Cancers

4 000 rongeurs, 3 600 souris et 400 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur greffe des tumeurs sous la peau, puis ils reçoivent jusqu'à deux administrations par jour pendant 35 jours, avec imagerie, radiothérapie et prélèvements sanguins. L'objectif déclaré est de tester des candidats médicaments anticancéreux avant un éventuel passage chez l'humain, à raison de neuf études de souris et une de rats par an sur cinq ans. Le porteur fixe les groupes à six à dix animaux, un effectif qu'il dit valider en interne d'après la littérature.

Objectifs

Le cancer n’est pas une maladie unique mais un groupe d’affections où des altérations génétiques ont conduit des cellules initialement normales à une croissance anormale et incontrôlée. De plus, au sein d’un même type de cancer, différents sous-types existent et deux patients ayant le même diagnostic initial pourront présenter des différences significatives en termes de localisation dans l’organe, d’agressivité, d’histologie, d’altérations génétiques et de réponse aux thérapies conventionnelles. Un seul type de modèle ne peut donc représenter l’ensemble de ces pathologies. Ce projet consiste à évaluer l’activité antitumorale de différentes approches thérapeutiques dans des modèles de tumeurs obtenues par greffe de matériel biologique d’origine tumorale dans les tissus superficiels (en général souscutanés) de rongeurs (rat ou souris), la souris étant l’espèce animale la plus utilisée. Une masse tumorale se forme alors progressivement au site d’implantation. L’efficacité antitumorale d’une approche thérapeutique est déterminée par l’évolution de la croissance tumorale chez des animaux traités par rapport à des animaux non traités (ou recevant le placebo ayant servi à formulation des produits testés) ou recevant un traitement de référence. Pour ce projet d’une durée de 5 ans, il est prévu de réaliser 9 études par an pour les souris et 1 étude par an pour les rats.

Bénéfices attendus

A long termes, les bénéfices attendus du projet sont le développement et la mise sur le marché de nouvelles approches thérapeutiques telles que des candidtas médicaments et/ou des rayonnements ionisants (radiothérapie) efficaces et présentant un minimum d'effets secondaires dans le traitement des cancers. A court termes, ce projet permettra de démontrer que la candidat médicament est actif dans un modèle expérimental de tumeur et d'évaluer d'eventuels effets secondaires. Il permettra également de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont principalement une amélioration des connaissances scientifiques pour l’espèce utilisée grâce au développement de méthodes de raffinement de plus en plus adaptées et à la sélection de l’espèce la plus adéquate pour répondre aux objectifs scientifiques attendus.

Procédures

Les animaux peuvent être soumis à des interventions telles que l'implantation du matériel biologique d'origine tumorale (1 fois, 10-15 min) sur l'animal vigile ou anesthésié, des contentions vigiles lors des administrations (2 min, Maximum 2 administrations/jour pendant 35 jours), des prélèvements sanguins (Maximum 5, 2 min) et des suivis réguliers des animaux et des tumeurs (5-10 min, minimum 1 fois /semaine jusqu’à 7 fois/semaine). Ils peuvent subir également des contentions lors des sessions d’imagerie vigiles ou sous anesthésie (5 à 30 min, Maximum 2 fois/semaines pendant 5 semaines), lors des sessions de radiothérapie (5 min, maximum 5 fois/semaine pendant 3 semaines).

Impact sur les animaux

Les effets potentiellement indésirables du/des produits ne sont pas prévisibles à l'initiation du projet. Ils font donc l'objet d'échange avec les responsables Bien-Être Animal pour adapter les outils d'observation des animaux afin de mettre en place des traitements de potentiels signes cliniques. Les contentions des animaux vigiles pour induire l'anesthésie (pour l’implantation des cellules tumorales ou les suivis par imageries) et administrer le produit peuvent engendrer un stress mineur à l'animal. Ils pourront aussi subir un stress lié à une douleur équivalente à la piqûre d'une aiguille ou une contrainte légère lors des administrations suivant le type d’administration utilisé ainsi qu'une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors des prélèvements sanguins.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérimentation ou si réalisation de prélèvements terminaux, suite à des effets indésirables provoqués par les produits testés et/ou le modèle.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, un premier tri des candidats-médicaments est réalisé in vitro sur des cellules tumorales en culture pour tester leur efficacité. Puis des tests in vivo sont réalisés avec les candidats-médicaments sélectionnés chez la souris et le rat car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets pharmacologiques d’une nouvelle molécule sur le développement tumoral sur un organisme complet. De plus avant l’administration à l’homme, l’administration chez l’animal permet d’évaluer l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, la souris et le rat sont les espèces qui sont les plus adaptées à ce type de modèle d’étude.

Réduction

De nombreuses études publiées dans ce domaine de recherche et utilisant des modèles animaux similaires, et plus particulièrement ces modèles rongeurs, décrivent l'utilisation de 6-10 animaux par groupe. Ce nombre est suffisant pour réaliser une analyse statistique. et nous l'avons également confirmé et validé. L’analyse statistique sera adaptée au modèle.

