Cancers
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Evaluation de l’activité antitumorale de traitements thérapeutiques innovants sur des lignées cellulaires implantées chez des modèles murins
- Recherche appliquée
- Cancers
Des tumeurs greffées sous la peau servent à trier des molécules candidates au traitement du cancer, greffe après greffe et lignée cellulaire après lignée cellulaire. 4 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Immunodéprimées ou immunocompétentes selon la lignée tumorale à implanter, elles reçoivent la greffe sous anesthésie générale, un marquage à l'oreille ou par puce, puis un traitement administré chaque jour et jusqu'à quatre prélèvements de sang, avec pour effets attendus des douleurs post-opératoires, un risque d'infection, des diarrhées et une perte de poids par cachexie ou anorexie. Le porteur reconnaît l'existence de méthodes in vitro et de prédictions informatiques qui réduisent le nombre de tests, et affirme qu'elles ne relient pas les effets d'un traitement au métabolisme d'un organisme complexe.
Objectifs
L’augmentation des chances de succès de la mise sur le marché d’un médicament efficace, notamment en oncologie, passe par l’amélioration des systèmes permettant de tester le potentiel thérapeutique de ce médicament avant de le tester chez le patient. Pour cela, il est nécessaire de mettre au point des modèles d’étude mimant la pathologie d’intérêt. Les cellules tumorales (lignées) sont largement utilisées dans le domaine de l’oncologie, elles ont l’avantage de pouvoir être manipulées en culture (in vitro) pour la réalisation de tests préliminaires, afin d’identifier les médicaments ayant le plus de chances de succès. Suite à ces tests préliminaires, l’analyse de l’efficacité, de l’éventuelle toxicité et des mécanismes d’action des médicaments sur un organisme complexe, comme la souris (in vivo), est une étape nécessaire. Dans ce contexte, les cellules tumorales sont greffées chez la souris dans le but de générer des tumeurs pour étudier l’effet antitumoral des médicaments d’intérêts. Ces modèles tumoraux sont des outils précieux pour la recherche visant à étudier les effets des médicaments puisqu’ils reproduisent des caractéristiques moléculaires et histologiques des tumeurs observées chez les patients, et leurs particularités ont été largement étudiées. Le choix des modèles de cellules utilisées est réalisé en fonction des particularités de ces cellules et des propriétés des médicaments à tester (type tumoral, mutation d’un gène d’intérêt…). L’évaluation de l’efficacité antitumorale de nouvelles thérapies sur des greffes de cellules tumorales chez la souris est un enjeu majeur pour relever les défis actuels rencontrés dans la lutte contre le cancer, afin d’identifier des traitements adaptés, efficaces, et d’anticiper des mécanismes de résistance et de toxicité aux traitements.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif la greffe de lignées cellulaires tumorales chez la souris pour la détermination de l'efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques développées ou en cours de développement. Dans le cadre du développement de médicaments ciblant des types de tumeurs avec des caractéristiques très spécifiques et bien identifiées (présence d’une molécule particulière à la surface des cellules cancéreuses, cellules avec des mutations d’intérêt,…) il est indispensable d’évaluer ces traitements sur des modèles de tumeurs reproduisant ces caractéristiques, au sein d’un organisme complexe (souris), avec une activité du métabolisme pouvant changer la distribution et l’efficacité thérapeutique. Parmi un grand nombre de molécules à tester, incluant de nouvelles molécules ou des molécules développées ou en cours de développement, les études précliniques sur la souris sont une première étape vers l’identification des traitements plus efficaces ou avec des effets secondaires moindres.
Procédures
Avant la greffe, les souris sont anesthésiées (anesthésie générale) et désinfectées. Les cellules tumorales sont implantées sous la peau. Les souris sont identifiées au niveau des oreilles ou avec une puce. La procédure a une durée globale de 30 minutes maximum par souris. Les animaux sont manipulés une à trois fois par semaine si leur état général ne nécessite pas une surveillance renforcée (mesure de la tumeur et pesée de l’animal), la durée de la manipulation est inférieure à 1 minute par animal. Durant la phase de traitement, l’administration de la ou des molécules est réalisée quotidiennement ou moins fréquemment selon le schéma de traitement associé. Le temps de manipulation est de maximum 1 minute par administration. En cas de prélèvement de sang la manipulation des animaux, vigiles ou anesthésies, a une durée inférieure à 2 minute. Dans le cas d’un prélèvement sanguin terminal, l’animal est euthanasié à la fin de l’intervention. Le nombre de prélèvement maximal par animal est de quatre.
Impact sur les animaux
Stress dû à la préhension (suivi du poids et de la taille tumorale, administration de molécules): nuisance transitoire de classe légère ; Douleurs post-opératoires: nuisance transitoire de classe modérée ; Risque d’infection: nuisance transitoire de classe modérée ; Perte de poids (cachexie, anorexie ou perte d’appétit): nuisance transitoire de classe modérée ; Diarrhées: nuisance transitoire de classe modérée
Devenir
Compte tenu des interventions que les animaux ont subi (greffe de cellules tumorales, traitement médicamenteux), l'ensemble des animaux de ce projet sera euthanasié à l'issue de la procédure.
Remplacement
La production de nouveaux traitements permettant de lutter contre le cancer nécessite la réalisation de tests précliniques afin de valider leur absence de toxicité et leur efficacité sur la croissance tumorale, avant une application chez l’Homme. Il existe des méthodes alternatives et préalables à la réalisation de tests sur les animaux (in vitro, prédictions informatiques…), permettant de réduire la quantité de tests à effectuer en nombres de traitements et en détermination de doses. Cependant, elles n’offrent pas la possibilité de lier les effets des traitements avec une activité du métabolisme d’un organisme complexe pour l’étude de la distribution et de l’efficacité thérapeutique. Ce projet a pour objectif de réaliser des greffes des cellules tumorales chez la souris pour tester l’efficacité et la toxicité de traitements développés ou en cours de développement. Ces cellules sont bien caractérisées, hautement documentés, et représentent les diversités des cancers, et ce dans un organisme complexe. Elles permettent d’augmenter les chances de succès dans le développement de traitements efficaces et spécifiques (médecine personnalisée), avant un transfert en étude clinique chez l’Homme.
Réduction
La greffe de cellules tumorale et les tests d’efficacité thérapeutiques sur les souris sont standardisés. La parfaite connaissance des modèles permet de mettre en place une stratégie expérimentale utilisant un nombre d’animaux réduit au minimum pour obtenir des résultats pertinents. Grâces aux données de la littérature, nous estimons que toutes les lignées cellulaires implantées permettront la réalisation de tests thérapeutiques. Les tests préalables en culture (in vitro) contribuent à la réduction du nombre d’animaux utilisés en éliminant les molécules sans effet antitumoral. Le juste nombre d’animaux nécessaire pour pouvoir conclure sur l’effet antitumoral de chaque molécule a été déterminé grâce à un test statistique.
Raffinement
Les animaux seront suivis quotidiennement pour monitorer leur bien-être général et leur comportement (isolement du groupe, prostration, aspect du poil...). Pour chaque animal, tout signe clinique observé susceptible de causer une douleur, une souffrance ou une angoisse, sera immédiatement enregistré pour une surveillance accrue et conserver un historique. Si une douleur, une souffrance ou une angoisse est observée de manière répétée ou cumulée, les dispositions adéquates seront prises. L'implantation de cellules se fera sous anesthésie générale, et, sur un tapis chauffant pour éviter le risque d’hypothermie. De l’antiseptique sera appliqué sur la peau des animaux et le matériel utilisé sera stérilisé pour éviter les risques d’infection. Le réveil des animaux sera surveillé jusqu’à 24h après l'anesthésie. En cas d’une perte de poids, une supplémentation alimentaire sera proposé à l'animal. Si une sécheresse oculaire est observée, un protecteur oculaire sera administré à l’animal. Les prélèvements de sang seront réalisés sur animaux vigiles ou anesthésiés. L'ensemble de ces mesures permet d'anticiper et de réduire une éventuelle souffrance de l'animal.
Choix des espèces
Nous utilisons des souches murines immunodéprimés qui sont classiquement utilisées pour des greffes de cellules tumorales humaines et dans le cadre d'évaluations pharmacologiques. Les souris présentant un système immunitaire résiduel qui se développe avec l'âge et qui peut réduire le taux de prise de greffe, nous utiliserons des animaux, en fin de période d'acclimatation, âgés entre 5 et 13 semaines pour augmenter nos chances de succès. Nous utilisons des souches murines immunocompétentes pour l'implantation de lignées cellulaires tumorales murines puisque ce sont dans ces souches que les lignées ont été développées. Ces souches murines immunocompétentes permettent également d’étudier l’impact de traitements antitumoraux sur le système immunitaire de la souris. Afin d'homogénéiser les conditions de croissance entre les différentes études, nous utiliserons des animaux en fin de période d'acclimatation, âgés de maximum 13 semaines.
Développement Normal et Pathologique des Mélanocytes
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Pour produire de nouveaux mélanomes chez la souris et y tester des molécules candidates, 4 833 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour des analyses post-mortem. Des nouveau-nés reçoivent trois jours de suite une injection intra-gastrique d'un agent chimique déclenchant des mutations, d'autres souris reçoivent des cellules tumorales par voie sous-cutanée ou intraveineuse, d'autres encore se font implanter un fragment de tumeur sous la peau entre les omoplates, la plaie étant refermée par sutures ou agrafes. Le porteur décrit les tumeurs cutanées primaires comme n'engendrant "aucune douleur estimable" sauf ulcération, et réserve la douleur aux mélanomes métastatiques. Les expérimentations s'arrêtent à l'atteinte d'un point limite évalué par grille de score, la croissance tumorale étant suivie au pied à coulisse, par photographie ou par imagerie.
