Cancers

6 539 souris, dont des immunodéprimées, vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une tumeur pancréatique ou hépatique implantée sous la peau ou directement dans l'organe, puis un médicament radioactif ou une séance de radiothérapie externe, des prises de sang et des examens d'imagerie allant jusqu'à une heure de PET-CT ou une heure trente d'IRM. Le bénéfice annoncé, identifier des marqueurs prédisant quels patients répondront à ces radiothérapies, reste entier à démontrer. Sur la réduction, le porteur écrit que le nombre d'animaux sera "limité au strict nécessaire" et que leur bien-être sera "une priorité", sans avancer le moindre calcul justifiant les 6 539 souris.

Objectifs

Les avancées récentes en cancérologie ont considérablement amélioré les options de traitement, notamment en radiothérapie. Parmi les techniques utilisées, il y a la radiothérapie externe, qui cible les tumeurs à l'aide de rayons et la radiothérapie interne, qui consiste à injecter des substances radioactives se fixant directement sur les cellules tumorales. L'objectif principal de ce projet, qui se déroulera sur 2 sites de recherche différents (EU1 et EU2), est d'identifier des biomarqueurs prédictifs de la réponse aux radiothérapies dans des modèles animaux de cancers pancréatique et hépatique. Actuellement, l'absence de biomarqueurs fiables pour évaluer l'efficacité et la toxicité de ces traitements empêche de personnaliser les soins oncologiques. Ce projet vise à relier des marqueurs biologiques à la réponse tumorale et aux effets secondaires des traitements, afin d'adapter ces approches thérapeutiques en clinique. L'utilisation de modèles animaux est essentielle pour se rapprocher des conditions humaines. De plus, nos techniques d'imagerie permettront de suivre l'évolution des biomarqueurs d'intérêt sur le long terme, sans avoir à euthanasier les animaux à chaque étape. Ces outils aideront à identifier des biomarqueurs prédictifs la réponse aux traitements en milieu clinique.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à valider de nouveaux biomarqueurs d’imagerie prédictifs pour mieux identifier les patients susceptibles de bénéficier de la Radiothérapie externe ou de nouvelles approches en Radiothérapie Interne Vectorisée, tout en permettant une évaluation rapide de l’efficacité des traitements.

Procédures

Dans ce projet, des tumeurs pancréatiques et hépatiques seront implantées chez des souris, soit sous la peau (1 minute), soit directement dans l'organe (4 minutes), après anesthésie gazeuse (5 minutes). Certaines souris recevront un médicament radioactif par injection (20 secondes), tandis que d'autres auront un traitement de radiothérapie externe (4 minutes), également sous anesthésie chimique par voie intrapéritonéale (15 secondes). Des prises de sang (15 secondes) seront effectuées pour vérifier l'impact des traitements sur le sang, le foie et les reins. Une partie des souris sera utilisée pour tester l'efficacité des différents traitements, et une autre pour étudier par imagerie des marqueurs biologiques. L’imagerie PET-CT sera réalisée au sein de l’EU1 (1 heure maximum), l’imagerie IRM sera réalisée au sein de l’EU2 (1h30 maximum). En outre, certaines souris permettront de mesurer la répartition du médicament dans différents organe après euthanasie. La croissance des tumeurs sera suivie minutieusement et évaluée deux fois par semaine par des techniques n'induisant pas de nuisances.

Impact sur les animaux

On peut s'attendre à un léger stress dû à la manipulation des animaux. La douleur associée aux injections intrapéritonéales, intratumorales et intraveineuses est équivalente à celle d'une piqüre avec une aiguille. De plus, la douleur générée par les prélèvements sanguins, l'implantation des cellules tumorales sera soigneusement contrôlée. Le suivi du développement tumoral, avec des mesures et observations régulières, garantira que leur augmentation de volume n’entraine pas de souffrance ou de difficulté pour la locomotion. Si nécessaire, des médicaments anti douleurs seront administrés.

Devenir

Les souris seront toutes euthanasiées en fin de procédure expérimentales ou plus précocement sur la base de critères éthiques

Remplacement

Des tests in vitro ont été réalisés en laboratoire pour évaluer la cytotoxicité des traitements ainsi que leur impact sur la survie et la prolifération des cellules tumorales. Ces essais ont confirmé l’efficacité des radiopharmaceutiques et des modalités de traitement dans un environnement contrôlé. Ils ont également fourni des informations clés sur les mécanismes d’action des traitements et leurs effets sur les cellules tumorales ainsi que sur les fibroblastes associés au cancer. Cependant, malgré la richesse de ces résultats, il est indispensable de passer à des modèles in vivo, car les tests in vitro ne peuvent pas reproduire la complexité du milieu tumoral ni permettre l'évaluation de l’efficacité thérapeutique par imagerie ou la recherche de biomarqueurs prédictifs dans un contexte vivant. Ainsi, les protocoles qui seront utilisés in vivo reposent directement sur les résultats obtenus lors des tests in vitro.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisés sera limité au strict nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Grâce à des techniques d'imagerie non invasive, nous pourrons suivre l'évolution des traitements sans avoir à euthanasier les animaux à chaque étape. Les effets des traitements seront suivis de près pour observer l'évolution des tumeurs et comprendre les effets de chacun des traitements. Tout au long du projet, le bien-être des animaux sera une priorité.