Raffinement

Tout au long du déroulement des expériences, une observation quotidienne de l’état de santé des animaux utilisés sera assurée. Les tumeurs seront mesurées régulièrement (au moins une fois par semaine jusqu’à 5 fois par semaine) afin de suivre leur progression et/ou l'apparition de zones de nécrose. Afin de minimiser les effets digestifs des irradiations, une supplémentation nutritive peut être réalisée pendant les jours qui suivent les irradiations. Pour les animaux immunodéficients, ils seront hébergés dans des cages spécifiques fermées avec un filtre qui permettent de protéger les animaux de l’extérieur et éviter ainsi toute infection. Pour les mêmes raisons, la manipulation de ces animaux est faite sous un poste de sécurité microbiologique (PSM). Les souris immunodéficientes sont hébergées en portoirs ventilés. Lors de l’anesthésie pour l’acquisition des données d’imagerie, la température corporelles des animaux est maintenue constante grâce à une couverture chauffante ou un bloc chauffant. Lors du transport à l’extérieur, les cages utilisées seront fermées avec un filtre permettant le maintien du statut sanitaire et éviter une contamination. Et la cage contiendra des éléments hydratants et nutritifs sous forme de gel, des croquettes ainsi que des éléments d’enrichissement. Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport). Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués avec notamment une échelle de cotation pour la nécrose tumorale. Dans le cas de développement de signes cliniques, de la nourriture humidifiée ou en gel sera mise directement dans les cages pour faciliter l’alimentation et l’hydratation. Des biberons avec des tétines longues pour faciliter l’accès à l’eau pourront être utilisés. Des animaux transgéniques avec ou sans phénotype dommageable peuvent être utilisés. Dans le cas d’animaux avec phénotype dommageable, selon le phénotype, des enrichissements, de la nourriture humidifiée ou en gel sera mise directement dans les cages pour faciliter l’alimentation et l’hydratation. Des biberons avec des tétines longues pour faciliter l’accès à l’eau pourront être utilisés. La SBEA pourra être consulté pour valider les actions mises en place.

Choix des espèces

La souris et le rat sont les espèces animales les plus adaptées et les plus couramment utilisées dans les modèles animaux de tumeurs obtenues par greffe de matériel biologiques d'origine tumorale dans les tissus superficiels. Généralement, les animaux âgés de 6 à 10 semaines seront utilisés au moment de l’implantation. La prise tumorale est connue pour être moins bonne chez des individus plus âgés.

1 200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant porter une tumeur mammaire pendant deux à six mois. On leur greffe des cellules tumorales dans la glande mammaire, puis elles reçoivent jusqu'à deux administrations par jour pendant 35 jours, avec chirurgie, radiothérapie et prélèvements sanguins répétés selon les protocoles. L'objectif déclaré est de tester des candidats médicaments contre le cancer du sein, aux retombées annoncées à long terme. Le porteur précise choisir des femelles jeunes de 6 à 10 semaines parce que la prise tumorale est moins bonne chez des individus plus âgés.

Objectifs

Les cancers du sein sont les cancers les plus fréquents chez la femme. Ils représentent une pathologie très hétérogène au regard de leurs profils moléculaires et de leurs issues cliniques. En effet, différents sous-types existent et deux patients ayant le même diagnostic initial pourront présenter des différences significatives en termes de localisation dans l’organe, d’agressivité, d’histologie, d’altérations génétiques et de réponse aux thérapies conventionnelles. Un seul type de modèle ne peut donc représenter l’ensemble de ces pathologies. Ce projet vise à évaluer les propriétés anti-tumorales de différentes approches thérapeutiques incluant notamment des candidats médicaments, l’utilisation de rayonnements ionisants (radiothérapie) (associées ou non à une ablation chirurgicale de la tumeur) ou encore l'utilisation de dispositifs médicaux dans des modèles de tumeurs mammaires obtenues par greffe de matériel biologique d’origine tumorale directement dans la glande mammaire de rongeurs (rat ou souris), la souris étant l’espèce animale la plus utilisée.

Bénéfices attendus

A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter les cancers du sein qui sont les plus fréquents chez la femme. A court terme, les bénéfices attendus sont de démontrer que le composé testé est actif dans un modèle expérimental de tumeurs mammaires ou d’évaluer ses éventuels effets secondaires avant son passage en phases cliniques.

