Cancers

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

Objectifs

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

Bénéfices attendus

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

Procédures

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

Impact sur les animaux

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

Devenir

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

Remplacement

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

Réduction

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

Raffinement

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

Choix des espèces

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

36 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, huit d'entre eux étant tués pour le prélèvement d'organes et vingt-huit réutilisés dans d'autres procédures du projet ou d'autres études. Chacun subit jusqu'à huit prises de sang dans une même journée, vingt-cinq au total sur douze semaines, trois prélèvements de ganglions de trente minutes, et pour certains un prélèvement de moelle osseuse. Les anesthésies s'enchaînent sur vingt-quatre heures, dont une de deux heures et, pour une seconde procédure, une de huit heures, que le porteur reconnaît inconfortables. Il affirme qu'aucune méthode ne remplace un système immunitaire complet, ce qui rend selon lui l'usage d'animaux non-humains "indispensable".

Objectifs

Les immunothérapies sont des traitements qui agissent sur le système immunitaire du patient pour lutter contre la pathologie. Dans le cadre du cancer, les immunothérapies ont pour objectifs de réactiver le système immunitaire affaibli par la tumeur. Dans le cadre des maladies auto-immunes ou maladie inflammatoire chronique, les immunothérapies ont pour but d’inhiber ou de réguler le système immunitaire. Malgré des avancées et plusieurs immunothérapies efficaces, les patients non-répondeurs/en rechutes sont nombreux. Il est donc essentiel de continuer de chercher d’autres combinaisons de thérapie pour améliorer les soins actuels dans le cancer ou maladies inflammatoires chroniques ou aigues.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’une part d’évaluer la pharmacocinétique/pharmacodynamique d’un produit destiné à la médicamentation humaine permettant ainsi d’anticiper un schéma d’administration, valider l’intérêt thérapeutique et d’estimer d’éventuels effets secondaires liés à l’injection de ce médicament. La biodistribution de la molécule thérapeutique d’intérêt dans les tissus permettra de renforcer ces données.

Procédures

Les animaux seront soumis à des anesthésies pour effectuer une injection intraveineuse de la molécule thérapeutique d’intérêt, à plusieurs prélèvements : - sanguins (au maximum 8 dans une même et seule journée, 25 sur la totalité de la procédure expérimentale sur 12 semaines maximum) durée 15 min -de ganglions (3, avant et pendant le traitement,) durée 30 min. Des animaux pourront avoir un prélèvement de moelle osseuse (durée 30 min). Des anesthésies prolongées seront effectuées (maximum 2 heures pour une procédure et 8h pour une seconde) lors de l’injection intraveineuse et le prélèvement de ganglions.

Impact sur les animaux

Les protocoles d’anesthésie répétés sur 24h, et notamment une anesthésie prolongée de 2h, lors de l’injection de la molécule pour évaluer la pharmacodynamique seront inconfortables et à ce titre, les animaux spécifiquement lors de cette journée seront suivis de manière accrue et l’inconfort le plus adéquatement maîtrisé. Une légère douleur peut être induite par le prélèvement de moelle osseuse, qui sera traitée par antalgique.

Devenir

Les protocoles utilisés dans cette étude permettent une réutilisation de 28 des animaux dans ce projet après accord du vétérinaire et du SBEA pour une nouvelle procédure. Effectivement, un même animal pourra être réutilisé dans une autre procédure de cette même étude, mais également dans un protocole d'une autre étude. Les 8 animaux (ré-)utilisés pour évaluer la biodistribution de la molécule seront mis à mort pour permettre le prélèvement de différents organes, ces animaux auront pû précédemment étre utilisés dans une procédure expérimentale légère ou modérée.

Remplacement

A ce jour, aucune méthode ne peut remplacer un système immunitaire complet et donc rend indispensable l’utilisation d’animaux. Des études préliminaires, sur des lignées cellulaires, sur des cellules et biopsies humaine (ex vivo) ont permis d’identifier une activité biologique du médicament et donc ont orienté les paramètres à évaluer lors de l’étude in vivo de la molécule. Des analyses computationnelles de banques de données humaines et animales ont également permis de confirmer la cohérence des traitements étudiés. Les résultats obtenus lors d’études préliminaires in vivo chez la souris nous permettent maintenant d’étudier la molécule de façon plus précise chez le primate non humain.