Objectifs
Les mélanocytes, cellules pigmentées de l’épiderme, synthétisent de la mélanine afin de protéger notre organisme des rayonnements ultra-violet (UV) du soleil. Mais quand ces mélanocytes sont endommagés, ils peuvent se transformer en mélanome. Le mélanome est le cancer de la peau le plus rare mais aussi le plus grave car plus susceptible d'envahir les tissus voisins et de se propager à d'autres parties du corps. La plupart des décès dus au cancer de la peau sont causés par le mélanome. Il existe actuellement deux types de thérapies principales (thérapie ciblée et immunothérapie) dans le traitement contre le mélanome, malheureusement les patients rechutent dans 30-50% des cas en raison du développement de résistance à leur traitement. Des connaissances générées à partir de biopsies de mélanomes humains, de lignées de mélanomes humains et de mélanocytes humains, nous permettent de réaliser des tests in silico, in vitro et in cellulo. Notre équipe a identifié des mécanismes qui seraient impliqués dans l’initiation et la progression des mélanomes, ainsi que des molécules ciblant ces mécanismes Néanmoins, malgré des résultats intéressants, il est possible que les modèles cellulaires, même très sophistiqués, ne reproduisent pas entièrement les évènements qui se produisent lors de la transformation des mélanocytes en mélanome ainsi que lors du processus de résistance aux traitements. L'expérimentation dans des modèles de cancer chez la souris est maintenant nécessire pour tester le potentiel thérapeutique de ces molécules. L’objectif général de ce projet est de produire de nouveaux mélanomes murins afin de mieux comprendre ces mécanismes dans l’initiation et la progression tumorale et de tester ces molécules nouvellement identfiiées à potentiel thérapeutique.
Bénéfices attendus
Il y a encore 20 ans, les patients atteints de mélanome cutanés métastatiques mouraient rapidement après le diagnostic. Grâce à des approches combinées impliquant notamment la génétique, la signalisation cellulaire, ainsi que l’utilisation de modèles murins et de lignées de cellules de mélanomes, il est aujourd’hui possible de traiter un grand nombre de patients atteints de ce cancer. Bien que des progrès considérables aient été réalisés, notamment avec des traitements augmentant la survie à 5 ans, seule une faible proportion des patients bénéficie d’une guérison définitive. Ce succès limité s’explique par l’apparition des résistances d’origine génétique, épigénétique (processus modulant l’expression des gènes sans altérer la séquence d’ADN) et cellulaire. Il est donc indispensable de poursuivre ces recherches pour mieux comprendre les mécanismes impliqués, identifier de nouvelles cibles thérapeutique et développer des approches innovantes permettant d’améliorer durablement le pronostic des patients. La première partie de cette étude permettra de mieux comprendre le rôle de certaines gènes/protéines dans l’initiation des mélanomes à partir de mélanocytes, mais aussi leur rôle potentiel dans la progression des mélanomes et l’apparition de métastases. La seconde partie de l’étude se concentrera sur l’émergence de nouvelles molécules thérapeutiques ciblant les protéines étudiées dans la première partie de l’étude lors des différents processus, de l’initiation à la progression des mélanomes.
Procédures
Un lot d’animaux sera traité à la naissance par injection intra-gastrique 3 jours consécutifs (J1-J2-J3) par un agent chimique permettant l’expression de mutations spécifiques. Un autre lot d’animaux sera injecté avec de nouvelles molécules (la voie et la fréquence d’injection seront déterminées en fonction de la molécule) afin de déterminer la dose à utiliser en traitement Dans un autre lot d’animaux, des cellules tumorales seront injectées en sous-cutanées ou en intra-veineuse aux animaux vigiles (1 fois au cours de l’expérience). Les animaux seront ensuite traités par les nouvelles molécules (voie et fréquence d’administration déterminées lors de l’expérience précédente). Pour certains de ces animaux, un suivi par imagerie sera réalisé afin de suivre la croissance tumorale interne. Pour cela, un marqueur sera injecté aux souris puis elles seront endormies par anesthésie gazeuse et placé dans l’imageur. Cela est réalisé une à deux fois par semaine. Dans un autre lot d’animaux, des fragments de tumeurs seront implantés aux souris. Le plan cutané des animaux sera ouvert sous anesthésie gazeuse et analgésie, puis le fragment sera positionné entre les omoplates et le plan cutané sera refermé soit par sutures soit à l’aide d’agrafes. Les animaux seront ensuite traités par les nouvelles molécules (voie et fréquence d’administration déterminées lors de l’expérience précédente).
Impact sur les animaux
Les souris génétiquement modifiés développeront des mélanomes cutanés pouvant provoquer des irritations. Les nuisances attendues lors de l’administration des traitements seront celles liées à l’injection elle-même (douleur légère de courte durée). Suite à l’injection du de traitement, un retard de croissance peut être observé le premier mois de vie qui est compensé très rapidement sans séquelle. Les animaux greffés avec des cellules tumorales/ou des fragments de tumeurs par chirurgie développeront des tumeurs. Les nuisances attendues lors de la chirurgie sont celles liées à l’ouverture du plan cutané (douleur de faible intensité). Aucune douleur de l’animal n’est observée lorsque le renouvellement des mélanocytes n’a pas lieu ; les souris deviennent blanches et ne subissent aucun ostracisme de la part de leurs congènères. Les seules douleurs qui sont possibles peuvent avoir lieu lorsque les souris développent des mélanomes métastatiques. Les tumeurs cutanées primaires n’engendrent pas de douleur estimable sauf éventuellement en cas d’ulcérations.
Devenir
A la fin de chaque expérience, les souris sont mises à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
Les connaissances générées à partir des biopsies de mélanomes humains, à partir des lignées de mélanomes humains et de mélanocytes humains, nous permettent de tester in silico (modèles informatiques), in vitro et in cellulo (modèles cellulaires) les modifications au niveau des protéines et du fonctionnement des cellules ainsi que le métabolisme de ces cellules. L’utilisation de systèmes plus complexes mimant des stuctures en 3D constituées de cellules (systèmes 3D, sphéroïdes (cellules cultivées en suspension sous forme de sphère) ou peaux reconstituées) nous permet de mieux appréhender l’importance de certaines protéines ou de certaines mutations dans les processus sus-cités. Bien que les modèles cellulaires soient utilisés majoritairement comme paradigme pour étudier ces processus, il est possible que les modèles cellulaires, même sophistiqués, ne reproduisent pas entièrement les événements qui se produisent lors du développement embryonnaire, lors du renouvellement des mélanocytes, lors de la transformation des mélanocytes en mélanome. De plus, la recherche systématique de traitement contre le mélanome a révélé que l’hétérogénéité cellulaire au sein d’un mélanome engendre des résistances génétiques et épigénétiques qui ne sont pas reproductibles in vitro. En conséquence, l’utilisation de modèle physiologique sophistiqué proposé uniquement aujourd’hui le modèle mammifère est obligatoire dans un but cognitif et thérapeutique.
Réduction
Dans le but de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des souris qui présentent un bagage génétique identique et l’ensemble de nos souris mutés le sont pour un gène donné sur un fonds génétique connu. La conséquence est que la variabilité d’individu est réduite, et en conséquence nous avons besoin de moins d’animaux. Nous optimiserons les accouplements en utilisant dès que cela est possible des croisements avec des souris présentant des mutations à l’état homozygote afin de réduire le nombre de souris produites. L’étude ne se fera qu’avec des molécules qui auront été validées in vitro avant tout test sur animaux. Nous utiliserons un suivi d’imagerie longitudinale afin de réduire le nombre d’animaux à utiliser.
Raffinement
En cas de retard de croissance pour les nouveaux-nés génétiquement modifiés, injectés avec des traitements, nous introduirons dans la cage des aliments gélifiés et hyper calorique afin d’augmenter les apports caloriques pour ces petits. Nous raffinerons les mutations en ciblant uniquement les cellules d’intérêt sans affecter les autres cellules de l’organisme. Les souris sont suivies régulièrement afin d’assurer leur bien-être et les expérimentations seront arrêtées dès l’atteinte d’un point-limite(mise en place d’une grille de score) Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie avec utilisation d’analgésiques. Nous ajouterons dans la cage post-chirurgie des aliments gélifiés et de petites croquettes dans le fond de la cage afin que la souris n’ait pas à se redresser pour se nourrir et s’hydrater. Les animaux seront suivis trois fois par semaine à quotidiennement. Nous utiliserons une grille de score pour évaluer de façon objective l’état des animaux. Les animaux seront mis à mort en cas d’atteinte d’un point-limite. Nous suivrons le devenir de la tumeur primaire ou des métastases en utilisant régulièrement (en fonction) un pied à coulisse, un appareil photo ou l'imagerie.
Choix des espèces
L’espèce choisie est la souris car il s’agit de l’espèce de choix pour les expériences menées en cancérogénèse et de recherche en thérapeutique du cancer. De plus, la souris est un modèle reconnu pour étudier la robe chez les mammifères. Ce modèle animal nous permet (i) de générer des mutations spécifiques, conditionnelles ou non, dans le lignage mélanocytaire, (ii) de contrôler au mieux le la présence de mutation génétique ce qui permet de réduire le nombre d’animaux car la variablité entre individus est plus faible. Nouveau-né et adulte, développement de tumeurs chez l’animal adulte @ Nous prendrons des nouveaux-nés lorsque nous les induirons à l’aide d’un agent chimique. L’induction est réalisée à la naissance avant la formation des poils, et les mélanocytes sont sensibles à cet agent chimique. @ Nous suivrons l’apparition des tumeurs au cours du temps chez l’adulte.