Procédures

Chaque animal pourra subir : - Des contentions vigiles pour induire une anesthésie et une analgésie, administrer le produit ou pour le suivi pondéral et la mesure de la tumeur avec un pied à coulisse : 1-2 min/ geste. - Une implantation, sous anesthésie, de cellules tumorales dans la glande mammaire, durée : environ 2 à 5 min. - Une administration du candidat-médicament, du véhicule ou d’un molécule référence. Durée : jusqu’à 2 min et au maximum 2/jour pendant 35 jours. - Les suivis du poids et de la croissance tumorale par mesure du volume de la tumeur avec un pied à coulisse sont réalisés au moins 1 fois par semaine et jusqu’à tous les jours en fonction de l’apparition des signes cliniques et de l’évolution de la croissance tumorale. La durée du suivi des animaux dépend du développement tumoral mais sera au maximum de 6 mois, avec une moyenne de 2-3 mois. - L’utilisation d’imagerie nécessitera le transport des animaux vers la plateforme d’imagerie. Durée : inférieure à 30 min. - La durée l’imagerie est comprise entre 1 et 5 minutes et entre 15 et 30 min pour une IRM. - Le suivi des tumeurs par imagerie/IRM se fait au maximum 2 fois par semaine sur 5 semaines mais généralement 1 fois par semaine sur 4 semaines. - Une contention dans le cas d’irradiation locorégionale. La durée d’une irradiation excède rarement 5 minutes, 1 fois/jour pendant 2 à 7 jours. - Potentiellement, l’exérèse de la tumeur, Durée : 5 à 15 min, - Des prélèvements sanguins. Durée : 1 à 5 min La fréquence de ces prélèvements est dépendante du volume prélevé et sera par exemple de 1 /semaine sur 6 mois maximum ou 5 /semaine sur 1 semaine.

Impact sur les animaux

Les contentions des animaux vigiles peuvent engendrer un stress mineur. Ils pourront également subir un stress lié à une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille ou une contrainte légère lors des administrations selon le type d’administration utilisée, ainsi qu’une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors des prélèvements sanguins. Le développement de la tumeur mammaire peut amener à un inconfort voire une réduction de la mobilité des animaux. Les tumeurs peuvent également développer une lésion qui sera évaluée par une échelle de cotation. L’ablation de la tumeur par chirurgie peut entrainer des douleurs post-opératoires limitées par l’administration d’un médicament anti-douleur. Le développement des métastases peut entrainer des inconforts voire des douleurs. La surveillance des animaux est d’autant plus nécessaire dans le cas d’atteinte des poumons, les métastases pulmonaires étant les plus fréquentes dans ce modèle de tumeur mammaire. Par ailleurs, les effets potentiellement indésirables du/des produits testés font l’objet d’échange avec les responsables Bien-Etre Animal pour adapter les outils d’observations des animaux afin d'anticiper au mieux de potentiels signes cliniques et d’ajuster les points limite.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin des expérimentations car ils auront reçu des cellules tumorales.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rongeur car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur les tumeurs mammaires. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, la souris et le rat sont les espèces qui sont les plus adaptées à ce type de modèle d’étude.

Réduction

De nombreuses études publiées dans ce domaine de recherche et utilisant des modèles animaux similaires, et plus particulièrement ces modèles rongeurs, décrivent l'utilisation de 6-10 animaux par groupe. Ce nombre est suffisant pour réaliser une analyse statistique et a également été confirmé et validé en interne. L’analyse statistique sera adaptée au modèle.

Raffinement

Tout au long du déroulement des expériences, une observation quotidienne de l’état de santé des animaux utilisés sera assurée. Le poids des souris sera mesuré régulièrement (au moins une fois par semaine jusqu’à 5 fois par semaine). Lors de l’anesthésie pour les chirurgies, la température corporelles des animaux est maintenue constante grâce à une couverture chauffante ou un bloc chauffant. Les chirurgies se font sous anesthésie et analgésie. Lors du transport à l’extérieur, d'une durée inférieure à 30 min, les cages utilisées seront fermées avec un filtre permettant le maintien du statut sanitaire et éviter une contamination. Et la cage contiendra des éléments hydratants et nutritifs sous forme de gel, des croquettes ainsi que des éléments d’enrichissement. Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport). Sur le site où sont réalisées les expérimentations tout est mis en oeuvre pour limiter les risques de contamination des animaux. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués avec notamment une attention particulière à la prise ou à la perte de poids de l’animal. Dans le cas de développement de signes cliniques, de la nourriture humidifiée ou en gel sera mise directement dans les cages pour faciliter l’alimentation et l’hydratation. Des biberons avec des tétines longues pour faciliter l’accès à l’eau pourront être utilisés. Dans le cas d’animaux avec phénotype dommageable, selon le phénotype, des enrichissements, de la nourriture humidifiée ou en gel seront mis directement dans les cages pour faciliter l’alimentation et l’hydratation. Des biberons avec des tétines longues pour faciliter l’accès à l’eau pourront être utilisés. La SBEA pourra être consultée pour valider les actions mises en place.

Choix des espèces

La souris et le rat sont les espèces animales les plus adaptées et les plus couramment utilisées dans les modèles animaux de tumeurs mammaires obtenues par greffe orthotopique de matériel biologique d’origine tumorale. Ces espèces permettent en effet de modéliser ce qui se passe dans une pathologie sur des temps raccourcis à l’échelle de vie du rongeur. Elle permet d’étudier les phénomènes en cinétique de la physiopathologie et de tester l’effet de candidats médicaments sur la prévention et/ou la thérapie de la pathologie. Généralement, des animaux femelles adultes âgés de 6 à 10 semaines seront utilisés au moment de l’implantation. La prise tumorale est connue pour être moins bonne chez des individus plus âgés.

