, sans perte de poids ni changement d'activité, tout en s'en servant comme modèle de stress. Toutes sont tuées pour prélever leurs tissus, et la rubrique consacrée au remplacement décrit un travail sur les oméga-3 et les régimes alimentaires, quand l'objectif annoncé porte sur un récepteur de la neuroinflammation.

Objectifs

Les maladies psychiatriques sont un problème majeur de santé publique. A l’heure actuelle, la prise en charge de ces pathologies demeure incomplète puisqu’entre 30 et 50 % des patients souffrant de dépression sont résistants aux traitements existants. Dès lors, la recherche de nouvelle piste thérapeutique est essentielle et urgente. La neuroinflammation est une composante essentielle des pathologies psychiatriques. Notamment l’activation des cellules microgliales, unique cellule immunitaire du cerveau, a été observé dans des pathologies comme la dépression. Notre projet a débuté par une partie clinique qui a permis d’identifier différents composés biologiques d’intérêt dans la circulation sanguine chez des sujets atteints de troubles psychiatriques. Notre objectif est donc de tester si l’administration de ces molécules bioactives a des effets sur le fonctionnement cérébral, la neuroinflammation et le comportement. L’objectif final du projet sera de mettre en évidence les mécanismes par lesquels ces composés influencent le cerveau afin de pouvoir proposer de nouvelles stratégies dans la prise en charge des pathologies psychiatriques.

Bénéfices attendus

Une meilleure compréhension des mécanismes neuroinflammatoires impliqués dans les troubles psychiatriques, notamment via le rôle du récepteur HCAR2 dans les cellules immunitaires du cerveau et de la périphérie.

Procédures

Pour désactiver le gène spécifique HCAR2 dans certaines cellules immunitaires du cerveau (positives pour le gène CX3CR1), les souris recevront une injection par jour pendant cinq jours. Trois semaines plus tard, un groupe de souris modifiées et un groupe témoin recevront une substance inflammatoire pour observer leur réaction. Leur état sera suivi pendant les 48 heures suivantes. À la fin de l’expérience, les souris seront endormies sans douleur grâce à un anesthésiant, suivi d’une injection pour mettre fin à leur vie. Chaque injection ne prend que quelques secondes.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues dans ce projet sont limitées et soigneusement contrôlées grâce à des protocoles rigoureux et des mesures adaptées. La contention répétée est une méthode utilisée pour modéliser un état de stress. Bien qu’elle puisse entraîner un inconfort temporaire, l’état général des souris reste stable, sans perte de poids ni altération de leur activité habituelle, selon notre expérience et les données disponibles. L’injection d’une substance inflammatoire entraîne une activation temporaire du système immunitaire, provoquant un malaise passager caractérisé par des modifications de la température corporelle, du métabolisme énergétique, une perte d’appétit et un comportement de retrait social. Ce phénomène, appelé « comportement de maladie », contribue au rétablissement des animaux et disparaît en 48 heures. Les évaluations comportementales sont conçues pour minimiser l’impact sur le bien-être des souris, avec des durées d’exposition réduites et des manipulations adaptées. De plus, les lignées utilisées sont bien caractérisées, et un suivi rigoureux permet de détecter rapidement tout effet inattendu. Pour garantir le bien-être des animaux, des mesures spécifiques sont mises en place : une surveillance quotidienne par l’expérimentateur et bihebdomadaire par les animaliers, ainsi qu’une évaluation systématique de la douleur après chaque manipulation, avec administration d’analgésiques si nécessaire. L’enrichissement de l’environnement, des manipulations douces et une attention constante visent à réduire au maximum les effets indésirables tout en assurant des conditions optimales pour les expériences.

Devenir

A la fin de chaque procédure expérimentale ou si les points limites sont atteints au cours de l'une d'entre elle, les souris seront euthanasiés afin de préléver les tissus nécéssaires aux analyses.

Remplacement

L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier les mécanismes neurobiologiques et rôle des acides gras polyinsaturés oméga-3 dans la prévention des altérations cognitives et émotionnelles suite à un stress chronique. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié. Les expériences ne peuvent pas être effectuées sur des cultures cellulaires ou dans des modèles computationnels ou encore chez l’homme, car aucune de ces approches ne permet de réaliser toutes ces expériences chez un même sujet. Le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude des troubles de l’humeur reste une nécessité expérimentale majeure.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de lipidomiques et/ou moléculaires et protéomiques, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Les femelles sont également étudiées, ce qui nous permet d'utiliser tous les animaux générés durant cette étude et de ne pas euthanasier des animaux pour rien. De plus grâce à des études menées précédemment dans notre laboratoire montrent que pour avoir une puissance statistique suffisante, nous avons montré que 15 souris sont nécessaire par groupe afin de permettre une robustesse des données.

Raffinement

Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement ainsi que des traitements vétérinaires si nécessaire. Enfin, nous avons déjà inscrit ce projet dans un consortium de travail international visant à partager les données afin de limiter les doublons expérimentaux et de conduire à un raffinement des approches de recherche dans la communauté scientique.En fin d'expérimentation, les animaux seront mis a mort par une anesthésie sans reveil avec au préalable une analgésie pour limiter la douleur pendant la procédure.

Choix des espèces

Nous avons choisi d’utiliser des souris en raison de leur petite taille, qui permet de les héberger facilement dans des conditions d’élevage optimales en animalerie. Nous privilégions la souris plutôt que le rat, car de nombreuses lignées transgéniques sont déjà disponibles dans notre laboratoire, contrairement aux rats. Ce choix s’inscrit également dans une démarche de réduction du nombre d’animaux utilisés. Par ailleurs, les cellules immunitaires de la souris et de l’homme partagent de nombreux gènes en commun, ce qui facilite la transposition des résultats obtenus chez l’animal à l’humain. Les différentes lignées transgéniques générées arriveront dans notre animalerie à l’âge de 6 semaines et bénéficieront d’une période d’acclimatation de 2 semaines avant de commencer les protocoles de stress. Les tests comportementaux débuteront sur des animaux âgés de 12 semaines au maximum.