Réduction

Ce genre de protocole chez le macaque ne peut être réalisé comme une étude statistique, en effet, dans le respect de la règle des 3R et d’un point de vue éthique, nous limitons le nombre d’animaux au strict minimum,. Cependant, compte tenu de la variabilité individuelle, un nombre minimal d’animaux est essentiel pour obtenir une relevance scientifique quant à l’interprétation des résultats obtenus et l’identification d’un éventuel effet thérapeutique tout en réalisant de manière fiable une étude Pharmacocinétique/pharmacodynamique de la molécule. Dès que cela est possible, les animaux seront réutilisés entre les différentes procédures expérimentales de la même molécule ou d’une autre molécule, cela permettra de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisé dans ce projet. Lors de l’étude, les animaux seront leur propre contrôle. Si une dose testée répond à toutes les attentes, les autres doses ne seront pas étudiées. Une étude bibliographique approfondie de l’art antérieur sera effectuée pour espère trouver cette dose. Si une molécule n’a pas un profil satisfaisant pour passer en essai clinique chez l’homme, l’étude complémentaire au niveau tissulaire ne sera pas effectuée.

Raffinement

Toutes les procédures sont réalisées chez le macaque sous anesthésie. La douleur sera dans la mesure du possible évitée par injection d’analgésique Les animaux sont hébergés avant et après protocole expérimental en volière, de façon à préserver leur de mode vie en communauté. Un enrichissement alimentaire (fruits et/ou légumes) est donné quotidiennement, un enrichissement par jeux (différentes activités) est donné en rotation dans les cages selon un programme hebdomadaire. Enfin, un aménagement (perchoirs, cordes…) des cages permet un enrichissement de mouvements.

Choix des espèces

Les primates non humains, et plus précisément les macaques dans cette étude, représentent l’espèce animale de choix comme modèle préclinique étant donné leur morphologie, leur proximité phylogénétique et leur similitude avec le système immunitaire de l’Homme. La constitution du système immunitaire est dépendante de l’âge des animaux donc il s’agira de préférence d’animaux jeunes adultes dont le système immunitaire est alors mature.

Jusqu'à trente-deux injections dans le péritoine en quatre semaines, plus une tumeur colorectale greffée et, pour une partie d'entre elles, une pompe à médicament implantée sous la peau : 240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur s'attend à une gêne de la locomotion liée au volume de la tumeur, à une possible nécrose de la masse tumorale, et à une immunosuppression exposant les souris à un risque infectieux accru. L'objectif est de tester un peptide anticancéreux breveté associé à des chimiothérapies courantes, dans une étape que le porteur qualifie de prérequis "indispensable" avant la clinique. Les procédures sont conduites en priorité sur des femelles, pour rester cohérentes avec des travaux antérieurs menés eux aussi uniquement sur des femelles.