Impossibles à garder en vie parce que l'irradiation du cerveau provoque des dommages irréversibles et une souffrance prolongée, 234 souris saines vont être utilisées puis tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leur cerveau est irradié en une séance sous anesthésie, selon la méthode classique ou le mode FLASH, puis elles passent des batteries de tests comportementaux jusqu'à six mois après. L'étude déclare vouloir mesurer les effets de ces irradiations sur la mémoire, la mobilité et l'anxiété. Le porteur présente ce suivi comportemental comme un progrès pour le bien-être des animaux non-humains, alors qu'il consiste à irradier le cerveau d'individus sains.

Objectifs

La radiothérapie fait partie des traitements les plus utilisés contre le cancer, souvent associée à la chirurgie ou à la chimiothérapie. Elle consiste à utiliser des rayons pour détruire les cellules cancéreuses. Malgré son efficacité, ce traitement peut aussi endommager les tissus sains proches de la zone traitée, ce qui provoque des effets secondaires parfois importants. Une nouvelle approche, appelée « radiothérapie FLASH », cherche à réduire ces effets indésirables. Elle utilise des rayons délivrés à un débit extrêmement élevé, en une fraction de seconde, contrairement aux irradiations conventionnelles plus lentes. Elle pourrait permettre de mieux protéger les tissus sains tout en conservant la même efficacité de traitement contre le cancer. Le projet présenté a pour but d’étudier plus en détail cette technique innovante. Des souris saines seront irradiées au niveau du cerveau, soit selon la méthode classique, soit selon le mode FLASH. L’originalité de cette étude vient du fait qu’elle ne se limitera pas uniquement à l’observation du cerveau au microscope. Elle visera surtout à évaluer les effets de l’irradiation sur le comportement des animaux, à l’aide de plusieurs tests qui permettront d’étudier leur mémoire, leurs réflexes, leur mobilité, leur sensibilité et leurs émotions. Ces observations seront effectuées au fil du temps, afin d’identifier les éventuels changements de comportement à court et à long terme. Ces tests permettront de mieux comprendre comment le cerveau réagit à ce type d’exposition et de déterminer si la radiothérapie FLASH est réellement moins dommageable pour les fonctions cérébrales. À plus long terme, les résultats pourraient aider à améliorer les traitements pour qu’ils soient plus ciblés et mieux tolérés par les patients. Ainsi, cette recherche constitue une étape importante pour développer une une radiothérapie plus protectrice et pour améliorer la prise en charge du patient.

Bénéfices attendus

L’étude consiste à comparer deux types d’irradiation : une irradiation conventionnelle et une irradiation FLASH. Les souris recevront une exposition ciblée au niveau du cerveau, puis seront suivies pendant plusieurs semaines à l’aide d’une série de tests destinés à analyser leurs comportements : mémoire, locomotion, odorat, motricité, anxiété ou encore interactions sociales. Ces évaluations permettront de détecter, avec précision, d’éventuels changements du comportement à différents moments après l’exposition aux irradiations. Ce travail se distingue des recherches habituellement menées en radiothérapie FLASH, souvent centrées uniquement sur des analyses biologiques ou tissulaires. En s’intéressant aux fonctions cérébrales et au comportement, il apportera une vision plus globale des effets des irradiations et permettra de mieux relier les données observées au laboratoire à des effets concrets sur les fonctions du cerveau. Ce projet contribuera aussi à améliorer les pratiques de recherche animale, conformément aux principes des « 3R ». En observant finement le comportement des animaux, il pourrait permettre d’identifier des signes précoces de souffrance ou de dégradation avant qu’ils ne deviennent trop éprouvants et ainsi arrêter l’expérience. À court terme, ces informations aideront à adapter les protocoles pour améliorer le bien-être animal. À long terme, elles serviront à mieux définir les critères de suivi et de protection dans les futures études. En combinant innovation technologique et approche comportementale, cette recherche représente une étape importante pour comprendre comment la radiothérapie FLASH agit sur le cerveau et pour concevoir, à terme, des traitements anticancéreux plus sûrs, plus efficaces et mieux tolérés.

Procédures

Chaque souris recevra une seule séance d’irradiation sous anesthésie générale. Chaque animal sera ensuite soumis à des batteries de tests comportementaux non invasifs, réalisées à 72h, 2 mois et 6 mois post-irradiation. Chaque session de tests dure entre 3 à 30 minutes par animal. Les animaux ne seront soumis qu’à un seul test de comportement par jour sur une durée maximale de 5 jours consécutifs aux temps 72h et 2 mois post-irradiation, puis à nouveau 5 jours consécutifs sur une période de 14 jours, 6 mois après l’irradiation.

Impact sur les animaux

Les effets attendus dépendent du type d’irradiation utilisé. Chez les animaux exposés à une dose de radiothérapie, des effets indésirables peuvent apparaître, tels que : - des réactions locales sur la peau (rougeurs, inflammation, desquamation), - une fatigue générale, une perte de poids, une baisse d’activité, - des troubles neurologiques progressifs comme des difficultés de mémoire ou une augmentation de l’anxiété. Les tests comportementaux peuvent induire des stress légers à modérés et ou révéler de l’anxiété ou de la dépression sur des durées inférieures à 30 minutes.