Raffinement

Afin de limiter la douleur et le stress des animaux, nous avons établi des point limites gradés, précis et adaptés pour toutes les procédures mises en oeuvre au cours de ce projet. Si les animaux atteignent ces points limites, cela constitue un critère d’arrêt de l’expérimentation et les animaux seront euthanasiés. Une surveillance minutieuse des animaux sera réalisée (suivi journalier du poids, du volume tumoral et du comportement) afin réduire au minimum les nuisances sur le bien-être des animaux. En cas de douleur, un traitement antidouleur adapté sera donné. Concernant l’enrichissement du milieu, les souris disposent de carrés en cellulose pour la formation d’un nid commun confortable, de baguettes en bois qu’elles peuvent ronger. En cas d’isolement forcé d’une souris dans une cage, un abri supplémentaire sera également fourni. Certains animaux utilisés dans ce projet n’ont quasiment pas de système immunitaire, ils seront donc hébergés dans des conditions sanitaires strictes. Les animaux seront transportés par un transporteur spécialisé, dans des boîtes de transport ventilées, avec de la litière, de l’hydrogel et de la nourriture. Le trajet sera court et ne dépassera pas 30 minutes pour limiter leur stress.

Choix des espèces

La souris est un mammifère suffisamment proche de l’espèce humaine d’un point de vue physiologique et la souris immunodéprimée est un bon modèle pour l’étude de la cancérologie humaine. Les animaux, âgés de 5 semaines, seront utilisés après une période d’acclimatation d’une semaine après la réception. Ils seront alors âgés de 6 semaines, âge où l’on observe une forte incidence de prise de greffe et une bonne homogénéité de réponse.

448 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules tumorales leur sont implantées sous la peau ou dans l'os, la tumeur osseuse provoquant une boiterie qui s'aggrave à mesure qu'elle grossit, puis un composé immunostimulant est injecté dans la veine de la queue avant un PET scan de vingt minutes sous anesthésie. Le composé dérive d'une molécule dont l'usage clinique est limité par sa toxicité, et l'étude vise à savoir où il se concentre dans l'organisme avant d'envisager des essais chez l'être humain. Sur l'effectif, le porteur indique seulement qu'un logiciel statistique a permis de déterminer le nombre strictement nécessaire.

Objectifs

L’immunothérapie, qui vise à stimuler le système immunitaire pour lutter contre le cancer, est une approche prometteuse dans ce domaine. Un composé immunostimulant a longtemps été utilisé pour activer la réponse immunitaire contre les cancers. Cependant, son utilisation clinique est limitée car il est très toxique, même à faible dose. Pour contourner ce problème, un dérivé de ce composé immunostimulant, moins toxique et plus efficace, a été développé. Ce composé est transformé chimiquement pour réduire sa toxicité et est encapsulé dans de petites particules de graisse appelées liposomes. Ces liposomes permettent de l’administrer par injection intraveineuse. Ce traitement a montré des résultats prometteurs pour freiner la croissance des tumeurs chez les souris, que ce soit seul ou en combinaison avec d’autres immunothérapies, et sans effets secondaires graves. L’avantage de l’injection intraveineuse est qu’elle permet au médicament de se répartir dans tout le corps, ce qui est particulièrement utile pour cibler les organes impliqués dans l’immunité et les tumeurs qui sont difficiles à atteindre par un traitement local. L’étude vise à suivre comment ce composé se distribue dans l’organisme à l’aide d’imagerie (sur une plateforme située à 5mn à pieds du module principal de l'animalerie) et à évaluer son effet sur la réponse immunitaire à court terme. Ces tests seront réalisés sur deux types de cancers chez la souris : le cancer osseux et le cancer du pancréas.

Bénéfices attendus

Cette étude va permettre de comprendre ce qui se passe juste après l’injection du composé dans l’organisme : où va-t-il se concentrer ? Est-ce qu’il se dirige vers des organes spécifiques, vers la tumeur, et est-ce que cela change selon le type de tumeur (implantée dans l’os ou sous la peau) ? Les résultats de cette localisation seront comparés avec ceux obtenus dans une autre partie de l’étude qui analyse l’évolution du composé au fil du temps. L'objectif est de préparer les essais cliniques sur l’Homme qui viendront ensuite. Plus globalement, les résultats de cette étude aideront à mieux comprendre les mécanismes à cibler dans la lutte contre le cancer.

Procédures

Dans le module principal de l'animalerie : - 1 injection de cellules tumorales sous anesthésie – durée

Impact sur les animaux

• Stress dû à la manipulation des animaux. • Stress lié à la randomisation (changement de cages/congénaires) • Douleur lors des injections : o Lors de l'implantation des cellules tumorales sous la peau ou dans l'os (durée quelques minutes, 1 fois). o Lors de l’injection du traitement ou des contrôles dans la veine (durée quelques minutes, 1 fois). • Difficulté à se déplacer pour les animaux avec le modèle de tumeur dans l’os. La tumeur peut causer une boiterie au fur et à mesure de son développement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’étude, afin de prélever les organes pour étude.