Objectifs

Le cancer est la première cause de mortalité prématurée en France et le nombre de cas de cancer diagnostiqués est en constante augmentation depuis 30 ans, du fait du vieillissement de la population. En 2023, le cancer colorectal (CRC) est le deuxième cancer le plus fréquent chez l’homme et la femme et la survie à 5 ans des patients atteints de CRC est de 69% (INCa). Au sein du microenvironnement tumoral (humain et murin), la cible du candidat médicament est une protéine de la matrice extracellulaire qui est exprimée, voire fortement surexprimée dans les cancers tels que les colorectaux et ovariens. Ainsi, cette protéine est considérée comme un marqueur de mauvais pronostic et de récurrence dans de nombreux cancers tels que le CRC. Dans le cadre du CRC, les dépistages préventifs permettent une prise en charge précoce dans le développement de la maladie, cependant, il existe encore un besoin d’identifier de nouveaux agents thérapeutiques permettant de prolonger la survie des patients et d'outrepasser les résistances. Dans l’optique du développement de telles molécules, les modèles expérimentaux chez la souris permettent d’étudier la biologie de la tumeur en réponse à de nouveaux traitements. Le candidat médicament étudié dans cette procédure est un peptide anticancéreux ayant fait l’objet d’un brevet et qui permet de lever l’interaction entre une protéine de la matrice extracellulaire et l’un de ses ligands, une protéine membranaire présente à la surface de nombreux types cellulaires. Par la levée de cette interaction protéique, le peptide induit une diminution de la croissance tumorale liée à une augmentation de l’infiltrat immunitaire ainsi qu’une diminution de l’angiogenèse, et ceci dans différents types de modèles cancéreux. Ce candidat médicament a déjà fait état de fortes propriétés anti-tumorales en laboratoire et en développement préclinique réglementaire en vue de son utilisation en thérapie humaine. L’objectif de ce projet est d’évaluer le bénéfice de l’utilisation de ce traitement en combinaison avec deux autres types de thérapies couramment utilisées en clinique : la chimiothérapie et l’immunothérapie. Les capacités anti-tumorales du candidat médicament seront évaluées dans un modèle de CRC, décrit pour exprimer la protéine ciblée.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus consécutifs à la levée de l’interaction entre la protéine cible et son ligand par le peptide anticancéreux sont une diminution de la croissance tumorale liée à une augmentation de l’infiltrat immunitaire ainsi qu’une diminution de l’angiogenèse. C'est dans l'objectif de répondre à ces deux questions que le modèle CT26 de CRC a été choisi pour cette étude. En effet, celui-ci est décrit dans la littérature pour favoriser l'étude de l'infiltrat immunitaire dans des modèles syngéniques de souris immunocompétentes. La réalisation de ce projet d’expérimentation animale permettrait de consolider les résultats obtenus in vitro et ex vivo et confirmerait la pertinence de la stratégie thérapeutique associée au peptide anticancéreux dans un modèle complexe de progression tumorale in vivo (tumeur vascularisée et système immuno-compétent). Cette étape, permettant de compléter l’étude du mode d’action du peptide anticancéreux en combinaison avec d’autres thérapies couramment utilisées en clinique, constitue un prérequis indispensable à la compréhension de ses mécanismes d’action dans l’anticipation de son utilisation en clinique afin d’améliorer la prise en charge et le traitement des patients.

Procédures

Les animaux seront soumis à 5 types d’interventions : - Injection des cellules tumorales de cancer colorectal sous anesthésie gazeuse, toutes les souris sont concernées, une fois au début des 3 procédures expérimentales, temps de manipulation estimé à moins de 15min -Injection en intraveineuse dans la veine de la queue en condition vigile, 15 à 75 souris concernées, pour un maximum de 12 fois durant la période de traitement, temps de manipulation estimé à moins de 5min - Injection intrapéritonéale, 105 à 195 souris concernées, pour un maximum de 10 fois pendant la période de traitement de la procédure 1, un maximum de 28 fois sur 4 semaines pour la procédure 2 et un maximum de 32 fois sur 4 semaines pour la procédure 3, temps de manipulation estimé à moins de 5min - Prélèvement sanguin dans une veine de la patte arrière en condition vigile, toutes les souris sont concernées, une fois à la fin de la période de traitement, pour un temps de manipulation estimé à moins de deux minutes. - Chirurgie sous anesthésie gazeuse pour la pose des pompes de diffusion du médicament en sous la peau, 30 à 120 souris concernées, une fois en début de la période de traitement pour un temps de manipulation estimé à moins de 15 min.

Impact sur les animaux

Des nuisances ou effets indésirables pourraients provenir de différentes sources dans ces procédures. L’ensemble des gestes réalisés sur les souris necessitant des contentions et manipulations répétées, un stress ponctuel ou chronique pourrait être constaté. La modèle de croissance tumorale pourrait induire une cachexie : d’après la biblio, la cachexie apparaît principalement au stade métastatique du développement tumoral environ 5 à 6 semaines suivant l’inoculation des cellules tumorales. Il est donc peu probable que la cachexie apparaisse après les 4 semaines estimées de procédure néanmoins le risque que quelques animaux en présentent n’est pas totalement exclu. Une gêne à la locomotion due au volume tumoral en raison de la localisation de la tumeur pourrait aussi être attendue. Une inflammation ainsi qu’une nécrose pourraient être constatées sur la masse tumorale. Le recours à des traitements standard anticancéreux) pourraient induire des effets secondaires comme une perte de poids, une deshydratation, de la fatigue, ainsi que de l’immunosuppression, exposant les souris à un risque infectieux plus élevé. De plus, ces traitements étant administrés de manière répétées et en conditions vigiles, les souris pourraient être exposées à un stress ponctuel (quelques minutes) ou chronique (plusieurs jours, stéréotypie) ainsi qu’une douleur ponctuelle (quelques secondes) ou chronique, les injections en intrapéritonéale ou en intraveineuse pouvant être sources d’inflammation ou d’hématomes. Une mauvaise cicatrisation ou une infection à la suite de la procédure chirurgicale pour la pause de pompes osmotiques pourrait survenir. En effet, malgré les précautions de traitements et la surveillance accrues des animaux, une douleur, un infection ou un hématome de plusieurs jours pourraient être constatés sur le site chirurgical. Lors des différents recours à l’anesthésie gazeuse, les souris pourraient présenter des signes de grand ralentissement du rythme respiratoire ainsi que des signes d’hypothermie. Enfin, le prélèvement sanguin dans la veine saphène en condition vigile pourrait êre une source de stress et de douleur ponctuels ou d’hématome si les conditions d’hémostase après le prélèvement ne sont pas respectées.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de limiter la douleur et/ou l’inconfort liés au développement des tumeurs.