Devenir

Toutes les souris seront mises à mort si les points limites sont atteints ou à la fin du projet. Les souris ne peuvent pas être gardées en vie après les tests car les irradiations cérébrales peuvent causer des dommages irréversibles et entraîner une souffrance prolongée.

Remplacement

Une formation sur vidéos pour les tests comportementaux remplace l’utilisation d’animaux lors de la phase d’apprentissage des protocoles. L’utilisation d’animaux pour la formation sera limitée, elle ne sera pas nécessaire pour tous les tests comportementaux. Seuls certains tests cognitifs ou moteurs nécessiteront une pratique sur animaux éveillés, car leur fiabilité dépend directement de la qualité de la manipulation, qui ne peut être acquise juste par la théorie. L’étude de l’effet FLASH ne peut actuellement être menée de façon fiable que sur des animaux vivants, car les réponses du cerveau et de l’organisme (inflammation, fonctionnement des neurones, mémoire, comportement) ne peuvent pas être reproduites sur des cellules en culture ou des tissus isolés. Aucune méthode alternative ne permet de simuler fidèlement une irradiation cérébrale totale et ses conséquences cognitives et émotionnelles.

Réduction

Le nombre d'animaux a été réduit au minimum nécessaire pour garantir la robustesse statistique des résultats. Une formation sur vidéos réduit le nombre d’animaux nécessaires à l’entraînement expérimental. Après avoir réalisé un calcul pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires, des groupes de souris seront constitués pour comparer de manière fiable les effets des deux types d’irradiation : conventionnelle et FLASH. Aucune répétition inutile ne sera effectuée, et chaque souris participera à plusieurs analyses complémentaires (cliniques, comportementales et histologiques), maximisant ainsi les données recueillies par individu.

Raffinement

Les souris seront hébergées par groupe social dans des cages contenant de la litière, du coton pour la nidation, des bâtons de bois à ronger et un tunnel par cage. L'ensemble des procédures sera réalisé par du personnel qualifié. Avant le début de l’expérience, les souris seront acclimatées pendant deux semaines, puis habituées aux tests comportementaux. Les procédures ont été conçues pour minimiser la douleur, le stress et l'inconfort. Les irradiations auront lieu sous anesthésie générale. Des mesures préventives comme l’utilisation de chaufferettes pour éviter l’hypothermie et l’application d’un onguent ophtalmique pour protéger la cornée seront mises en place. Ensuite, leur état sera contrôlé régulièrement avec des points limites établis permettant de soustraire l’animal à la douleur.

Choix des espèces

Le choix de la souris comme espèce pour valider l’effet FLASH en irradiation cérébrale est justifié par son utilisation répandue et bien documentée en radiobiologie, avec des résultats transposables à l’humain. Sa taille permet une irradiation ciblée du cerveau avec le dispositif d’irradiation, et les mécanismes biologiques impliqués sont similaires à ceux observés chez l’homme. Les tests comportementaux sont validés pour évaluer de manière fiable les effets du FLASH sur les fonctions cognitives. En utilisant des souris de la même lignée génétique, on réduit la variabilité entre individus et ainsi le nombre d’animaux nécessaires. Les souris seront âgées de 8 semaines, un stade de jeune adulte où le cerveau est complètement développé et où les animaux présentent un poids stable, garantissant une réponse physiologique homogène. Cela permet d’assurer la fiabilité des analyses comportementales et histologiques après irradiation.

100 porcs et 100 brebis vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous mis à mort pour une évaluation nécropsique et histologique. Les animaux subissent des prélèvements sanguins hebdomadaires puis des chirurgies sous anesthésie générale pouvant durer plusieurs heures, avec pose de dispositifs implantables et douleur postopératoire de plusieurs jours. Le projet teste des implants et des techniques chirurgicales pour la gynécologie et l'obstétrique, le porc servant de modèle pour la glande mammaire, la brebis pour l'appareil urogénital. Le porteur écrit avoir fixé les effectifs sans aucune analyse statistique, au "minimum nécessaire" selon sa propre estimation.