Contrôle de la régression tumorale à long terme par les lymphocytes T antiviraux modifiés génétiquement
- Recherche appliquée
- Cancers
Injectées de cellules leucémiques dans la veine de la queue, puis d'un traitement cellulaire, prélevées de sang sept fois et passées sept fois sous imagerie sous anesthésie de quarante minutes, 36 souris dépourvues de système immunitaire vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. La leucémie qui s'installe se traduit par des poils hérissés, une baisse d'activité, une perte de poids et, dans les cas extrêmes, un début de paralysie des pattes arrière, auxquels peuvent s'ajouter des signes de maladie du greffon contre l'hôte avec lésions cutanées et diarrhées. L'objectif déclaré est de comparer un nouveau type de lymphocyte anticancéreux issu de donneurs sains au traitement de référence, sur un suivi porté à 56 jours. Aucune souris n'est gardée au-delà de ces 56 jours, ni au-delà du point limite atteint.
Objectifs
La thérapie anti-cancéreuse à partir des cellules du patient modifiées génétiquement pour les armer contre les cellules cancéreuses (appelées CAR-T cells) permet de traiter la leucémie. Bien qu’elles soient efficaces et arrivent à tuer les cellules cancéreuses, leur efficacité disparait à court terme. De plus, leur préparation est complexe, longue et présente un risque potentiel de contamination par des cellules malades. En conséquence, la production de ces cellules à partir de donneurs sains se développe, pour les rendre immédiatement opérationnelles. De plus, nous souhaitons utiliser une nouvelle source de cellules provenant de donneurs sains et qui sont anti-virales (VST) : celles-ci sont capables de persister à long terme chez les patients. Aussi, nous souhaitons fabriquer des cellules anti-cancéreuses à partir de ces VST. Nous obtiendrons des CAR-VST qui permettraient d’apporter un bénéfice majeur par rapport au traitement de référence par CAR-T car persistant plus longtemps dans l’organisme. Nous devons donc d’abord vérifier qu’elles sont aussi efficaces que les cellules thérapeutiques CAR-T classiques. Pour cela, nous souhaitons étudier ce nouveau traitement en comparaison au traitement actuel par CAR-T cells. Après avoir montré que les cellules issues d’un seul donneur sont aussi efficaces que le traitement actuel, nous devons reproduire ces résultats sur des cellules provenant de deux autres donneurs, et assurer un suivi d’efficacité plus long, jusqu’à 56 jours
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de déterminer avec certitude si les CAR-VST possèdent un effet anti-leucémique reproductible et comparable au traitement de référence par CAR-T cells, et plus long, afin de permettre la mise au point de traitements efficaces à long terme.
Procédures
- Une injection de cellules leucémiques à la veine de la queue sur souris vigiles avec contention douce (1min) - Une injection de cellules « traitement » à la veine de la queue sur souris vigiles avec contention douce (1min) - 7 prélèvements d’une goutte de sang au niveau de la veine de la queue sur souris vigiles avec contention douce (1min) - 7 Imageries sous anesthésie (40min)
Impact sur les animaux
- L’injection intraveineuse est de courte durée et elle peut induire un saignement léger après retrait de l’aiguille au point de ponction. - Dans les jours suivants l’injection des cellules cancéreuses, les souris présenteront une maladie type leucémie avec des poils hérissés, moins d'activité et une perte de poids, et en cas extrême, un début de paralysie des pattes arrière. - Dans les semaines qui suivent l’injection des cellules d’intérêts (CAR T cells ou CAR VST), les souris peuvent présenter des signes de maladie de greffon contre l’hôte, caractérisés par une perte de poids, une altération de la fourrure avec lésions cutanées, un mal-être et des diarrhées. - Les animaux seront modérément stressés lors de l’injection dans l’abdomen du produit d’imagerie. - Le prélèvement sanguin au niveau de la veine caudale sera réalisé avant l’imagerie, sous contention douce.
Devenir
Les souris étant totalement dépourvues de système immunitaire et ayant reçu une injection des cellules leucémiques, une progression tumorale va se développer. Afin d’éviter une souffrance à l’animal, les animaux ne seront pas conservés au-delà de 56 jours post injections ou en cas de point limite atteint.
Remplacement
Nous continuons à réaliser des expériences sur cellules pour valider lepotentiel anti-leucémique des cellules issues de donneur sains de façon à limiter le nombre d’expériences chez l’animal. La culture cellulaire à partir de cellules humaines est donc la base de notre projet pour produire des cellules traitement. Cependant, les cultures cellulaires ne permettent pas reproduire la complexité des interactions entre les cellules leucémiques et leur environnement développé dans un organisme. Cette saisine permet de vérifier l’efficacité d’un nouveau traitement cellulaire par rapport à un traitement de référence.
Réduction
Les effectifs ont été déterminés de façon à obtenir des effets significatifs avec un nombre minimum d’animaux. Nos précédents travaux nous ont permis de déterminer ce nombre via l’utilisation d’un logiciel appliqué.
Raffinement
Les souris seront logées dans de grande cage avec des jouets et des matériaux, avec 3 ou 5 souris par cage, pour qu'elles aient suffisamment d'espace. La pièce où les souris seront logées sera bien ventilée, dans une zone spéciale pour les souris nécessitant un suivi quotidien, avec un contrôle de la température, de l'humidité et de la lumière pour qu'elles se sentent bien. Leur nourriture est préparée de manière à être ultra propre pour éviter les problèmes de contamination microbienne, et leur eau est stérilisée pour éviter les maladies. Chaque jour, une personne qualifiée vérifiera leur état de santé et détectera d’éventuels signes de souffrance. Si elles ne se sentent pas bien, une grille de score permet de savoir la conduite à suivre pour réduire ou stopper le mal être.
Choix des espèces
La souris NSG ne possédant pas de système immunitaire, accepte les cellules humaines normales et leucémiques. Ce modèle murin est mondialement reconnu et indispensable pour valider toute étude pré-clinique de thérapie cellulaire dans les hémopathies malignes. Les souris sont expérimentées à partir de 8 à 12 semaines de vie, pour limiter la variabilité de poids, et parce que dans la littérature la prise de greffe humaine est meilleure dans cette période de vie.
Investigation du mécanisme d’action d’une approche de thérapie cellulaire chez la souris âgée
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
864 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, dont 480 irradiées pour préparer une greffe, 64 soumises à une chimiothérapie de conditionnement et 160 nouveau-nés transplantés dès la naissance, 128 d'entre eux recevant une seconde transplantation neuf à douze mois plus tard. Une irradiation de moins de cinq minutes, que le porteur qualifie de "rapide et non douloureuse", précède la greffe, alors qu'il attend par ailleurs un amaigrissement et une anémie liés au conditionnement. Les animaux âgés de neuf à douze mois sont retenus parce que leur thymus vieilli ressemble à celui de patients humains conditionnés pour une greffe de moelle osseuse. Toutes sont tuées pour le prélèvement de la moelle osseuse, de la rate et du thymus, à l'appui de bénéfices annoncés en termes d'essais cliniques et d'économies pour les systèmes de santé.
Objectifs
La greffe de cellules souches du sang, appelées aussi cellules souches hématopoïétiques (CSH), est le traitement de référence pour de nombreuses maladies du sang, malignes (comme les leucémies ou les lymphomes) et non malignes (incluant les déficits immunitaires, en particulier chez les enfants). Cependant, la maladie du greffon contre l'hôte, les infections et les rechutes sont des obstacles majeurs au succès de cette thérapie. Certains de ces obstacles sont liés à une lente reconstitution du système immunitaire après la greffe de CSH. Dans ce contexte, une nouvelle stratégie thérapeutique a été développé pour améliorer la régénération immunitaire lors des greffes de CSH et augmenter la chance de survie des patients greffés. Cette stratégie repose sur la production in vitro de progéniteurs lymphoïdes et leur greffe, pour favoriser une production rapide de cellules immunitaires. Par rapport à la transplantation de CSH, la transplantation des progéniteurs lymphoïdes à des souris immunodéficientes nouveau-nées conduit à une régénération plus rapide des cellules du système immunitaire qui jouent un rôle clé dans la défense contre les pathogènes et les cellules cancéreuses. Les progéniteurs lymphoïdes transplantés sont immatures, une caractéristique qui confère une grande sécurité à ce produit en termes de risque de maladie du greffon contre l’hôte. Toutes ces caractéristiques soulignent un fort potentiel d’applications cliniques pour accélérer la reconstitution immunitaire et surmonter les complications post-transplantation. Nos objectifs de recherche du projet proposé sont de tester ces progéniteurs T produits in vitro pour leur capacité à régénérer les lymphocytes T de patients âgés. En effet, avec l’âge, le thymus, organe jouant un rôle central dans la production des lymphocytes T, fonctionne moins bien ce qui complique la reconstruction du système immunitaire. De précédentes études expérimentales ont suggéré que l’ajout de progéniteurs lymphoïdes lors de la transplantation de CSH améliorerait le fonctionnement du thymus. Ce processus encore mal compris nécessite une investigation approfondie pour en optimiser les effets dans le cadre de futures applications thérapeutiques de ces progéniteurs chez les personnes âgées. Cela passe par une meilleure compréhension des mécanismes de vieillissement et par l'amélioration du système immunitaire après la greffe, dans le but d'augmenter les chances de survie des patients.