Remplacement

La réalisation de ce projet d’expérimentation animale permettrait de consolider les résultats obtenus in silico, in vitro et ex vivo et confirmerait la pertinence de la stratégie thérapeutique associée au peptide anticancéreux dans un modèle complexe de progression tumorale in vivo (tumeur vascularisée et système immuno-compétent). En effet, une étude in vitro seule ne peut suffire pour représenter les mécanismes physiologiques d’un organisme entier et les approches informatiques ne permettent pas à ce jour de mimer la fonction d’un organisme et sa réaction face aux traitements. Ainsi, nous devons recourir au modèle animal pour apporter la preuve de concept de l’efficacité thérapeutique du peptide anticancéreux en combinaison avec d’autres thérapies.

Réduction

Les souris mâles et femelles pourront être considérées dans les procédures de ce projet afin de pouvoir identifier, si necessaire, une réponse différentielle liée à la synthèse hormonale. Car au cours d’une de nos études préliminaires, aucun effet hormonal n’a été observé sur la croissance tumorale dans des souris males et femelles non traitées et porteuses de tumeurs. Cependant, nos précédentes études d’efficacité du peptide anti- cancéreux ayant été réalisées exclusivement chez la femelle, afin de maintenir une cohérance, les procédures seront prioritairement réalisées chez la femelle. Si une efficacité d’une des bi-therapies ou de la tri-thérapie est démontrée, une étude exploratoire sur des mâles sera programmée afin de pouvoir identifier une éventuelle réponse différentielle liée à la synthèse hormonale. Le nombre d’animaux nécessaires a été calculé de manière à réduire au maximum la quantité d’animaux tout en permettant une interprétation fiable des résultats basée sur des analyses statistiques adaptées. Pour l’ensemble des procédures, le nombre de souris par groupe est déterminé statistiquement. Lors de la réalisation de ces procédures, des précautions seront prises pour éviter les biais expérimentaux, à savoir, une randomisation afin de répartir les animaux dans les différents groupes de traitements.

Raffinement

Une observation quotidienne sera réalisée afin de garantir le bien-être et détecter d’éventuels signes de douleur ou stress. Une anesthésie à l’isoflurane aura lieu lors de l’injection des cellules tumorales, de la pose chirurgicale des pompes, du suivi de la croissance tumorale, et au préalable de l’euthanasie. Un anti-douleur sera délivré à l’anesthésie pré-opératoire puis 24h après le geste afin de prendre en charge les douleurs opératoires et post-opératoires. Un anti-inflammatoire non stéroïdien sera délivré à l’anesthesie pré-opératoire puis 24h après le geste pour prévenir de l’inflammation provoquée par la chirurgie. Pour chaque manipulation sous anesthésie de plus de 5min les souris seront placées sur un tapis chauffant pour le maintien de la température, un gel oculaire leur sera administré et le reveil se fera sous lampe chauffante pour prévenir l'hypothermie. L’ensemble des procédures seront réalisées dans un environnement calme et par un personnel formé à la manipulation et la contention de l’espèce souris, aux injections, à la pose chirurgicale de pompes, aux prélèvements sanguins et à l’euthanasie par dislocation cervicale. Dans le cadre des injections répétées, une alternance des sites d’injection sera réalisée pour limiter la douleur et le stress de l’animal. Dans le cadre du prélèvement sanguin, une hémostase d’au moins 3sec sera réalisée pour limiter la douleur et le risque d’hématome. Afin de limiter le stress de la manipulation et la contention lors du suivi de la croissance tumorale qui sera réalisée tous les 2-3j à partir de l'injection des cellules, les animaux seront anesthésiés par inhalation d’isoflurane. Une attention sera portée à l'observation des points limites fixés tout au long du projet pour éviter toute souffrance non soulagée par les soins apportés, auquel cas l'animal sera euthanasié. Un soin sera apporté aux conditions d'hébergement permettant de limiter le stress (enrichissement, vie en groupe, surveillance quotidienne).