Remplacement

Avant le passage sur modèle animal, l’efficacité de ce composé et sa formulation ont été préalablement validées au laboratoire. Des tests plus poussés doivent être réalisés sur modèle animal pour évaluer l’effet de ce composé sur un organisme entier et plus complexe. En effet, la sensibilité des cellules tumorales aux molécules anticancéreuses dépend fortement du système immunitaire et de ses interactions complexes. Par ailleurs, plusieurs paramètres jouant sur la diffusion du composé dans le sang et les différents organes, la mise en place de la réponse immunitaire activée par le composé, sa migration et son effet sur la tumeur nécessitent de travailler sur un organisme entier. Pour ces raisons, les études chez le modèle souris s’avèrent essentielles.

Réduction

Selon les précédentes expériences, le nombre d’animaux strictement nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs a pu être déterminé grâce à un logiciel statistique.

Raffinement

Les souris seront observées quotidiennement en surveillant leur état général, leur comportement critères physiques, ou le moindre signe de douleur. L’altération de ces critères éventuels sera annotée sur une fiche de suivi, et comparée à une grille de score pour détecter le moindre signe de souffrance et prendre les mesures nécessaires afin que le bien-être de l’animal soit respecté. Les souris seront sous anesthésie générale et un antidouleur leur sera administré avant implantations des tumeurs. Lors de l’anesthésie, les yeux seront protégés du dessèchement et la baisse de température corporelle sera palliée. Les copeaux de litières seront remplacés par de la cellulose afin d’être moins irritants pour les souris présentant des tumeurs. Les souris ont différents types d’enrichissement régulièrement renouvelé : maisons, tunnels, nids de cotons et paillage. Pour réduire le stress du transport : il se fera à pied, et les cages seront maintenues à l’obscurité. Une partie de la litière et de l’enrichissement sera conservé dans les nouvelles cages pour garder un environnement similaire à l’hébergement.

Choix des espèces

Les souris sont particulièrement adaptées pour l’étude de tumeurs de par la disponibilité de modèles tumoraux, de réactifs, et permettent de constituer des groupes avec un nombre de souris suffisant, compatibles avec des résultats suffisamment représentatifs. Les souris seront utilisées entre 5 et 8 semaines. Cette tranche d’âge permet aux souris d’avoir un système immunitaire mature tout en ayant une prise tumorale optimale. Des femelles et des mâles seront utilisés afin de s’affranchir des différences d’effet du traitement qui pourraient être liés au sexe.

Greffées d'une tumeur dans le tissu mammaire sous anesthésie, puis soumises à deux injections intrapéritonéales, une injection intraveineuse et cinq prélèvements sanguins, 521 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées pour prélèvements. Le projet teste deux médicaments radioactifs contre le cancer du sein triple négatif, un anticorps complet et un fragment d'anticorps, avec un suivi allant jusqu'à 150 jours après la greffe. Pour justifier la souris plutôt que le rat, le porteur invoque la quantité de vecteur radiomarqué, dix fois moindre, et une irradiation dix fois plus faible pour les expérimentateurs.

Objectifs

Le cancer du sein triple négatif métastatique, associé à une survie médiane globale d’environ 15 mois, représente un défi majeur en oncologie, soulignant la nécessité de concevoir de nouvelles approches thérapeutiques. Ce projet a pour but de tester des nouvelles formes de radiothérapie ciblée pour traiter ce type de cancer. Il vise à comprendre comment ces traitements fonctionnent au niveau biologique, à analyser les doses administrées. Plus précisément, le projet se penchera sur deux médicaments radioactifs . Le premier est un anticorps complet, tandis que le deuxième est un petit fragment d’anticorps, et tous deux visent une même molécule présente sur les cellules tumorales. Les tests seront réalisés sur des souris avec des modèles de cancer du sein qui imitent le comportement du cancer chez l'être humain. Ce projet évaluera l’efficacité thérapeutique anti-tumorale et la sécurité/toxicité, la biodistribution, la dosimétrie, ainsi que les mécanismes d’action biologique (et notamment immunologique).

Bénéfices attendus

Ce projet, en évaluant l’efficacité thérapeutique anti-tumorale et la sécurité/toxicité de nouveaux radiopharmaceutiques, devrait permettre d’évaluer à court terme l’intérêt du développement de cette stratégie thérapeutique pour les patientes atteintes de cancer du sein triple négatif. Le projet va comparer comment ces nouveaux médicaments se distribuent dans le corps, comment ils agissent sur les cellules cancéreuses, et comment le système immunitaire réagit. Cela devrait permettre d’identifier des biomarqueurs de réponse et des cibles pour de nouvelles approches thérapeutiques combinées qui pourraient par exemple associer radiothérapie et immunothérapies.