Bénéfices attendus
Le projet actuel présente des bénéfices potentiels significatifs, tant à court qu'à long terme. Tout d'abord, les résultats attendus permettront d’approfondir la connaissance du produit de thérapie cellulaire à base de progéniteurs lymphoïdes T. Ce projet permettra d'éclaircir son mode d'action chez les individus âgés, d'affiner ses caractéristiques de qualité et d'évaluer son efficacité au-delà de la simple reconstitution des lymphocytes T. Ces découvertes pourraient déboucher sur de nouveaux essais cliniques ou sur l'optimisation des essais en cours, favorisant ainsi des avancées thérapeutiques. En outre, ce projet ouvre la voie à l'élargissement des applications thérapeutiques du produit, initialement conçu pour traiter l'immunodéficience combinée sévère chez les enfants. Les progéniteurs lymphoïdes pourraient également bénéficier à d'autres groupes de patients, notamment ceux dont la fonction thymique est diminuée, que ce soit en raison du vieillissement, du VIH/SIDA ou de l'exposition aux radiations ionisantes. Cela pourrait aboutir à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour ces populations vulnérables. Enfin, d'un point de vue sociétal et économique, les progéniteurs lymphoïdes pourraient réduire les hospitalisations post-greffe de cellules souches hématopoïétiques et diminuer les risques de rechutes, entraînant ainsi des économies substantielles pour les patients et les systèmes de santé. Ces bénéfices contribueront non seulement à l'amélioration des traitements actuels, mais aussi à la réduction des coûts de santé à l'échelle globale. Ce projet vise également à approfondir notre compréhension des processus de vieillissement, de dégénérescence et de régénération du thymus, organe essentiel pour la production de cellules du système immunitaire. Il propose notamment d'identifier des molécules capables d'influencer le vieillissement immunitaire et les altérations du thymus. Une connaissance fine des mécanismes permettrait une régénération de l'architecture thymique dégradée avec l’âge et faciliter une greffe plus efficace des progéniteurs lymphoïdes et une meilleure reconstitution des cellules immunitaires.
Procédures
480 animaux vigiles seront conditionnés à la greffe par une irradiation d'une durée inférieure à 5 minutes. Ce procédé est rapide et non douloureux. 64 animaux vigiles recevront une chimiothérapie de conditionnement pour la greffe, chaque traitement durant environ 1 minute/animal. 96 animaux, sous anesthésie gazeuse, recevront des molécules de régénération du thymus d’une durée de 1 minute/traitement et un seul traitement/animal. 96 animaux vigiles recevront en vigile différentes molécules de conditionnement/régénération du thymus chaque jour pendant 15 jours, chaque traitement durant 1 minute/animal. 704 animaux sous anesthésie gazeuse seront transplantés avec des cellules souches/progénitrices, durée de l’action 1 minute/animal. 160 animaux nouveau-nés vigiles recevront une transplantation de cellules (1 minute/animal). 128 d’entre eux recevront sous anesthésie une seconde transplantation, 9 à 12 mois plus tard, chaque action durant 1 minute, une seule action/animal. 160 animaux sous anesthésie gazeuse subiront un prélèvement sanguin juste avant leur euthanasie. 160 animaux sous anesthésie gazeuse subiront deux prélèvements sanguins au cours de leur suivi, à au moins 5 mois d’intervalle. Chaque prélèvement sanguin dure environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Les conditionnements à la greffe (chimiothérapie ou irradiation), nécessaires pour préparer l’organisme à recevoir une greffe de CSH et mimer ainsi les conditions des patients humains, peuvent occasionner chez la souris des symptômes cliniques de type amaigrissement et anémie. Les injections peuvent provoquer une légère douleur localisée et un stress transitoire. Le traitement par voie orale peut provoquer un stress, une douleur, et une légère irritation au niveau de l’œsophage chez l’animal surtout lors des traitements en continu. L’anesthésie gazeuse générale peut provoquer une baisse de la température corporelle et un assèchement des yeux.
Devenir
Afin de mesurer la production des cellules lymphoïdes T humaines après injection, nous devons euthanasier les souris. Des organes hématopoïétiques (Moelle osseuse, rate et thymus) sont prélevés et les cellules qui y sont contenues sont soumises à une caractérisation cellulaire. Ces protocoles sont importants pour pouvoir juger de la réussite ou non de l’injection effectuée.
Remplacement
Ce projet n'a pas d'alternative non animale. L’utilisation d’un modèle préclinique in vivo capable de mimer la réponse thérapeutique chez l’Homme est indispensable pour évaluer et comprendre les effets de la greffe de progéniteurs lymphoïdes sur la reconstitution du système immunitaire. Nous utiliserons des souris sans système immunitaire qui représentent les outils de référence internationaux pour l’analyse fonctionnelle du développement sanguin humain d'après la littérature scientifique Ces souris immunodéficientes sont appelées souris NSG; elles combinent une série de mutations génétiques qui altèrent leur système immunitaire dans sa globalité, les rendant aptes à ne pas rejeter les xénogreffes de cellules humaines d'origine sanguine
Réduction
Le nombre total de souris impliquées dans les expériences a été réduit au minimum nécessaire pour obtenir des données suffisantes tout en s’assurant d’une interprétation statistique fiable des résultats pour évaluer l’effet thérapeutique des produits testés. Afin de réduire le nombre d’animaux, les scores d’évaluation clinique les plus objectifs, prédictifs et robustes seront privilégiés. Ces études permettront de choisir une condition de greffe optimale et de diminuer les échecs de greffe. Le modèle animal choisi et le plan expérimental sont inspirés de plusieurs études similaires très bien documentées dans la littérature. Cela confirme la pertinence du modèle expérimental et renforce la validité de nos hypothèses évitant des étapes intermédiaires de mise au point chez l’animal. Les expérimentations seront regroupées au maximum et dans la mesure de la faisabilité technique, afin de réduire le nombre d'animaux contrôles.
Raffinement
Tout au long de l’étude, les animaux seront hébergés dans des cages enrichies à l’aide de coton de nidification et de rouleaux en carton pour favoriser les cachettes et le jeu. Le nombre de souris sera limiter à 5 animaux par cage. Toutes les souris sont hébergées en portoir à cages ventilées dans une pièce avec un cycle jour/nuit de 12h/12h. Chaque cage est indépendante des autres, l’air entrant est filtré et l’eau utilisé est filtrée, et donc constitue une entité séparée. Nous n’attendons aucun phénotype dommageable ou souffrance à l’issue de la greffe des cellules immunitaires chez les animaux greffés. Toute irradiation sera suivie rapidement par une greffe de cellules et toute manifestation de signes de douleur sera scrutée selon les critères de définition des points limites de la présente étude. Les greffes seront précédées par une anesthésie générale. Lors des greffes chez le nouveau-né, l’expérimentateur transfère l’odeur de la cage sur ses gants en le frottant sur la litière pour ne pas risquer une réaction négative de la mère par rapport à ses petits. En outre, les mères sont isolées durant les greffes afin de diminuer leur stress durant la manipulation des petits. En cas de signe de souffrance et selon les résultats de la grille préétablie, le personnel qualifié et le responsable scientifique de l’étude pourront décider de l'arrêt de l'expérimentation et de l’euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Dans ce projet, nous utiliserons des souris immunodéficientes qui reproduisent de nombreux mécanismes fondamentaux existant chez l’Homme. Le déficit immunitaire de ces souris permet la prise de greffe de cellules hématopoïétiques humaines normales et offre la possibilité d'évaluer les immunothérapies avec des cellules humaines in vivo. Nous utiliserons les souris âgées entre 9 et 12 mois. Le thymus des souris immunodéficientes âgées ressemble à celui des patients humains atteints de déficits immunitaires ou conditionnés pour recevoir une transplantation de moelle osseuse. De nombreuses données sur l’étude de la différenciation des lymphocytes T humains chez ces souris sont disponibles, ce qui nous permettra d’évaluer l’efficacité des progéniteurs lymphoïdes produits par nos équipes dans un environnement similaire à celui des patients. Nous utiliserons aussi les animaux nouveau-nés pour humaniser leur système hématopoïétique sans passer par l’irradiation.
Développement de CAR-T cells à visée thérapeutique pour la thérapie des cancers dans un modèle de souris immunodéprimées NSG NOD-SCID (mus musculus).
- Recherche appliquée
- Cancers
Greffées sous la peau avec des cellules de cancer humain, pesées dix fois, injectées par voie intraveineuse de lymphocytes CAR-T, mesurées quinze fois au pied à coulisse sur cinq semaines et prélevées de sang à cinq reprises sous anesthésie, 1 500 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur reconnaît que la tumeur grossit sur le flanc et que des effets indésirables apparaissent en fin d'expérience, surtout dans les groupes témoins laissés sans traitement. L'objectif déclaré est de sélectionner le meilleur lymphocyte CAR-T anticancéreux en vue d'essais cliniques. Toutes sont tuées pour que leurs tumeurs et leurs tissus soient prélevés et analysés.
Objectifs
Les objectifs du projet sont d’évaluer l’efficacité et la sécurité d'un nouveau traitement anti-O-Acétyl GD2 (OAcGD2) dans un modèle de souris greffées en sous cutanée avec des cellules de cancers humains ou PDX (Patient-Derived Xenograft, en bref des tumeurs de patient d'origine humaines.) Cette possibilité d’utiliser ce nouveau traitement plutôt que des anticorps ouvre la voie à de nouveaux traitements permettant une réponse thérapeutique et des rémissions plus importantes chez les patients sans les contraintes des multiples injections. Dans ce projet, nous allons utiliser un modèle de souris immunodéficientes afin de tester nos différentes constructions sur des modèles de tumeurs xénogéniques.
Bénéfices attendus
Le meilleur CAR-T thérapeutique sera sélectionné et développé pour des essais cliniques. Ces nouvelles thérapies sont plus efficaces en termes de réponse thérapeutique et plus respectueuses de la qualité de vie.