Choix des espèces

-Souris génétiquement identique de la lignée de carcinome colorectal. Travaux antérieurs justifiant de la pertinence de ce modèle murin dans le cadre de l’évaluation de la combinaison d’agents thérapeutiques dans le traitement de différents cancers. -Homologie de la protéine cible -Travaux précédents réalisés sur le peptide thérapeutique dans cette espèce Dans le but de se placer dans des conditions expérimentales les plus représentatives de la réalité physiologique, les souris seront receptionnées à l’animalerie à l’age de 6 à 7 semaines et utilisées seulement après une période d’acclimatation d’au moins 7 jours. L’injection des celllules tumorales sera réalisée sur des animaux agés de 8 semaines, ce qui correspond à un stade adulte chez cette espèce (entre 2 et 6 mois).

8 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit trois administrations d'anticorps sur une chaise de contention, quarante minutes par séance, subit vingt-trois prélèvements sanguins pour 74 ml au total, quatre biopsies de peau sous anesthésie, et cinq isolements de moins de six heures sans eau ni nourriture pour récolter son urine. Le porteur s'attend à des lésions cutanées, à de la fièvre et à d'éventuelles déhiscences de plaie. Il présente cette étape comme "indispensable", son objet immédiat restant de choisir laquelle des quatre formulations passera en étude de toxicité réglementaire, et affirme qu'aucune méthode alternative n'apporterait le même niveau d'information qu'un "organisme vivant entier".

Objectifs

Ce projet va permettre d’évaluer les effets et le devenir de quatre formulations composées d’anticorps administrées à la même dose de manière répétée (x3) chez le singe cynomolgus (Macaca fascicularis) dans le cadre du développement d’un traitement anti-cancéreux chez l’homme. L’étude permettra de sélectionner la formulation la plus pertinente pour une future étude de toxicité réglementaire. Ce projet constitue donc une étape importante et indispensable dans le processus de développement et de sélection du candidats médicaments.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont, à terme, la validation et la mise sur le marché d’une nouvelle modalité d'anticorps multifonctionnels capable de créer une monothérapie anticancéreuse ciblée et puissante. Cette étude génèrera des données scientifiques qui permettront d’affiner les protocoles des études règlementaires sur le primate. Ainsi les connaissances acquises permettront de sélectionner le meilleur candidat mais aussi d’adapter les méthodes de suivi et de raffinement spécifiques aux primates.

Procédures

Tous les animaux du projet auront les mêmes procédures. Au cours de ce projet, les animaux vigiles recevront à trois reprises un candidat médicament. L’injection durera 30 minutes et la contention sur chaise durera environ 40 minutes. Les animaux bénéficieront d’une période de repos d’une semaine entre les administrations. Les animaux auront également 23 prélèvements de 1 à 9,3ml, pour une volume total prélevé de 74 ml sur 5 semaines. Les animaux seront vigiles. Chaque prélèvement dure entre 3 à 15 minutes (contention et prélèvement compris) Quatre prélèvements de peau par animal seront réalisés chez tous les animaux et sous anesthésie générale et analgésie (après une mise à jeun inférieur à 16h). Le prélèvement durera environ 30 minutes (anesthésie comprise) Cinq récoltes d’urine (environ 2 ml) seront également réalisées. Pour cela, les animaux seront isolés dans les compartiments de la volière afin de réaliser une collecte d’urine individuelle. Les urines seront récoltées de manière non invasive L’isolement durera moins de 6 heures. Le suivi des paramètres physiologiques (poids et température corporelle) tout au long du projet nécessitera une contention d’environ 5 minutes. Pour le confort des animaux, certains prélèvements et suivis pourront être réalisés simultanément (ce qui diminuera le nombre de manipulations et de contentions). Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire.