Procédures

Greffe dans le tissu mammaire sous anesthésie gazeuse et analgésie (10 minutes) _Deux injections intrapéritonéales de 100µl (30 sec) sur souris vigiles_ Injection intraveineuse sur souris vigiles (1minute)_ Cinq prélèvements de sang sous anesthésie gazeuse et analgésie (1 minute).

Impact sur les animaux

Les 2 injections en intrapéritonéale provoquent une douleur légère. L'injection en intraveineuse provoque une douleur légère. La chirurgie induit une douleur modérée. L'évolution tumorale peut également engendrer une douleur modérée.

Devenir

Mise à mort pour prélèvements

Remplacement

Remplacer : Les pathologies chroniques comme le cancer sont des phénomènes complexes qui font intervenir de multiples étapes. Ces paramètres ne pouvant être étudiés in vitro de façon globale et intégrée, le recours aux animaux est indispensable. La spécificité des vecteurs est préalablement testée in vitro sur des cellules tumorales.

Réduction

Réduire : pour chaque étude, le nombre d'animaux utilisés est réduit à un minimum acceptable pour l’obtention d’informations robustes et statistiquement pertinentes. Pour l'analyse des résultats, tous les tests statistiques seront réalisés sous logiciel dédié.

Raffinement

Les animaux seront hébergés selon la réglementation en vigueur avec un enrichissement du milieu. Les souris sont hébergées avec des frisottis pour pouvoir faire un nid , avec un libre accès à l'eau et la nourriture adaptée. Chaque cage contient un tunnel de préhension, pour pouvoir manipuler l'animal sans stress. Pour chaque procédure, les souris bénéficient d'une période d'acclimatation d'une semaine. Lors de l'étape de greffe des cellules tumorales , les souris sont préalablement analgésiées une demi-heure avant l’intervention. L'hydratation des souris est maintenue par l'injection souscutanée de 100µl de liquide tiédi à 37°C. L'ensemble de la chirurgie se déroule dans des conditions d'asepsie (champs, gants, manchettes, instruments et seringues stériles). L’état général et clinique des animaux sera surveillé de façon quotidienne selon une grille de score et de points limites qui permet de déterminer le palier de douleur. L’évaluation journalière permettra la mise en place et l’ajustement de traitements analgésiques lorsque ce sera nécessaire, en accord avec le palier de douleur observé.

Choix des espèces

Choix de la souris : Leur petite taille, leur grande fécondité et leur coût de production et d’entretien relativement peu élevé en font des animaux de choix. De plus, de nombreux modèles de tumeurs syngéniques ont été développés chez la souris et il en existe plus de modèles que chez le rat. Les quantités de vecteur sont proportionnelles au poids de l'animal. Un rat pèse environ 200 à 300 g et une souris entre 20 et 30 g. Il faudrait donc injecter 10 fois plus de vecteur radiomarqué à un rat qu'à une souris pour un coût 10 fois plus élevé et une irradiation multipliée par 10 pour les expérimentateurs. Choix du stade de développement : A partir de 7 semaines car les souris sont adultes. Les greffes sont faites entre 7 et 12 semaines, le suivi se fait jusqu'à 150 jours après la greffe. Exclusivement sur des femelles car nous étudions le cancer du sein.

Un assemblage de biomatériaux est implanté chirurgicalement chez 54 rats sous anesthésie générale, et la moitié d'entre eux reçoit ensuite six séances d'irradiation réparties sur trois semaines. Ces procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré et le porteur y attend des douleurs postopératoires, une dermatite radio-induite, des difficultés d'alimentation, de l'anxiété et de l'agressivité. Le texte annonce 54 animaux puis décrit la moitié du groupe comme "25 rats", écart que rien ne vient expliquer. Trois mois après la dernière intervention, tous sont tués et le dispositif retiré, les analyses d'intégration ne se faisant pas sur animal vivant.

Objectifs

La présente demande couvre une partie d’un large projet multidisciplinaire qui vise à développer une solution innovante pour résoudre un problème clinique pour lequel les solutions actuelles ne sont pas optimales : la reconstruction osseuse immédiate et personnalisée pour les cancers de la tête et du cou, tout en limitant la morbidité. Nous souhaitons modifier le procédé chirurgical standard de reconstruction des os du visage - qui consiste actuellement à utiliser un fragment d’os du patient - en proposant un dispositif idéal, combinaison de 4 biomatériaux. Le succès de ce projet permettra donc d'éviter le risque de séquelles esthétiques et morbides sévères aux patients atteints d’un cancer de la tête et du cou et ayant besoin d’une reconstruction osseuse, et ainsi d’améliorer leur qualité de vie et réduire le fardeau économique pour la collectivité. Le projet repose sur un consortium de 7 partenaires experts dans le domaine de la recherche clinique humaine et vétérinaire, du dispositif médical, et de la caractérisation des biomatériaux. Le dispositif médical mis au point sera constitué par un assemblage de 4 éléments distincts qui seront associés le jour de l’intervention. Plus particulièrement la partie du projet qui fait l’objet de cette présente demande d’autorisation a pour but d'évaluer l’efficacité de cet assemblage en termes de capacité à s’intégrer avec ou sans radiothérapie. La tenue du dispositif médical post-irradiation reste un challenge, compte tenu de l’impact de la radiothérapie sur les tissus environnant. La biocompatibilité sera évaluée par analyse du tissu autour de l’implant dans les différentes conditions. Cet essai est nécessaire avant l’essai clinique de reconstruction osseuse faciale par la procédure mise au point sur des animaux de compagnie souffrant de cancers de la cavité orale dans le cadre d’une médecine « One Health », puis sur des patients atteints de cancers de la tête et du cou.