Procédures
Mesure de la masse corporelle sur animal vigile (10 pesées, 1 minute maximum chacune, soit 10 minutes au total). Implantation de la tumeur sur animal vigile : 1 injection, maximum 1 minute/ animal Injection intraveineuse CAR-T sur animal vigile (1 injection, 3 minutes maximum chacune, temps de mise en boîte de contention + injection, soit 24 minutes au total). Prélèvement de sang sur animal anesthésié (5 prélèvements, 2 minutes maximum chacune + temps de mise en boîte de contention + prélèvement, soit 10 minutes au total). Mesure de la tumeur tous les 3/4 jours sur environ 5 semaines (15 mesures, maximum 1 minute / animal = 15 minutes)
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : premièrement le stress et la douleur liés à la manipulation (traitements, prélèvements de sang et pesées) et la contention des souris lors de l’administration de la tumeur puis du traitements (injections sous-cutanées puis intraveineuse). Deuxièmement, l’injection de cellules tumorales conduit à la formation d’une tumeur sur le flanc de l’animal, et des effets indésirables peuvent apparaître chez les animaux en fin d’expérimentation notamment sur les groupes témoins non traités par les CAR-T (au fur et à mesure de la croissance des tumeurs). Ces effets indésirables sont pris en compte dans l’annexe attachée à cette demande de projet.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés afin de permettre la réalisation de prélèvements pour évaluer l’efficacité thérapeutique des CAR-T et de réaliser également des analyses complémentaires
Remplacement
Avant de réaliser ce projet, les CAR-T cells ont été caractérisés in vitro afin de vérifier que les cellules CAR-T ont bien été modifiées et qu'elles expriment le récepteur chimérique correct. De plus, un test fonctionnel permettant de visualiser en temps réel la destruction des cellules tumorales par les CAR-T a été également réalisé. Cependant, aujourd’hui il est impossible de reproduire les tissus tumoraux dans un système physiologique et pharmacodynamique et comprenant un réseau vasculaire capable de se remodeler à partir de toute cellule de l’organisme. Le modèle animal reste indispensable et non substituable pour de telles études et donc un passage obligé avant de pouvoir commencer les études chez les patients.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés tient compte des contraintes statistiques. De plus, nous conserverons tous les prélèvements de sang, d’organes et tissus pour des analyses ultérieures. L’optimisation et le développement du modèle par notre partenaire, nous a permis d’optimiser les injections, les prélèvements et d’ainsi de diminuer le nombre d’animaux par groupe.
Raffinement
Nous assurerons une surveillance quotidienne des animaux par l’expérimentateur (en plus de celle réalisée quotidiennement par le personnel animalier) et nous fixerons des points limites sévères qui conduiront à la mise à mort des animaux dès leur apparition. Nous assurerons aux souris un hébergement de qualité avec 5 souris maximum par cage enrichie (frisotis). Concernant les injections (cellules tumorales ou traitements), une application d'un anesthésique local sera effectuée sur le site d’injection quelques minutes avant injection.
Choix des espèces
La souris est un modèle de référence en immunologie. Grâce à beaucoup d’études, de nombreux outils cellulaires et moléculaires ont été développés. Chez la souris, la distribution de l’antigène ciblé est semblable à celle décrite chez l’Homme : absence d’expression dans les tissus sains et surexpression dans les cancers chez la souris De plus, nous utilisons un modèle de souris sur lequel notre équipe partenaire a déjà évalué des traitements de d’autres CAR-T et pour lequel nous connaissons bien le développement. Les animaux sont âgés de 7 semaines, soit un poids approximatif de 20g au début des expérimentations, ce qui est idéal pour la bonne réalisation des injections intraveineuses (veines caudales bien visibles et suffisamment grosses). De plus, ce choix s’inscrit dans la continuité des études précédentes pour lesquelles des souris de 7 semaines avaient également été utilisées dans des traitements avec des anticorps.
Évaluation de l’effet de nouvelles molécules sur la multiplication des cellules du cancer du sang
- Recherche appliquée
- Cancers
Valider chez la souris trente-deux combinaisons de médicaments déjà testées sur cellules leucémiques humaines, en vue d'essais cliniques: 1 272 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont irradiées quatre-vingt-dix secondes, greffées par voie intraveineuse avec des cellules de leucémie aiguë myéloïde prélevées chez des patients, saignées à la joue chaque semaine et ponctionnées au fémur jusqu'à six fois sous anesthésie. La maladie ainsi installée peut provoquer une perte de poids importante, une déshydratation, une hypothermie et des changements de comportement, avant des traitements administrés par voie orale ou abdominale pendant deux à quatre semaines. Le porteur affirme qu'il est "indispensable" d'obtenir des preuves d'efficacité chez des animaux vivants, et justifie ses effectifs par les seules études antérieures du laboratoire.
Objectifs
La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est un type de cancer du sang où des cellules se multiplient rapidement et ne fonctionnent pas correctement. Ces cellules se retrouvent dans la moelle osseuse et dans le sang, ce qui empêche le sang d’accomplir ses fonctions normales. Le taux de survie à 5 ans pour les personnes atteintes de LAM est faible. Les cellules de LAM présentent souvent plusieurs altérations génétiques qui influencent leur développement et l’évolution de la maladie Ces modifications génétiques persistent tout au long de la maladie, ce qui permet à certaines cellules de survivre au traitement et de provoquer des rechutes. Pour traiter cette situation, des médicaments ont été développés pour bloquer l’expansion des cellules leucémiques. Des essais cliniques ont montré que ces traitements peuvent réduire le nombre de cellules leucémiques ayant ces altérations et améliorer la réponse au traitement. Cependant, d’autres modifications génétiques peuvent rendre ces cellules résistantes aux médicaments, et de nouvelles altérations peuvent apparaître au fil du temps, rendant le traitement moins efficace. Dans ce projet, nous cherchons à tester de nouveaux médicaments, seuls ou en combinaison avec ceux existants, pour surmonter la résistance aux traitements actuels. Des tests en laboratoire ont déjà été réalisés sur plusieurs types de cellules leucémiques de patients, et certains médicaments ont montré des résultats prometteurs. Cependant, pour vérifier si ces traitements sont efficaces et sûrs, il est nécessaire de les tester sur des modèles vivants de souris. Ces modèles, appelés xénogreffes dérivées de patients, permettent de recréer les conditions réelles de la maladie en transplantant les cellules leucémiques de patients dans des souris. Ils sont très utiles car ils reflètent bien la diversité des tumeurs humaines, ce qui nous permet de tester les médicaments dans des conditions proches de celles des patients. En résumé, l’objectif de ce projet est de valider les résultats obtenus en laboratoire en les testant sur des modèles vivants afin de pouvoir envisager leur utilisation dans des essais cliniques chez l’homme.
Bénéfices attendus
Nos travaux visent à tester un nouveau traitement, ayant des résultats prometteurs sur culture de cellules cancéreuses dans des modèles de souris avant de le tester chez l’homme. L’objectif est de trouver une stratégie efficace et bien tolérée, afin d'améliorer le pronostic des patients atteints de leucémie aiguë myéloïde..
Procédures
Pour la mise en place du modème d'étude, un groupe d’animaux sera irradié (durée 90s) pour favoriser la prise de greffe, puis les cellules cancéreuses humaines seront injectées (3 à 6h plus tard) par voie intraveineuse (veine de la queue; durée: 2 min sur souris éveillées). Des prélèvements sanguins au niveau de la veine de la joue seront réalisés chaque semaine (durée: 1 min) et un prélèvement de moelle osseuse au niveau du fémur sera effectué toutes les deux semaines sous anesthésie (durée: 5 min; maximum 6 prélèvements) si aucune cellule humaine n'est détectable dans le sang. Une fois la maladie installée, différents traitements seront administrés en fonction du groupe une fois par jour : 1. Un premier groupe recevra un médicament par injection abdominale tous les 2 jours pendant 2 semaines (durée de l'injection: 30s, sur souris éveillée). 2. Un deuxième groupe recevra un autre médicament par voie orale 3 jours par semaine pendant 4 semaines ((durée de l'injection: 1 min, sur souris éveillée). 3. Un troisième groupe recevra un autre traitement par voie orale pendant 5 jours par semaine pendant 3 semaines. 4. Un quatrième groupe recevra un médicament similaire pendant 3 semaines. 5. Un cinquième groupe recevra un autre médicament par voie orale pendant 4 semaines. 6. Un sixième groupe recevra un traitement combiné de médicaments par voie orale pendant 3 à 4 semaines, en fonction de la combinaison. Des groupes supplémentaires recevront des traitements combinés de ces médicaments selon différents protocoles.
Impact sur les animaux
Le développement de la maladie peut entrainer une importante perte de poids, un changement de comportement, de mobilité, une déshydratation et/ou une hypothermie. L’administration orale d’un traitement peut entrainer une possible irritation du tube digestif. Les différents prélèvements et injections peuvent générer un stress et une éventuelle gêne temporaire surtout après le prélèvement de moëlle osseuse.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de protocole pour prélever la moelle osseuse et la rate afin de caractériser l’effet du traitement sur l’expansion des cellules cancéreuses.
Remplacement
Nous avons dans un premier temps tester sur des cellules cancéreuses humaines 32 conditions différentes afin d'identifier les combinaisons les plus efficaces. Néanmoins, nous devons valider à l'aide d'un modèle d'étude de souris ces résultats. En effet, les cultures de cellules ne permettent pas de reproduire complétement la pathologie humaine et dans ce type de tests, nous n'avons pas la problématique de distribution des molécules médicaments au travers des tissus. Il est donc indispensable d’avoir des preuves d’efficacité dans des modèles utilisant des animaux vivants.