Impact sur les animaux

Sur la base du mode d’action des anticorps et de leur potentielle cible cutanée, des lésions au niveau de la peau pourront être observées. La réalisation de prélèvements sanguins et les administrations pourront également provoquer un stress, une douleur légère et/ou l’apparition de réactions locales (du type hématome ou œdème léger par exemple) au niveau de la zone de ponction ou d’injection. Une réaction systémique de type fièvre peut éventuellement apparaître les jours suivant les administrations. Durant les administrations, les animaux seront placés sur des chaises à contention ce qui a pour conséquence de réduire leurs mouvements. Les animaux auront accès à de l’eau et des friandises durant la manipulation. Les prélèvements de peau sous anesthésie pourront provoquer des douleurs au niveau de la zone de prélèvement ainsi qu’un hématome et dans de très rare cas une déhiscence de plaie ou infection de la zone de prélèvement. L'anesthésie des animaux pourra également engendrer un stress ou une sensation d'inconfort lié à la mise à jeun (inférieur à 16h), à la procédure d'induction (contention, administration, perte de conscience...) ou lié au réveil de l'animal (risque de vomissements, perte d'équilibre...). La récolte d'urine sera réalisée directement dans le module d'isolement présent dans les volières d'hébergement L'animal sera physiquement isolé de ses congénères pendant une durée inferieur à 6h, ce qui peut induire un stress léger. Pendant cet isolement l’animal n’aura pas accès à l’eau et à l’alimentation ce qui pourra engendrer un stress et un inconfort.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet dans le but de récolter les organes et d’évaluer la toxicité des candidats médicaments.

Remplacement

Les études de pharmacocinétique et de toxicité chez l’animal sont indispensables au développement de nouvelles molécules pharmaceutiques. En effet, celles-ci permettent de déterminer la biodisponibilité des candidats médicaments et permettent d’affiner la connaissance de l’effet principal et des effets indésirables éventuels. Les modèles animaux permettent dans ce cas d'objectiver l'apparition des signes cliniques et donc de mettre en évidence une éventuelle toxicité de la molécule en test. Actuellement, aucune méthode alternative à l'utilisation des animaux (ex : in-vitro, in silico...) n'est susceptible d'apporter le même niveau d'information qu'un organisme vivant entier et complexe dans ce projet.

Réduction

Le nombre estimé d'animaux utilisés dans ce projet a été défini à 8 primates répartis en 4 lots de 2. Il a été réduit au minimum afin de tout de même obtenir des résultats fiables interprétables.

Raffinement

Afin d'optimiser leur bien-être et de leur permettre d'exprimer leurs besoins comportementaux, les animaux sont hébergés en groupes sociaux de même sexe. De l'eau fraîche ad libitum est mise à leur disposition et un aliment adapté à l'espèce et au poids de chaque individu est distribué quotidiennement. Les paramètres environnementaux de l'animalerie sont également suivis et contrôlés afin de répondre aux exigences physiologiques de l’espèce. En parallèle, un programme d'enrichissement complet est mis en place au sein de l'animalerie. Ce dernier comprend : - Des enrichissements structuraux permettant aux primates d'évoluer dans un environnement tridimensionnel ; - De la litière pour leur permettre de fourrager ; - Des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine pour éviter que les animaux ne se lassent ; - Des friandises et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs) ; - De la musique d'ambiance est diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Une période d'acclimatation sera mise en place avant le début de l’étude. Un programme d'habituation à l'Homme et de conditionnement aux actes techniques associés à du renforcement positif permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations (prise de sang, de température rectale, chaise à contention). Les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement tout au long de l'étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur. De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations. Les temps de repos accordés aux animaux entre les prélèvements et les volumes prélevés respecteront les recommandations éthiques en vigueur. Des mesures préventives et correctives de diminution de la douleur et du stress ont été déterminées au préalable sans compromettre les objectifs scientifiques de l’étude. Durant les administrations, les animaux seront assis sur des chaises à contention. Pour limiter leur stress et l’ennui, un personnel formé veillera à interagir avec les animaux, leur distribuer des friandises ou encore leur projeter un documentaire/dessin animé sur une tablette électronique par exemple.