Objectifs

La Santé de la Femme regroupe l’ensemble des spécialités de la médecine s’intéressant à diagnostiquer et/ou soigner les pathologies et les affections gynécologiques, sénologiques, les troubles obstétricaux, les dysendocrinies, l’infertilité et les pathologies de la glande mammaire et du sein comme le cancer et ses conséquences, ce domaine de la santé s'interesse aussi au suivi des cycles hormonaux physiologiques, au diagnostic et au suivi du bon déroulé de la grossesse par exemple. Le développement des techniques et méthodes d’imagerie et de chirurgie interventionnelles, l’essor de la thérapie génique et cellulaire ou la découverte et l’amélioration des connaissances vis-à-vis de nouvelles entités pathologiques comme par exemple l’endométriose dont la lutte est une stratégie nationale depuis 2021, permettent d’envisager le développement de nouvelles techniques chirurgicales et dispositifs médicaux implantables pour améliorer la santé des patientes, et parfois aussi celle du fœtus ou du nourrisson. On entend par dispositif implantable tout dispositif destiné à être implanté de façon invasive en totalité dans le corps humain ou à remplacer une surface épithéliale grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer en place après l'intervention. L'évaluation et le développement des nouveaux dispositifs, méthodes et techniques, pour le diagnostic et/ou le traitement des pathologies gynécologiques, obstétricales et sénologiques par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives requièrent une phase pré-clinique de recherche et de développement. La réponse tissulaire et les modifications anatomophysiologiques au cours des cycles ne peuvent être simulés à l’heure actuelle par des méthodes de remplacement. Durant ce projet le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes pour reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patientes est indispensable. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans sa phase initiale, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs/méthodes/techniques selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patientes, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patientes, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patientes, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patientes avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés avec ajout d'anesthésique locaux pour certaines actes chirurgicaux, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prise en charge mult imodale de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Le porc est par son nombre de mammelles le modèle de choix pour l'évaluation de dispositifs interessant la glande mammaire, le modèle brebis possède une anatomie de la sphère urogénitale et de son appareil suspenseur plus proche de ceux de la Femme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. - L'ovin est le modèle pertinent pour l'évaluation de la durabilité des dispositifs chez l'Homme. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez la Femme.

Toutes mises à mort à l'issue pour prélèvement des tumeurs et des organes, 288 souris immunodéprimées vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une greffe de cellules cancéreuses du sein, jusqu'à six injections intraveineuses dans la queue, des mesures d'haleine en cage métabolique et une ponction intracardiaque, pour tester une molécule qui libère à la fois une chimiothérapie et un marqueur volatil détectable dans l'haleine. Les bénéfices annoncés pour les patientes, un suivi en temps réel et moins d'effets secondaires, restent au conditionnel et à long terme. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit la diffusion du marqueur dans un "organisme entier" et conclut au caractère "indispensable" de la souris.

Objectifs

Le cancer reste l’une des principales causes de mortalité dans le monde, avec 10 millions de décès estimés chaque année selon l’Organisation mondiale de la Santé. Le cancer du sein constitue la première cause de décès par cancer chez les femmes. Certaines formes de cancer du sein sont particulièrement agressives, avec un risque élevé de rechute. Malgré les progrès récents en cancérologie, les traitements disponibles restent limités et le suivi de leur efficacité demeure difficile. Ce projet propose de tester une nouvelle approche qui combine, traitement et suivi de l’efficacité du traitement dans une même molécule. Cette molécule reste inactive dans le sang et ne s’active qu’au contact de certaines substances présentes autour de la tumeur. Une fois activée, elle libère à la fois une chimiothérapie et une petite molécule volatile détectable dans l’haleine ou dans le sang. La chimiothérapie agit directement sur la tumeur, en limitant les effets secondaires sur les tissus sains. La libération de la molécule volatile sur le site tumoral permet de suivre l’efficacité de la chimiothérapie sans recourir à des examens invasifs. Le projet prévoit d’évaluer une molécule issue de cette technologie. Au préalable, nous évaluerons l’efficacité de cette molécule sur des cellules tumorales humaines en boite de culture. Par la suite, le composé sera testé sur un modèle murin. Ce modèle permet de reproduire au plus près la physiologie complexe d’un organisme humain. En effet, à ce jour, aucun modèle biologique, autre que les modèles animaux, ne peut reproduire le fonctionnement du système respiratoire et de la circulation sanguine de manière optimale. À terme, cette approche vise à offrir une nouvelle option thérapeutique pour les cancers du sein agressifs. Cette approche permettra d’améliorer la prise en charge clinique, de réduire les effets secondaires et de faciliter le suivi personnalisé des patientes.

Bénéfices attendus

Dans le domaine de l’oncologie, le développement de nouvelles approches thérapeutiques demeure une priorité majeure, notamment pour les cancers solides tels que le cancer du sein, dont certains sous-types restent difficiles à traiter. Cette approche pourrait apporter plusieurs bénéfices importants dans la lutte contre le cancer du sein. Elle permettrait de suivre l’évolution de la tumeur en temps réel grâce au sous-produit volatil libéré dans l'organisme. Cette approche limite ainsi le recours à des examens lourds ou invasifs nécessaires au suivi de l’efficacité thérapeutique. Ce suivi rapide de l’efficacité des traitements, permettrait de l’ajuster plus précocement en fonction de la réponse de la tumeur. D’autre part, comme cette molécule est activée au niveau de la tumeur, cela réduit les effets secondaires souvent observés avec les chimiothérapies classiques. À terme, cette approche innovante présenterait un intérêt clinique majeur car elle offrirait une nouvelle façon d’évaluer l’efficacité d’un traitement anticancéreux tout en améliorant le confort et la qualité de vie des patientes.