Bénéfices attendus

A moyen terme, le projet permettra d'éviter le risque de séquelles esthétiques et morbides sévères aux patients atteints d’un cancer de la tête et du cou et aux animaux de compagnie ayant besoin d’une reconstruction osseuse, et ainsi d’améliorer leur qualité de vie et réduire le fardeau économique pour la collectivité. Le dispositif médical mis au point dans le cadre du projet pourra également bénéficier aux animaux de compagnie, pour lesquels il n’existe actuellement pas de solution de reconstruction des os de la face. Plus particulièrement, cette étude de chez le rat irradié est cruciale puisqu’elle permettra de donner les premières preuves de faisabilité d’utilisation du dispositif médical suite à une radiothérapie avant de passer à des essais cliniques sur des animaux de compagnie souffrant de cancer de la tête et du cou.

Procédures

Les 54 rats vont subir 1 chirurgie d’implantation du dispositif sous anesthésie générale d’environ 30 minutes. La moitié des animaux (25 rats) sera ensuite irradiée 2 fois par semaine pendant 3 semaines (soit 6 séances d’une heure maximum par animal à chaque fois), 4 semaines après l’implantation. 3 mois après la chirurgie (groupe contrôle),ou 3 mois après la dernière séance d’irradiation (groupe expérimental) seront mis à mort et explantés pour analyse.

Impact sur les animaux

Les animaux seront surveillés avec attention (comportement, prise alimentaire) et seront pesés de manière hebdomadaire durant toute l'expérience : 1. Douleurs post-opératoires qui seront prise en compte par une antalgie adaptée 2. Difficultés à l'alimentation 3. Infection du site opératoire 4. Mauvaise cicatrisation 5. Dermatite radio induite 6. Effets secondaires systémiques : tels que des effets sur le poids corporel, le métabolisme, ou d'autres paramètres physiologiques. 7. Problèmes de comportement tels que l'anxiété, la dépression ou l'agressivité.

Devenir

Tous les rats seront euthanasiés trois mois après la dernière intervention (implantation ou radiothérapie, selon le groupe). Les analyses qui seront faites pour vérifier l’intégration des DMs ne permettent pas de maintenir les animaux en vie.

Remplacement

Cette étude vise à évaluer l’intégration d’un nouveau dispositif médical (DM) dans un de tissu irradié (modèle de radiothérapie). Il n’existe à ce jour et à notre connaissance aucun modèle in vitro permettant une telle évaluation. Il est nécessaire de vérifier la tolérance du biomatériau dans une étude préalable à l’utilisation chez l’Homme

Réduction

Le projet s’inscrit dans la démarche One Health (une seule santé). En effet, il est prévu que le DM mis au point soit aussi testé chez des chats et chiens atteints de cancers oraux dans le cadre d’une étude clinique vétérinaire. Les données générées lors de cette étude permettent de réduire l’utilisation d’animaux de laboratoire tout en offrant une solution de reconstruction pour les animaux participant à cette étude clinique. Le nombre d'animaux nécessaire a été réduit par une analyse statistique optimale ainsi que le choix de modèles animaux et de protocoles déjà validés dans la littérature. Le protocole d’irradiation a été défini avec la société européenne d’oncologie vétérinaire .

Raffinement

Les procédures seront réalisées dans le respect du bien-être animal pour limiter la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux,. Les animaux ne seront jamais seuls en cage (sauf si un isolement est nécessaire, notamment en post-opératoire). Les animaux seront surveillés avec attention chaque jour (comportement, cicatrice) et seront pesés de manière hebdomadaire durant toute l'expérience. La douleur sera prise en charge dès que nécessaire. La taille des DM a été adaptée à la morphologie des animaux. Dans les jours suivants la chirurgie et les séances d’irradiation, une surveillance renforcée des animaux sera mise en place (Un enrichissement environnemental dans les compartiments sera réalisé avec mise en place de cachettes, de papier, coton pour réaliser des nids. Des points limites seront respectés pour éviter toute souffrance excessive. L'ensemble du personnel est qualifié et compétent en matière d'expérimentation animale, et l'animalerie possède l'agrément et le plateau technique nécessaires. A noter que les animaux ne pourront pas être réutilisés car l’évaluation de la régénération tissulaire nécessitera une autopsie.