Choix des espèces

La molécule d’intérêt étudiée dans ce projet étant à visée humaine, il est important d'avoir recours à un modèle animal pertinent et prédictif. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le primate non humain a été retenu dans le cadre de ce projet. De plus, une analyse de la conservation phylogénétique de la cible de l’anticorps testé a montré une divergence de séquence et une conservation incomplète des profils d'expression chez la souris et le rat alors que les séquences de cette cible chez les primates se sont révélées identiques à 95–100 % à la séquence humaine. Ces résultats démontrent rigoureusement que les espèces de primates constituent des modèles fiables pour tester la pharmacocinétique (PK) et la toxicité de cet anticorps. Des animaux juvéniles seront utilisés dans ce projet (jeunes adultes). Dans la littérature, certaines études montrent que les animaux matures (>4ans) sont statistiquement plus sujet aux anomalies liées au vieillissement pouvant affecter la qualité des échantillons prélevés et notamment les analyses histologiques. Sachant que des prélèvements de peau pendant l’étude et des prélèvements d’organes seront réalisés en fin d’étude dans ce projet, il est préférable d’écarter au maximum ce biais lié à l’âge des animaux.

Greffées d'une tumeur sous la peau sous anesthésie gazeuse, puis piquées jusqu'à quatorze fois par des micro-aiguilles chargées d'immunothérapie, 3 974 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyse de leurs tissus. Le porteur signale une gêne au site d'implantation de la tumeur, avec difficulté à se déplacer dans la cage. L'objet est de produire les données précliniques d'un essai clinique sur le mélanome localisé de stade IIB et IIC, dont la prise en charge actuelle laisse un fort risque de rechute. Le RNT annonce des lignées "génétiquement modifiées et immunodéprimées afin de permettre la bonne prise tumorale", puis affirme que ces mêmes modèles permettront de valider les observations "dans un système immunocompétent".

Objectifs

En 2020, 1,5 million de cancers de la peau ont été diagnostiqués dans le monde, dont environ 325 000 mélanomes. En France, on dénombre 18 000 nouveaux cas par an, avec un pic d’incidence entre autour de 50 ans, avec 2 000 décès enregistrés en 2018. Les stades localisés IIB et IIC, caractérisés par un mélanome épais et/ou ulcéré sans métastase, affichent des taux de survie à 10 ans de 82% et 75%, mais présentent un risque de rechute élevé, comparable à celui des stades IIIB avec métastases ganglionnaires. Le traitement repose sur la chirurgie, complétée par des thérapies adjuvantes. L'immunothérapie néo-adjuvante (donnée avant la chirurgie) est maintenant couramment utilisée chez les patients ayant des métastases régionales (ganglions envahis) macroscopiques car elle a démontré une efficacité supérieure aux thérapies adjuvantes (mêmes traitements mais données en post-opératoire avec un nombre de récidive significativement diminué versus les traitements adjuvants). Un essai clinique évalue actuellement l'efficacité d'une immunothérapie systémique en néo-adjuvant pour les stades IIB/IIC. Une technologie innovante et prometteuse, non encore utilisée en clinique consisterait à utiliser des micro-aiguilles pour administrer localement des anticorps bloquant les points de contrôle immunitaires, stimulant une réponse immunitaire dirigée contre les antigènes tumoraux sein des ganglions de drainage du mélanome, tout en limitant les effets indésirables systémiques. Ce projet vise à produire des données précliniques pour un essai clinique sur l’utilisation des micro-aiguilles comme traitement local pour les mélanomes de stades IIB/IIC. La recherche fondamentale (in vitro) et préclinique (modèles animaux) évaluera l’efficacité de cette stratégie sur les réponses immunitaires et biologiques. Les résultats attendus incluent une réduction de la masse tumorale, une meilleure stimulation des lymphocytes infiltrant les tumeurs et au sein des ganglions de drainage, une rétention prolongée des anticorps au site tumoral et une diminution des effets indésirables systémiques par rapport aux traitements conventionnels, administrés par voie systémique. Les modèles souris recevront une greffe sous-cutanée de cellules cancéreuses, permettant d’obtenir un modèle rapide et reproductible, avec une mesure de la croissance tumorale.

Bénéfices attendus

A l’heure actuelle, les mélanomes de stades IIB/IIC sont pris en charge par la chirurgie (exérèse large) puis par un traitement adjuvant par immunothérapie et biopsie des ganglions sentinelles. Cette prise en charge entraine de nombreuses récidives à plus ou moins long terme ainsi que des effets indésirables parfois irréversibles. L’un des objectifs de ce projet serait d’ajouter une immunothérapie néo-adjuvante à la prise en charge de ce type de mélanomes localisés en identifiant dans un même temps les réponses immunitaire et biologique secondaires à l’administration par micro-aiguilles (en péri- ou intra-tumoral). Les objectifs secondaires sont multiples et impliquent la caractérisation du microenvironnement tumoral, le profil de toxicité (local et systémique) et la distribution tissulaire/ganglionnaire des administrations péri- et intra-tumorales par rapport à l’administration conventionnelle en IP chez le modèle animal. A plus long terme, ces travaux pourront servir de base à une nouvelle approche thérapeutique chez l’Homme, dans la prise en charge du mélanome localisé et améliorer ainsi leur espérance de vie.