Procédures

La totalité des animaux seront soumis à un baguage auriculaire des animaux sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane pour permettre leur identification. Dans l’étude de toxicité chaque animal subit les actes suivants : 6 injections intraveineuses par voie caudale (2 injections par semaine pendant 3 semaines) 1 injection maximum sur animal vigil, sous anesthésie locale, jusqu’à 5 injections sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane. 1 mesure de l’haleine par animal durant 2 heures sur animaux vigiles, en cage métabolique 3 prélèvements sanguins submandibulaires sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane avec une fréquence : 1 prélèvement avec un intervalle de plus de 7 jours sur 3 animaux . Dans l’étude de libération du sous-produit volatil sur le site tumoral chaque animal subit les actes suivants : 1 injection sous-cutanée de cellules cancéreuses du sein ou PBS/matrigel (selon le lot) sous anesthésie gazeuse. 1 injection intraveineuse par voie caudale sur animal vigile, sous anesthésie locale. 1 mesure sur l’haleine par animal d’une durée comprise entre 30 minutes et 2 heures sur animal vigile, en cage métabolique 1 ponction intracardiaque gazeuse à l’isoflurane avec analgésie à la buprénorphine Certains animaux subiront 1 prélèvement sanguin submandibulaire sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane pour le groupe 4 heures après l’injection du composé. Dans l’étude d’efficacité antitumorale chaque animal subit les actes suivants : 1 injection sous-cutané injection de cellules cancéreuses du sein sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane. 6 injections intraveineuses par voie caudale (2 injections par semaine pendant 3 semaines) : 3 injections maximum sur animal vigile, sous anesthésie locale et 3 injections sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane. 3 mesures de l’haleine par animal entre 30 minutes et 2 heures sur animal vigile, en cage métabolique. 3 prélèvements sanguins submandibulaires sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane avec une fréquence : 1 prélèvement tous les 7 jours à un temps post-injection défini précédemment.

Impact sur les animaux

Les souris immunodéprimées présentent un phénotype fragile et sensible aux infections. Ce phénotype nécessite des conditions d’hébergement adaptées, telles que celles présentes au sein de notre animalerie. L’utilisation de l’anesthésie gazeuse au cours de ce projet peut provoquer un stress léger et passager lors du réveil des animaux. Cette anesthésie sera utilisée pendant l’implantation des cellules tumorales en sous cutanée, les injections et les prélèvements sanguins ainsi que le marquage auriculaire. La croissance des tumeurs en sous-cutané entraînera une gêne locomotrice proportionnelle à la taille de la protubérance tumorale. Enfin les injections intraveineuses de composé pourront être réalisées chez des animaux vigiles sous anesthésie locale à l’aide de tubes de contention, ce qui induit un stress et l’inconfort pour les animaux.

Devenir

À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort. Des études des tissus, incluant des prélèvements d’organes et de tumeurs, seront réalisées post mortem. Ces études sont absolument fondamentales. Elles permettront de vérifier dans les tumeurs récupérées après la mise à mort, l’efficacité de notre composé sur les tumeurs ainsi que leurs effets potentiels chez des animaux ne portant pas de tumeur. De plus, ces procédures permettront également d’investiguer le mécanisme d’action de notre composé. Nous réaliserons différents marquages immunohistochimiques de protéines cibles couramment étudiées en cancérologie. Nous évaluerons aussi les niveaux d’enzymes dans le tissu intra-tumoraux et péri-tumoraux sur les tissus à l’aide de techniques de chimie analytique.

Remplacement

Les paramètres de distribution de notre composé ne peuvent être obtenus qu’au moyen d’animaux. Ces études précliniques sont indispensables avant toute évaluation en essais cliniques chez l’homme. À l’heure actuelle aucun modèle non biologique ou in vitro ne permet de réaliser ces analyses sans perte d’informations scientifiques essentielles. Le développement de notre composé nécessite le recours à un modèle systémique complexe intégrant les systèmes circulatoire et respiratoire. En effet, l’activation du composé dans l’environnement tumoral entraîne la libération d’un sous-produit volatil. Ce dernier diffuse dans la circulation sanguine, puis est transféré vers le système respiratoire, où il est finalement expiré par les animaux. La détection du sous-produit de notre composé dans l’haleine des animaux constituera un marqueur direct de la libération du composé au sein du microenvironnement tumoral. Elle servira également de marqueur indirect de l’efficacité du composé sur la tumeur. Ce phénomène repose sur des interactions physiologiques dynamiques entre plusieurs organes. Elles sont impossibles à reproduire de manière pertinente à l’aide de modèles in vitro ou in silico. L’utilisation d’un modèle animal est donc indispensable pour reproduire fidèlement la diffusion et l’élimination du sous-produit volatil dans l’organisme.