Choix des espèces

Le rat est un modèle établi pour les tests de biocompatibilité.. De plus, comme nous cherchons à reproduire le protocole de soins, et en particulier la radiothérapie subit par les patients et les animaux de compagnie atteints de cancer de la tête et du cou. Le projet visant la mise au point d’un DM permettant la reconstruction faciale chez l’adulte, les procédures ne concerneront que des rats adultes.

Les souris utilisées ont un système immunitaire déficient, encore affaibli par un traitement supplémentaire, pour que des cellules de leucémie humaine se développent dans leur corps. 1 945 d'entre elles reçoivent cette greffe puis jusqu'à huit prélèvements de sang sous anesthésie, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles développent la maladie transplantée et sont toutes tuées à la fin, pour mesurer où en était la progression du cancer. L'établissement se présente comme prestataire de services et vend ces modèles à des laboratoires publics ou privés, une biobanque de leucémies humaines entretenue dans des corps de souris.

Objectifs

Les leucémies et maladies apparentées sont aujourd’hui le plus mortel des cancers du sang. Ces pathologies, en tout premier lieu les leucémies aiguës myéloblastiques, affectent 2,3 millions de personnes dans le monde et font partie des cancers les plus dévastateurs. Pour une incidence annuelle de 467.000 cas, les leucémies tuent environ 310.000 personnes chaque année. Le besoin médical insatisfait concernant les hémopathies est donc considérable. Dans ce contexte, nous avons pour objectif de mettre en place une stratégie expérimentale qui permettra de réaliser des tests précliniques chez la souris afin d'évaluer l'efficacité de nouvelles molécules innovantes avec un fort potentiel thérapeutique.

Bénéfices attendus

En tant que prestataire de services, nous réalisons ces études pour des laboratoires partenaires publics ou privés. Dans ce projet, nous offrons la possibilité à la communauté scientifique de pouvoir évaluer l’efficacité de nouvelles molécules avec un fort potentiel thérapeutique à l’aide de modèles précliniques dont nous assurons la reproductibilité et la robustesse nécessaires au développement des projets en immuno-cancérologie. Bien que ces modèles demandent à être améliorés, ils ont permis de reproduire chez la souris certains aspects des pathologies humaines et, en complément des autres modèles expérimentaux, ils laissent ainsi espérer le développement dans un futur proche de thérapies innovantes.

Procédures

L’ensemble des animaux subira une transplantation de cellules cancéreuses humaines (1 injection durant 2min / animal) puis subira des prélèvements sanguins (au maximum 8) réalisés sous anesthésie volatile (5 min/souris), en alternant les sites de prélèvement et espacés d’au minimum 14 jours afin de favoriser la cicatrisation. Enfin, une partie des animaux recevra l’injection de thérapies de référence de la pathologie dont la fréquence et la route seront dépendantes de la pharmacocinétique du traitement (devenir du medicament après son administration dans l’organisme) choisi (au maximum 1 injection/jour/4semaines).

Impact sur les animaux

Les animaux développeront une pathologie cancéreuse humaine potentiellement grave pouvant engendrer une détresse modérée. La transplantation des cellules cancéreuses et l’administration (voie spécifique de chaque candidat thérapeutique) du traitement à évaluer (au maximum quotidien durant 4 semaines) engendreront une brève douleur légère. Les anesthésies associées aux prélèvements sanguins (au maximum 8 espacés de 15 jours) seront une source potentielle d’un stress de courte durée. L'ensemble des manipulations ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des 2 procédures afin de pouvoir caractériser la progression de la pathologie développée.

Remplacement

La régulation de l’ensemble des mécanismes qui assurent la production continue et régulière des différentes cellules sanguines, que ce soit de façon normale ou pathologique, implique des mécanismes de communication cellulaire entre de nombreux facteurs microenvironnementaux et spécifiques à ces cellules. Seuls ces derniers peuvent être appréhendés in vitro . Ainsi, la coopération spatiale des cellules, l’importance des tissus voisins, du contexte immunitaire, sont cruciaux dans la réponse thérapeutique et ne peuvent pas être reproduits de façon satisfaisante in vitro. A l’inverse, sur le plan physiopathologique, la transplantation d’une leucémie se développant ensuite chez un animal présente des caractéristiques hautement similaires à celles de la pathologie humaine dont elle est issue, avec une complexité impossible à reproduire in vitro. Ainsi, le passage dans un modèle in vivo est une étape indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez les patients. Un organe isolé ou une espèce, autre que les mammifères, ne permettrait pas d’évaluer la biodistribution du candidat thérapeutique évalué, ni le rôle du système immunitaire dans la réponse anti-cancéreuse ou les éventuels phénomènes de résistance. La souris est alors le modèle rongeur le plus utilisé permettant de modéliser cette pathologie humaine.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet, à savoir la mise en place et la caractérisation de modèles précliniques de pathologies malignes humaines. De plus, lorsque ce sera possible, nous mutualiserons les groupes contrôles. La comparaison de différentes conditions expérimentales se fera par des tests statistiques adaptés aux petits échantillons. Les échantillons générés dans le cadre de ce projet seront, une fois leur caractérisation effectuée, rendu accessible à la communauté scientifique, sous conditions strictes inhérentes à l'origine et à l'utilisation des prélèvements d'origine humaine, au travers d’un consortium de 27 entités académiques françaises qui a pour but de favoriser le développement de nouvelles solutions thérapeutiques et diagnostiques destinées aux leucémies et maladies apparentées. Cette mutualisation au sein de la communauté scientifique française sera un moyen efficace de réduire globalement le nombre d'animaux rentrant en expérimentation puisqu'ainsi, il ne sera plus nécessaire à chaque laboratoire de générer ses propres modèles précliniques de ces pathologies.