Réduction
Le nombre minimum de souris nécessaires par groupe a été établi grâce aux études antérieures du laboratoire et à l’utilisation de tests statistiques appropriés
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement et le milieu sera enrichi avec du papier et des frisottis pour améliorer le bien-être. Les protocoles seront étudiés afin de limiter au maximum le stress ainsi que la douleur subie par l'animal. Les animaux seront anesthésiés et une analgésie sera effectuée lors des ponctions osseuses car il y a un risque plus important de gêne ou de douleur liée à cette procédure. De plus, les études antérieures ont permis de mieux appréhender les points limites qui seuls ou cumulés qui vont nécessiter l’euthanasie de l’animal. Un suivi clinique hebdomadaire des animaux à l’aide d’une grille d’observation permettra de déterminer des points limites précoces qui conduiront à un renforcement du suivi et/ou à l’euthanasie de l’animal. Si un signe de détérioration est détecté, la fréquence du suivi sera augmentée et s’il n’y a pas d’amélioration de l’état général de l’animal, il sera euthanasié.
Choix des espèces
Le modèle souris est à la base de la compréhension du développement du cancer chez l’homme. Du fait de la présence de nombreux gènes équivalents chez l’homme et la souris, ils intègrent les caractéristiques de la pathologie humaine et aident à identifier le traitement qui sera le plus efficace et le plus adapté pour être transféré et testé en clinique chez l’homme. Dans cette étude, nous utiliserons des souris âgées d’au moins 8 semaines car les transplantations de cellules cancéreuses sont plus efficaces chez les jeunes adultes et permettent donc une meilleure prise de greffe.
Etude de l’altération d’un gène et de son rôle dans l’agressivité des cancers du sein triple négatifs
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
73 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules de cancer du sein triple négatif humain leur sont greffées dans les tissus mammaires, puis la tumeur est mesurée deux fois par semaine, jusqu'à cinq fois quand elle grossit assez pour gêner leurs déplacements et leur couper l'appétit. Le projet vise à confirmer sur un animal vivant ce que des cultures cellulaires ont déjà montré. Les retombées pour les malades sont renvoyées à une phase ultérieure de recherche, le porteur affirmant par ailleurs que seul un "organisme entier" permet de suivre la dissémination d'une tumeur et concluant que le recours à la souris reste "indispensable".
Objectifs
Parmi les différents types de cancer du sein, le cancer triple négatif (TNBC) est l’un des plus difficiles à traiter. Contrairement à d'autres formes, il ne répond pas aux traitements ciblés habituels, et la chimiothérapie y est souvent peu efficace. Ce type de cancer est donc particulièrement agressif et a un risque plus élevé de récidive ou de propagation à d’autres organes (métastases). Nous avons découvert qu’un certain gène, est quatre fois plus souvent altéré dans les formes avancées et métastatiques de ce cancer que dans les formes précoces. Cela nous a poussés à penser qu’il pourrait jouer un rôle dans la capacité du cancer à se propager. Pour mieux comprendre ce phénomène, nous avons créé en laboratoire des cellules cancéreuses issues d’un cancer du sein triple négatif reproduisant cette altération génétique. Nous avons observé que ces cellules devenaient plus agressives : elles bougent plus facilement, s'accrochent moins aux autres cellules (ce qui facilite leur dispersion dans le corps), résistent mieux à certains stress, et sont capables de survivre même dans des conditions difficiles (manque de nutriments). Ces résultats suggèrent que les mutations de ce gène pourraient rendre les cellules cancéreuses plus agressives capables de former des métastases plus facilement. Nous souhaitons maintenant vérifier ces observations dans un modèle vivant (chez l’animal), pour confirmer que cette mutation augmente bien le risque de métastases. Les résultats attendus viendront compléter nos travaux in vitro pour suggérer que la détection d’altérations du gèe étudié dans des tumeurs TNBC est un marqueur de risque accru de dissémination métastatique et de mauvais pronostic.
Bénéfices attendus
Ce projet de validation préclinique vise à confirmer l’implication des altérations d'un gène dans la promotion de la dissémination métastatique des cellules TNBC. Les informations attendues sont essentielles pour passer à la phase suivante de recherche plus translationnelle visant à déterminer si le gène étudié pourrait constituer une cible pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour ce type de cancer très agressif et aux traitements limités.
Procédures
Injection de cellules tumorales au niveau des tissus mammaires après anesthésie générale: une fois par animal, durée 10 minutes, anesthésie locale.
Impact sur les animaux
Le développement du modèle de TNBC métastatique nécessite la réalisation de procédures qui peuvent entraîner des nuisances pour les souris. La greffe des cellules, sous anesthésie locale, engendre du stress et de la douleur légère chez l'animal. Le suivi longitudinal individuel de nos souris (2 fois par semaine puis 5j/semaine si nécessaire) avec la mesure de la taille tumorale peut entraîner un stress lors de l'intervention, mais celui-ci diminue avec le temps par habituation. Si la tumeur devient plus volumineuse (volume cumulé), elle peut limiter la mobilité de la souris, affectant ainsi son comportement et son bien-être général, avec des effets modérés pouvant entraîner une perte d'appétit.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour analyses sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Les modèles cellulaires alternatifs in vitro, in silico ou ex vivo ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme (système vasculaire, endocrine…). L’utilisation des modèles appliqués in vivo reste indispensable. Seul un animal vivant peut permettre d’étudier dans leur globalité le développement des tumeurs et leur dissémination à d’autres organes distants. Nous avons de solides résultats préliminaires in vitro qui suggèrent que notre gène d’intérêt joue un rôle important dans la dissémination métastatique dans les cancers du sein de type triple négatif.
Réduction
Le nombre de souris par lot expérimental a été déterminé par calcul de puissance de manière à en utiliser le moins possible tout en conservant une puissance statistique satisfaisante. Les résultats obtenus seront exploités par des études statistiques.
Raffinement
Aucun animal ne sera maintenu seul dans sa cage. Les animaux seront surveillés quotidiennement et font l’objet d’une observation clinique individuelle afin d’évaluer leur état de santé. Cette observation permettra de vérifier si l’animal se nourrit et s’hydrate bien mais aussi permet de voir l’aspect général de l’animal, sa posture, son comportement afin de déceler tout signe de détresse. En cas de besoin, ils reçoivent une médication contre la douleur et une surveillance renforcée afin de vérifier sa bonne alimentation et hydratation. Les animaux bénéficient d’enrichissement environnemental dans les cages d’hébergement des animaux avec la mise place de jouets, de cachettes et de matériaux pour construire un nid. Cette optimisation des conditions de vie permet aux animaux de s’exprimer, de se sociabiliser, de s’adapter à leur nouvel environnement mais aussi d’être moins stressés en restant occupés durant leur période de captivité. Les interventions seront faites sous anesthésie, avec analgésie adaptée. Ce projet fait l'objet de procédures rigoureuses réalisées par un personnel formé et vigilant quant au suivi régulier de l’état de santé des animaux. Des points limites précoes ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
Nous implanterons des cellules tumorales humaines. L'espèce souris est l'espèce de choix en oncologie préclinique. Pour ce projet, le fait qu'il soit possible d'utiliser des animaux immunodéficients bien caractérisés dans cette espèce est crucial. De plus, de précédentes études au laboratoire ont été réalisées sur ce modèle de souris. Le cancer étudié apparaissant chez les adultes, les animaux auront entre 7-15 semaines au début des procédures (souris adultes).
Etude des mécanismes d’initiation et de développement des néoplasmes myéloprolifératifs
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Jusqu'à quarante prises de sang sous anesthésie générale par animal, toutes les deux à trois semaines pendant douze mois : 963 souris vont être utilisées ainsi, 438 d'entre elles dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour l'analyse de leur moelle osseuse, de leur rate et de leur foie. Une partie est irradiée puis greffée avec de la moelle osseuse ou des cellules souches humaines, ce qui les laisse immunodéprimées pendant le mois suivant. Le porteur décrit des surproductions de cellules sanguines, des anémies, des pertes de poids, une fatigue, un gonflement de la rate et du foie et des troubles cardiovasculaires aux stades avancés. Il indique que les cellules de moelle d'un seul animal donneur permettent de créer jusqu'à trente animaux receveurs, et présente cette multiplication comme une réduction.
Objectifs
Ce projet étudie des maladies rares du sang appelées néoplasmes myéloprolifératifs. Elles sont causées par des mutations, c’est-à-dire des modifications dans l’ADN, qui apparaissent dans les cellules souches de la moelle osseuse – ces cellules sont à l’origine de toutes les cellules sanguines. Ces mutations provoquent une production excessive de globules rouges, de plaquettes ou d'autres cellules du sang. Cela peut entraîner des complications graves, comme des caillots, des saignements, ou parfois une transformation en leucémie, une forme plus grave de cancer du sang. Ces mutations peuvent être présentes longtemps avant que les premiers signes cliniques n’apparaissent. C’est pourquoi mieux comprendre ces maladies pourrait permettre de les diagnostiquer plus tôt et d’agir avant que des complications surviennent. Ces maladies peuvent être regroupées dans certaines familles où plusieurs personnes sont touchées, ce qui suggère qu’il existe une prédisposition génétique. Nous avons identifié une anomalie dans l’ADN d’une famille et le projet cherche à comprendre comment cette anomalie augmente le risque de développer ces maladies. Pour cela, nous avons construit des modèles chez la souris afin d’étudier comment cette mutation agit sur les cellules souches de la moelle osseuse et par quels mécanismes elle entraine le développement de ces maladies caractérisées par un dérèglement de la production des cellules du sang. À terme, cette recherche pourrait permettre de mieux repérer les personnes à risque, d’intervenir plus tôt dans l’évolution de la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche vise à mieux comprendre l’origine de certaines maladies rares du sang, appelées néoplasmes myéloprolifératifs. Ces maladies apparaissent lorsque les cellules souches de la moelle osseuse – qui produisent toutes les cellules du sang – subissent des modifications et commencent à fonctionner de manière anormale. Cela entraîne une production excessive de certaines cellules sanguines, ce qui peut provoquer des complications comme des caillots, des saignements, ou même une évolution vers une forme de cancer du sang plus grave comme la leucémie. Nous nous intéressons ici à une anomalie génétique, transmise dans une famille, qui pourrait jouer un rôle important dans le développement de ces maladies. En l’étudiant, nous espérons mieux comprendre comment la maladie débute, pourquoi elle évolue différemment d’un patient à l’autre, et pourquoi certains cas sont plus graves que d’autres. L’un des bénéfices majeurs attendus de ce projet est la possibilité d’identifier plus tôt les personnes à risque, notamment chez les jeunes adultes, afin d’assurer un suivi médical adapté avant que la maladie ne progresse. Cela pourrait permettre de prévenir des complications graves et de proposer des traitements plus personnalisés, en fonction du profil génétique de chaque patient. Ces recherches pourraient aussi ouvrir la voie à de nouveaux outils de dépistage, basés sur des marqueurs génétiques, et à de nouvelles pistes thérapeutiques, en s’attaquant directement aux mécanismes qui déclenchent la maladie. En résumé, ce projet a pour but de faire progresser la médecine vers des diagnostics plus précoces, des traitements plus ciblés, et une meilleure qualité de vie pour les patients touchés par ces maladies du sang.