Réduction

Afin de limiter le nombre de composés à tester chez l’animal, des essais préliminaires in vitro ont été réalisés sur des lignées cancéreuses afin d’évaluer leur efficacité et la libération du sous-produit volatil. Nous avons ainsi pu réduire le nombre d’animaux grâce à ces études. De plus, seul le composé le plus prometteur sera ainsi évalués in vivo. Nous disposons également des connaissances et du savoir-faire technique pour mesurer les produits volatils contenus dans l’haleine chez l’animal. En effet, cette technique a déjà été mise en œuvre avec succès lors de précédentes études in vivo menées par notre équipe. Cette maîtrise de la technique réduit les risques d’échec des mesures. Elle contribue aussi à limiter le nombre d’animaux utilisés en évitant des essais exploratoires supplémentaires. Les protocoles ont été conçus pour maximiser les informations obtenues tout en minimisant la douleur et la souffrance des animaux. De plus, certaines parties des procédures seront réalisées de manière séquentielle. Nous ajusterons les différents paramètres expérimentaux sans mobiliser l’ensemble des souris dès le départ, conformément au principe de réduction. De plus nous avons prévus de faire des tests pilotes qui seront des étapes conditionnant la poursuite de certaines procédures. Une organisation optimisée des groupes expérimentaux permettra également de réduire le nombre d’animaux sans compromettre la fiabilité des résultats. Le nombre d’animaux a été déterminé grâce à une analyse statistique a priori permettant de déterminer le nombre minimal qui donnera des résultats robustes. Les données utilisées pour le calcul se basent sur des données issues de la littérature décrivant des modèles murins comparables. Le calcul conduit à un effectif de 12 souris par groupe permettant d’obtenir une puissance statistique suffisante tout en respectant le principe de réduction des animaux. Ces procédures d’expérimentation animale sont nécessaires pour progresser dans la mise au point de nouvelles thérapies anti-tumorales et de procéder à leur évaluation préclinique avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. À ce jour, aucun modèle alternatif ne permet de réaliser de manière fiable des études biologiques aussi complexes. De plus, la collecte post-mortem des organes et des tumeurs permettra de compléter nos procédures à posteriori.

Raffinement

Des mesures de raffinement ont été mises en place afin de réduire la douleur, la souffrance, le stress et l’anxiété des animaux tout au long du protocole. À leur arrivée, les souris immunodéprimées présentent un statut sanitaire contrôlé garantissant l’absence d’agents infectieux connus. Elles seront hébergées dans des armoires ventilées en pression positive qui sont adaptées au maintien de leur statut sanitaire et permettent de limiter l’expression de leur phénotype immunodéficient. Les animaux seront maintenus en groupes dans un environnement enrichi, grâce à la présence de tunnels, et des modules en bois, favorisant leurs comportements naturels et leurs interactions sociales. Les conditions d’hébergement seront strictement contrôlées, et une période d’acclimatation de 10 jours. Au cours cette période, les animaux seront progressivement habitués aux manipulations grâce à la distribution de récompenses alimentaires stérilisées, afin de réduire le stress. Les interventions susceptibles de provoquer de la douleur, telles que l’implantation tumorale, le baguage auriculaire et les prélèvements sanguins, seront réalisés sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane, avec maintien de la température corporelle. Lorsque cela est compatible avec le protocole expérimental, les injections seront également réalisées sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane afin de réduire la douleur. Dans les cas où l’anesthésie gazeuse n’est pas possible, une anesthésie locale (lidocaïne gel) sera utilisée pour garantir le confort des animaux tout en préservant l’intégrité des mesures. Pour anticiper toute douleur, une analgésie adaptée sera systématiquement mise en place, incluant des injections et l’ajout de buprénorphine dans l’eau de boisson. Toutes les manipulations seront effectuées avec du matériel stérile à usage unique afin de minimiser le risque de contamination. L’état clinique et le comportement de chaque animal seront évalués quotidiennement à l’aide d’une grille d’observation spécifique, permettant de détecter précocement tout signe de souffrance. Des points limites précis et validés seront appliqués pour assurer une prise en charge rapide et appropriée des animaux présentant des signes cliniques anormaux. Si les animaux atteignent les points limites nous effectuons une mise à mort par dislocation cervicales sous anesthésie gazeuse. De plus, toutes les mises à morts seront réalisées après sédation pour limiter le stress des animaux et améliorer la réalisation de l’acte.

Choix des espèces

Les souris immunodéprimées offrent la possibilité de développer des modèles tumoraux humains sans risque de rejet immunitaire. Les techniques employées pour l’induction tumorale sont rapides, reproductibles et bien documentées, ce qui permet de connaître précisément les limites éthiques associées à ce type d’expérimentation. Ces modèles animaux sont essentiels pour le développement de nouvelles thérapies et pour leur évaluation préclinique avant d’être testées chez l’homme. La souris constitue l’espèce la mieux adaptée et la mieux caractérisée pour la réalisation de protocoles de thérapie in vivo. Nous allons avoir recours à des souris ayant 5 semaines. À ce stade de développement, elles sont considérées comme jeunes adultes et présentent une capacité optimale de prise tumorale. Une période d’acclimatation de 10 jours sera mise en place à leur réception, afin de leur permettre de s’habituer à leur nouvel environnement. Les procédures expérimentales débuteront lorsque les souris auront atteint l’âge de 7 semaines.