Raffinement

Afin de réduire au minimum l’inconfort qui pourrait être ressenti par les souris qui ont un phénotype dommageable lié à leur système immunitaire déficient, les souris sont hébergées dans une animalerie avec un statut sanitaire contrôlé, afin d'éviter qu'elles soient contaminées par des agents pathogènes (portoir ventilés, enceinte de change stérile, alimentation stérile, boisson acidifiée…). L’induction supplémentaire mais transitoire de leur déficience immunitaire nécessaire à la transplantation de cellules humaines sera compensée par une antibiothérapie préventive. Le suivi du développement leucémique se fera par des mesures cinétiques utilisant un procédé peu invasif à partir de prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie volatile. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par du personnel compétent afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée (comme par exemple l'apport d'un analgésique) à mener en fonction d’une grille de score du bien-être.

Choix des espèces

Le recours à l’expérimentation animale se justifie par l’impossibilité réglementaire de conduire ce type d’études chez l’homme sans données précliniques solides. Nous avons retenu le modèle murin car l’accessibilité à des lignées murines dont le système immunitaire est déficient constitue un avantage déterminant pour le développement de pathologies humaines chez un individu hôte d’une espèce différente. Nous utiliserons les paramètres décrits dans la littérature et dans nos propres études, pour ce type de modèle d’injection de cellules cancéreuses humaines, c’est à dire des souris « jeunes adultes » âgées de 6 à 12 semaines au moment de la greffe.

Des fragments de tumeurs prélevées sur des patients sont greffés sous la peau de 4 964 souris, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal ne subit l'opération qu'une fois, sous anesthésie gazeuse, et la tumeur est ensuite suivie à l'œil et par palpation jusqu'à la mise à mort, qui permet d'analyser les organes et de mesurer la dissémination des cellules tumorales. Le texte annonce des conséquences systémiques "très limitées" et une simple gêne mécanique, sans indiquer jusqu'où les tumeurs sont laissées croître. Le même document annonce le développement de tumeurs cultivées en trois dimensions pour, à terme, remplacer progressivement les souris, tout en programmant près de cinq mille greffes.

Objectifs

La résistance aux traitements contre le cancer est un des plus grands défis auxquels nous faisons face. Certaines études estiment qu’elle est responsable de près de 90% des décès liés au cancer. Cette résistance peut se développer de deux façons : soit à cause de mutations génétiques qui permettent aux cellules cancéreuses de survivre au traitement, soit à cause de changements dans le comportement des cellules (appelés mécanismes épigénétiques), qui ne modifient pas leur ADN, mais influencent la manière dont elles réagissent au traitement. Le projet cherche à mieux comprendre comment ces mécanismes épigénétiques peuvent influencer la progression du cancer, la réponse du système immunitaire et la résistance aux traitements. Pour cela, des échantillons de tumeurs de patients atteints de différents types de cancer (comme les cancers digestifs, du poumon, des ovaires ou les sarcomes) seront prélevés avant puis après que la résistance au traitement soit établie. Ces échantillons seront ensuite étudiés chez la souris pour mieux comprendre les mécanismes de résistance. Au cours du projet, des modèles en 3D de tumeurs (appelés organoïdes) seront également créés, afin de pouvoir, à terme, continuer d’étudier les tumeurs sans avoir à utiliser autant de souris. L'ensemble de ce travail est essentiel pour aider les chercheurs et les médecins à mieux comprendre pourquoi certains traitements ne fonctionnent pas et à trouver de nouvelles stratégies pour vaincre le cancer.

Bénéfices attendus

Le projet vise à mieux comprendre les mécanismes de résistance aux traitements contre le cancer, notamment à travers l’étude des modifications non génétiques qui influencent la progression tumorale et la réponse aux thérapies. En analysant des échantillons de tumeurs de patients avant et après la résistance au traitement, ce projet offre de nouvelles perspectives pour des traitements plus efficaces et personnalisés. Il permettra de comprendre comment agissent de nouveaux médicaments prometteurs, de mieux comprendre l’interaction entre cancer et système immunitaire, et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Ces avancées pourraient améliorer la prise en charge des patients, prolonger l’efficacité des traitements et, à terme, offrir des solutions plus ciblées et moins agressives pour lutter contre le cancer.

Procédures

Des fragments tumoraux issus de patients seront greffés sur les animaux, après une anesthésie générale gazeuse ainsi que l’administration d’analgésiants sur les zones incisées. Chaque animal ne subira cette procédure qu’une seule fois, pour une durée comprise entre 3 minutes et 10 minutes, et les interventions seront faites en condition stériles et optimisées pour limiter la douleur animale, sous anesthésie générale et analgésie.