Procédures
Nous allons utiliser deux types de modèles de souris : des souris d’élevage et des souris greffées. Les greffes seront réalisées par une injection unique de cellules de moelle osseuse ou des cellules souches humaines dans des souris receveuses préalablement irradiées (durée 1 minute, anesthésie locale). Le suivi des souris se fera pendant plusieurs mois, avec des prises de sang régulières toutes les 2 à 3 semaines afin d’analyser l’évolution de la maladie (nombre maximal = 40, durée 1 minute, anesthésie générale).
Impact sur les animaux
Certains modèles de souris développent des troubles sanguins similaires à ceux observés chez les patients atteints de maladies du sang. Cela peut inclure une surproduction de certaines cellules sanguines, une anémie (manque de globules rouges), ou un dérèglement de la moelle osseuse. Ces atteintes peuvent entraîner une perte de poids, une diminution de l’activité, une fatigue, voire des troubles cardiovasculaires dans les cas les plus avancés. Les animaux peuvent également présenter une gêne liée au développement progressif de la maladie, comme une augmentation du volume de certains organes (rate, foie) ou un état général affaibli. Les prises de sang répétées peuvent provoquer un stress léger, ainsi qu'une fatigue modérée et temporaire, en particulier chez les animaux déjà fragilisés par la maladie.Les greffes seront réalisées par une injection unique de cellules de moelle osseuse ou de cellules souches humaines dans des souris receveuses préalablement irradiées. Cette irradiation peut entraîner un inconfort transitoire, etune immunodépression pendant le mois suivant la greffe.
Devenir
Les différents lots de souris étudiées dans les différentes procédures seront euthanasiés afin d’étudier et d'analyser les organes hématopoïétiques (moelle osseuse, rate et foie).
Remplacement
Les modèles animaux sont indispensables pour cette étude car certaines mutations génétiques affectent des cellules particulières de la moelle osseuse et du sang. Ces mutations entraînent des changements dans le corps qui sont trop complexes pour être reproduits en laboratoire, en dehors de l'organisme vivant. Les cellules souches de la moelle osseuse, qui ont la capacité de se renouveler, jouent un rôle clé dans le développement de ces maladies. Elles ont besoin d'un environnement particulier dans la moelle osseuse (l'intérieur des os) pour rester fonctionnelles, un environnement que les tests en laboratoire ne peuvent pas recréer de façon réaliste. Les modèles de laboratoire comme les organoïdes (mini-organes cultivés) n'arrivent pas encore à imiter l'interaction complexe entre ces cellules et leur environnement, ni les phénomènes d'inflammation qui se produisent avec la maladie. De plus, l'évolution de ces maladies dans l'organisme vivant entraîne des changements spécifiques, comme le déplacement des cellules souches de la moelle osseuse vers d'autres organes (rate et foie). Enfin, même si des modèles informatiques peuvent nous donner des idées théoriques, ils ne suffisent pas à comprendre complètement les interactions entre les mutations génétiques, l'environnement du corps et le système immunitaire, qui sont trop complexes pour être modélisées de manière fiable sans utiliser des animaux vivants.
Réduction
Nous avons créé des animaux génétiquement modifiés pour étudier l'effet d’un variant familial et son interaction avec d'autres mutations génétiques. Le nombre d'animaux utilisé sera limité au strict nécessaire Nous collecterons des données sur la santé des animaux (comme les paramètres sanguins) sur une période prolongée. Certains animaux seront euthanasiés pour permettre des analyses approfondies, afin de maximiser les informations recueillies à partir de chaque animal. Pour les expériences de greffe, nous avons optimisé l’utilisation des animaux. En récupérant des cellules de moelle osseuse d’un seul animal donneur, nous pouvons isoler des cellules pour créer jusqu’à 30 animaux receveurs, tous dans le même état de santé. Cela nous permet de réduire le nombre d’animaux tout en garantissant des résultats scientifiques fiables.
Raffinement
Les souris seront logées dans des portoirs ventilés avec un enrichissement constant (comme des sizzlenests et des maisons en carton). Une surveillance quotidienne sera mise en place pendant toute la durée des expériences pour vérifier leur santé physique et comportementale. Si une souris présente une diminution de la prise alimentaire, des compléments nutritionnels seront ajoutés à sa cage pour maintenir son état général et l’aider à se rétablir. Toutes les interventions invasives, telles que les greffes ou les prélèvements sanguins, se feront sous anesthésie pour garantir le bien-être des animaux. Si nécessaire, un traitement antidouleur sera administré, en fonction de l'état de chaque animal. Les points limites précoces seront strictement appliqués.
Choix des espèces
Les modèles murins avec lesquels nous travaillons reproduisent fidèlement les maladies humaines du sang étudiées, ce qui les rend particulièrement adaptés à ce projet. Dans nos modèles de souris, nous pouvons exprimer certaines mutations dès la naissance, ce qui reflète bien ce qui se passe chez l’humain, où ces anomalies peuvent apparaître très tôt au cours de la vie, parfois même avant la naissance. Le variant familial étudié est naturellement présent dans toutes les cellules du corps, et sa forme est très similaire chez la souris et chez l’humain. Les souris seront suivies pendant plusieurs mois (jusqu’à 12 mois maximum) afin d’observer l’évolution des maladies au xours du temps, comme chez les patients.
Etablissement de modèles orthotopiques et métastatiques de sarcomes. Efficacité et synergie de thérapies ciblées et de chimiothérapies standards dans ces modèles.
- Recherche appliquée
- Cancers
Les souris utilisées sont immunodéficientes, dépourvues de presque tout système immunitaire, ce qui permet de leur greffer des tumeurs humaines sans rejet. 2 184 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une greffe de cellules de sarcome en intramusculaire ou en intraveineuse, subissent l'ablation de la tumeur primaire quand celle-ci atteint 1 000 mm3, puis des gavages ou injections de traitements et quatre semaines de radiothérapie à raison de cinq irradiations par semaine. Le porteur décrit des métastases pulmonaires provoquant des difficultés respiratoires, des œdèmes et des nécroses de la queue après injection intraveineuse, et prévoit de tuer chaque souris à la fin des traitements pour prélever ses organes métastasés.
Objectifs
Les sarcomes des tissus mous sont des tumeurs rares très complexes et hétérogènes (plus de 70 sous-types différents) qui touchent environ 4000 personnes par an en France. Malgré une chirurgie bien conduite suivie de traitements par chimiothérapies ou radiothérapies, plus de 40 pourcent des patients développent des métastases. A ce stade métastatique, peu de médicaments sont efficaces et les progrès depuis les 20 dernières années sont faibles avec une médiane de survie globale qui est passée de 12 à 18 mois seulement. Il existe donc dans cette pathologie un réel besoin de nouvelles thérapies permettant de cibler les processus metastatiques afin d’améliorer significativement les chances de survie des patients. Notre équipe est localisée dans un centre de référence dans le traitement de ce cancer rare, ce qui nous offre la possibilité d'obtenir des tumeurs de patients et ainsi de pouvoir développer des lignées cellulaires et des modèles de souris xénogreffées avec ces tumeurs. A partir de ces modèles, nous avons mis en place une plateforme préclinique qui nous permet d’étudier les effets biologiques et pharmacologiques de nouveaux médicaments en développement. Ces nouveaux composés sont dans un 1er temps testés in vitro sur des cellules en culture et dans la mesure où ils sont concluants, ils sont testés sur des souris de laboratoire préalablement implantées avec des tumeurs de patients quand cela est possible ou des cellules cancéreuses. Cependant, ces modèles sont limités par le fait qu’ils ne font pas de métastases dans la souris du fait de l’injection des cellules en sous-cutanée. Nous souhaiterions développer de nouveaux modèles afin d’optimiser l’apparition de métastases, soit en injectant les cellules directement dans la circulation sanguine, soit en les injectant dans leur organe d’origine pour bénéficier d’un microenvironnement propice. Une fois ces modèles établis, nous testerons l’efficacité de nouvelles molécules permettant d’inhiber ces processus métastatiques.
Bénéfices attendus
Les modèles de sarcomes des tissus mous métastatiques sont quasiment inexistants, or plus de 40% des patients développent des métastases. Il est donc primordial de trouver de nouveaux médicaments ciblant ces processus. Ce projet permettra d’avoir des modèles plus proches de la réalité du patient et de reproduire les processus métastatiques afin de trouver de nouvelles molécules les inhibant. Ces expérimentations s'inscrivent donc dans un projet de recherche translationnelle qui vise à élargir l'éventail thérapeutique dans le traitement des sarcomes des tissus mous.