Procédures

Greffes de tumeurs en sous-cutanée sous anesthésie générale gazeuse (durée de 15 minutes, n=1). Injections directes (2 minutes) ou via les micro-aiguilles (5 minutes) de molécules d’immunothérapie (n maximal=14). Prélèvement de sang sous anesthésie générale (n=1 ou 2 pour certains animaux, durée de 10 minutes).

Impact sur les animaux

La mise en place de modèles tumoraux peut induire une gêne modérée au niveau du site d’implantation de la tumeur (difficulté à se déplacer dans la cage, douleur à l’injection) ; les greffes sous-cutanées et les injections peuvent induire une douleur localisée légère de courte durée ; la contention lors des mesures des tumeurs peuvent induire du stress léger et transitoire.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés pour analyses sur tissus et organes post-mortem.

Remplacement

Il n’existe pas, à ce jour, de modèle in vitro modélisant de manière suffisamment robuste pour analyser les effets de ces traitements par différentes voies d’administration ainsi que sur le devenir de molécules au sein du modèle rongeur. La variété et la complexité des cancers, ainsi que leur incidence élevée, rendant l’utilisation de modèles animaux cruciale pour comprendre comment le cancer se développe et pour améliorer les stratégies préventives, de diagnostic et thérapeutiques. L’utilisation de modèles animaux comparables par de nombreux aspects au corps humain est donc indispensable pour l’évaluation de nouvelles approches thérapeutiques. Ce projet nécessite également de travailler sur un modèle animal qui permet de maintenir les interactions immunitaires entre les différents organes.

Réduction

Les études préliminaires vont permettre d’identifier les toxicités ou résistances éventuelles, ce qui permettra de tester nos hypothèses dans les meilleures conditions en limitant le nombre d’animaux utilisés. Les techniques d’imagerie utilisée dans ce projet vont permettre un suivi longitudinal sur le même individu, sans passer par l’autopsie de l’animal et permettant donc une réduction du nombre d’animaux utilisé. Pour les procédures expérimentales, le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour mettre en évidence une différence significative sur les paramètres étudiés. Le nombre d’animaux à utiliser dans chaque procédure dépendra des résultats d’expériences précédentes sur les mêmes immunothérapies.

Raffinement

Les animaux seront surveillés tous les jours. Les injections de cellules tumorales se feront sous anesthésie générale tandis que les injections d’immunothérapie se feront à l’aide d’un anesthésique locaLes souris seront également surveillées quotidiennement afin de déceler le plus précocement possible l’apparition de problèmes de santé. Trois fois par semaine, les animaux seront pesés et les tumeurs mesurées. Des points limites stricts et suffisamment précoces seront appliqués. Les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasie seront réalisées dans une troisième pièce. Les souris sont hébergées en groupes sociaux pour respecter leur caractère grégaire et réduire leur angoisse.

Choix des espèces

Bien que pertinentes, nos approches in-vitro, à savoir les cellules en cultures, sont le fruit d’un système « isolé ». Ils ne sont, de ce fait, pas extrapolables à la réalité de la clinique et nécessitent pour cela d’être confirmés in-vivo sur le modèle animal le plus adapté. En effet, il est nécessaire de vérifier cet effet dans un organisme entier incluant les interactions avec le microenvironnement tumoral et le devenir des molécules à l’intérieur d’un organisme vivant. La souris représente l’animal classiquement décrit dans la littérature, pour ce type d’expérimentation. Nous utiliserons des lignées génétiquement modifiées et immunodéprimées afin de permettre la bonne prise tumorale. L’utilisation de ces modèles nous permettra de valider nos observations dans un système immunocompétent, ce qui est essentiel pour envisager un développement chez l’Homme par la suite. Comme ce qui est classiquement décrit dans la littérature pour ce type d’expérimentations, les animaux utilisés seront âgés de 8 à 12 semaines, âge auquel apparait cette maladie.