Impact sur les animaux

Les nuisances anticipées sur les animaux seront principalement liées à la greffe des biopsies de tumeurs de patients. Possibilité de gêne mécanique modérée selon la taille de la tumeur et selon la localisation. Conséquences systémiques attendues très limitées, perte de poids modérée possible pour certaines greffes.

Devenir

Les souris seront euthanasiées pour analyses sur les tissus et les organes afin d'étudier les tumeurs et d’évaluer la dissémination éventuelle de cellules tumorales au niveau des organes adjacents.

Remplacement

Les modèles alternatifs, qui n’impliquent pas l’utilisation de modèles animaux, appelés in-vivo, ne permettent pas de représenter toute la complexité de l’environnement d’une tumeur. En effet, les tumeurs ne sont pas uniquement composées de cellules malignes présentant une prolifération aberrante, elles comprennent aussi un ensemble de cellules immunitaires qui régissent la biologie de la tumeur, et lui donnent des propriétés invasives ou métastatiques. Dans le cadre des cultures cellulaires dites classiques (c’est-à-dire en 2 dimensions), il n’est pas possible de mimer toutes ces diverses populations, et d’étudier les interactions entre les cellules du même système tumoral. Plus généralement, environ 95% des gènes codant pour les protéines sont identiques entre les souris et les humains, ce qui en fait un excellent modèle d’étude, plus fiable et robuste pour assurer un passage en clinique par la suite. En dépit des limites actuelles des modèles de tumeurs, nous nous efforcerons tout de même de développer des modèles de tumoroïdes, c’est-à-dire des modèles de tumeurs cultivés in-vitro mais qui sont assemblés sous forme d’une structure 3D. Bien qu’ils ne reflètent pas toute la complexité de l’environnement tumoral, ils sont aujourd’hui vastement utilisés pour des tests pharmacologiques précliniques, afin d’étudier la réponse des tumeurs à différents traitements. L’établissement de ces modèles nous permettra, à terme, de remplacer progressivement l’utilisation de modèles murins.

Réduction

Le nombre de souris anticipé sur la durée du projet a été déterminé en fonction de notre expérience concernant le taux de prise des modèles de tumeurs habituellement greffées. Les méthodes de greffes utilisées ont été pensées consciencieusement, de sorte à minimiser le nombre d’animaux utilisés tout en maximisant le taux de prise afin d’assurer le succès de l’établissement du modèle. Le nombre d’animaux a été pensée en fonction du taux de succès des greffes, et l’estimation du nombre total reste une estimation maximale. Le projet prévoit de stabiliser les modèles par passages et de vérifier leur robustesse et la possibilité de la conserver par congélation pour des recherches futures.

Raffinement

Les animaux seront suivis quotidiennement pour observer leur comportement, et, dès l’apparition d’un signe de douleur, les animaux recevront un traitement. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale et locale, et en présence d’analgésie, afin de limiter la douleur et le stress des animaux. Les animaux seront attentivement surveillés après la chirurgie, afin de s’assurer du réveil correct de l’animal dans sa cage : il sera vérifié que la souris est vigile, réactive, mobile et se réalimente. Les animaux seront hébergés en groupe à tout moment, c’est-à-dire dès leur arrivée, après la chirurgie et sur toute la durée de leur vie. Les groupes recevront nourriture et boissons à volonté. Des points limites adaptés et des critères d’arrêt précoces de souffrance ont été définis, en vertu de la charte d’engagement en faveur du bien-être animal. Si les animaux sont amenés à présenter une faiblesse, des compléments alimentaires adaptés leurs seront proposés avec facilité d’accès.

Choix des espèces

L’intérêt d’utiliser des espèces murines pour la greffe de tumeurs humaines est que les souris présentent une similarité génétique et biologique avec l’espèce humaine, ce qui permet d’évaluer, de manière plus représentative, les processus tumoraux. Environ 95% des gènes codant pour les protéines sont identiques entre les souris et les humains. Ainsi, une fois les tumeurs greffées dans la souris, elles conservent leurs propriétés de colonisation et d’interaction avec leur microenvironnement. De plus, il est plus simple de suivre l’évolution tumorale en évitant tout acte invasif sur ces modèles, c'est à dire qu'il est aisé de suivre l'évolution de la tumeur de manière visuelle ainsi que par palpation, sans avoir à passer par une procédure dérangeante pour l'animal. Ce sont donc des souris âgées de 6 à 9 semaines, qui seront utilisées pour ces procédures. Ce stade de développement est celui généralement utilisé dans le cadre de greffes tumorales, car le taux de prise y est meilleur. Finalement, le sexe des souris pour les greffes est déterminé comme suit : pour les tumeurs ovariennes, des souris femelles seront préférées. Pour les autres modèles tumoraux (sarcomes, cholangiocarcinomes, tumeurs du poumon), des souris femelles ou mâles pourront être greffés de la même manière.