Procédures
- greffes de cellules humaines en intramusculaire ou intraveineuse (une fois, durée 2min par souris) - Exerese de la tumeur primaire (une fois, durée 5min par souris) - Traitements medicamenteux par gavages / injections intrapéritonéales ou intraveineuses (durée et nombre de fois différents en fonction du traitement > une demande spécifique à chaque traitement sera soumise à la structure en charge du bien-etre animal) - Irradiations des metastases (radiothérapie) (durée 4 semaines à raison de 5 irradiations par semaine)
Impact sur les animaux
La procédure de xenogreffes en intramusculaire pourra provoquer un inconfort léger et diminuer la mobilité des souris. Lorsque que la tumeur primaire atteint une taille de 1000mm3, la souris sera opérée afin d’enlever la tumeur primaire et ainsi prolonger sa survie tout en permettant un suivi plus long de l’apparition des métastases. Cette chirurgie pourra provoquer une perte de poids ainsi qu'une perte de mobilité pendant 1 semaine environ. Dans le cas de métastases pulmonaires, des problèmes respiratoires peuvent survenir. En ce qui concerne l'administration des traitements, les gestes sont réalisés par du personnels expérimentés maitrisant ces injections. Ces gestes sont donc réalisés rapidement et n’entrainent que peu de stress chez l’animal. Cependant, pour les injections intraveineuses, des œdèmes éventuels et nécroses à la queue sont possible ; pour les gavages: cas de fausse route possible ; pour les injections intrapéritonéales: peu de stress
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin des traitements, quand les tumeurs primaires atteignent 1000mm3 ou lorsqu’un point limite est atteint. Les souris sont euthanasiées puis leurs organes métastasés sont prélevés pour analyses.
Remplacement
Ces expérimentations s'inscrivent dans un projet de recherche translationnelle qui vise à élargir l'éventail thérapeutique dans le traitement des sarcomes des tissus mous. Nous avons étudié les effets biologiques et pharmacologiques de nombreuses nouvelles molécules en développement sur des lignées de sarcomes in vitro. Nous souhaitons dorénavant étendre ces études à un modèle plus complet qu’est le petit animal. En effet, l’oncogenèse et plus particulièrement l’apparition de métastases sont des modèles intégrés qui font intervenir un grand nombre de mécanismes physiologiques et de tissus avoisinants qui ne peuvent être modélisés in vitro. Nous devons donc avoir recours à un modèle physiologique complet et fonctionnel avant de pouvoir réaliser les essais chez l'homme.
Réduction
Nous combinerons nos lots témoins dans le but de restreindre le nombre d'animaux. La croissance tumorale des cellules greffées sera suivie tout au long des expériences ce qui permettra de réduire le nombre d'animaux utilisés, le but étant d'obtenir des données significatives d'efficacité du médicament. Nos effectifs seront déterminés et nos résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Toutes les expérimentations sont réalisées par du personnel qualifié. Le bien-être de nos animaux sera pris en compte de leur naissance à leur mort, les animaux seront hébergés en groupe et l'enrichissement de leur milieu de vie sera systématique. Les animaux recevront une surveillance quotidienne et des soins adaptés (administration d’analgésiques et anesthésiques en pré et/ou postopératoire, utilisation de tapis chauffant et d'ocrygel, mesure hebdomadaire du poids des souris et du volume tumoral, définition de points limites suffisamment précoces et mise en place de critères d’arrêt).
Choix des espèces
Le but du projet étant de valider l’efficacité de nouvelles thérapies ciblées afin d'utiliser ces médicaments en clinique chez l'homme, il faut nécessairement un modèle de mammifères pour extrapoler les résultats. Nous avons donc choisi de réaliser nos expériences sur des souris immunodéficientes. Ce sont des modèles très immunodéprimés (ne possédant que très peu de système immunitaire) particulièrement adaptés à l'implantation de cellules tumorales. Animaux âgés de 8-12 semaines (jeunes adultes) pour qu’ils puissent supporter la greffe et le développement de la tumeur.
Étude de la perméabilisation de la barrière hémato-encéphalique par l’ultrason et la radiothérapie : applications pour la biopsie liquide
- Recherche appliquée
- Cancers
Des cellules tumorales sont greffées dans le cerveau de 410 souris immunodéprimées, qui subissent ensuite jusqu'à trente-cinq gavages sur animal vigile, cinq séances d'ultrasons ou de radiothérapie sous sédation, quatre prélèvements de sang et jusqu'à douze séances d'imagerie. Toutes sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et tuées à l'issue. Le porteur affirme que les doses de radiothérapie et d'ultrasons "ne déclenchent pas de nuisance", tout en décrivant des symptômes neurologiques et de l'apathie en fin de procédure. Leur cerveau et leur liquide céphalorachidien sont prélevés après la mise à mort, pour mesurer ce que l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique laisse passer dans le sang.
Objectifs
Les tumeurs cérébrales malignes représentent la principale cause de décès liés au cancer chez les enfants, les adolescents et les jeunes adultes. Le succès du traitement actuel comprenant la chimiothérapie, la radiothérapie et la chirurgie reste très limitée avec une survie qui s’est très peu améliorée au cours des 20 dernières années. Il est actuellement très difficile pour les cliniciens d'évaluer la réponse au traitement et d'anticiper la résistance de la tumeur ou la rechute, ce qui limite le développement de nouvelles thérapies. Lorsque les cellules tumorales meurent, elles se désintègrent et répandent leur contenu dans les fluides biologiques comme le sang ou le liquide céphalo-rachidien. Ce matériel génétique flottant, détectable dans les liquides biologiques, contient des informations différentes mais complémentaires sur la tumeur. Dans le contexte spécifique des tumeurs cérébrales, une barrière de vaisseaux sanguins visant à protéger le cerveau, limite aussi le passage des biopsies liquides dans le sang ainsi que la pénétration d'agents chimio thérapeutiques dans le cerveau. Cependant, de récent progrès technologiques ont permis d’ouvrir cette barrière de manière temporaire à l'aide d'ultrasons. Des études ont également montre que lors d’un traitement avec radiothérapie, la barrière hémato-encéphalique devenait plus perméable. Dans le projet proposé, nous allons donc utiliser ces approches pour tester la pénétration dans le cerveau de nouveaux médicaments mais aussi collecter une plus forte concentration de biopsies liquides et en extraire des données génétiques grâce à des technologies de pointe.
Bénéfices attendus
L’étude des tumeurs cérébrales pédiatriques représente un défi majeur en oncologie pédiatrique. Une approche de biopsie liquide non invasive pourrait présenter plusieurs avantages. À court terme, l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique est temporaire, se rétablissant lentement en quelques heures ou jours. L'optimisation du moment des prises de sang permettra d'établir un modèle plus précis pour les futures expériences. Les échantillons de sang sont prélevés dans l'heure suivant l'impulsion ultrasonore. Si nos résultats montrent qu'un autre moment de prélèvement est plus efficace, cela pourrait entraîner une révision du protocole clinique. Par ailleurs, nous prévoyons de recueillir des échantillons sanguins dans le cadre d'un essai clinique pendant que les patients reçoivent leur radiothérapie. Les résultats de cette étude pourraient aider à déterminer le moment optimal pour les prélèvements sanguins. À terme, la biopsie liquide pourrait permettre de surmonter les limites des biopsies standards, qui nécessitent des procédures chirurgicales invasives souvent contre-indiquées en fonction de la localisation de la tumeur. Ces interventions peuvent également entraîner des complications neurologiques. L’identification d’altérations moléculaires spécifiques est cruciale dans le diagnostic et le traitement des tumeurs du système nerveux central, car elle permet de concevoir des thérapies ciblées et personnalisées. De plus, les biopsies standard peuvent ne pas refléter l’intégralité du génome tumoral, notamment dans le cas de tumeurs hétérogènes. Quant à elle, la biopsie liquide offre une vue d’ensemble du génome tumoral, même dans les tumeurs multifocales. Un autre avantage majeur est la possibilité de réaliser des prélèvements répétés, ce qui permet de suivre l’évolution de la tumeur à long terme, d’évaluer la réponse au traitement et de détecter précocement une rechute moléculaire.
Procédures
Le animaux subiront une seule fois une greffe de cellules tumorale dans le cerveau sous anesthesie générale. Il s'agit d'une chirurgie qui dure une dizaine de minutes au maximum. L'application des ultrasons externe est une procédure qui nécessite la sédation des souris pendant environ 5 minutes (dépendant du temps d'exposition aux ultrasons). Le traitement de radiothérapie nécessite la sédation des souris pendant environ 5 minutes (dépendamment de la dose de traitement). Il y aura 5 séances d'ultrasons ou 5 séances de radiothérapie selon les animaux. Certains animaux auront 4 prélèvements de sang sous anesthésie générale (durée : moins d'une minute). Des animaux pourront avoir entre 14 et 35 gavages, vigiles, durée 1 minute. Des animaux auront des séance d'imagerie une fois par semaine (maximum 12 séances, sous anesthésie générale, durée 10 minutes).
Impact sur les animaux
Les animaux seront greffés avec des tumeurs par injection intracérébrale. De ce fait, en fin de procédure, des animaux pourront présenter des symptômes neurologiques modérés, principalement de l'apathie. Les doses de radiothérapie et d'ultrasons utilisées sont bien tolérées par les animaux et ne déclenchent pas de nuisance. Les prélèvements de sang, et les injections sous anesthésie locale ou générale entraîneront une contrainte légère (stress avant anesthésie).
Devenir
Les animaux seront euthanasiés afin de faire des études et analyses sur les cerveaux et les liquides céphalorachidiens.
Remplacement
À l'heure actuelle, il n'existe pas de modèle alternatif qui récapitule correctement la barrière hémato-encéphalique, il est donc essentiel d'utiliser des animaux vivants pour valider cette perméabilisation. De plus, il n'existe pas de modèle in vitro pour tester les fluides corporels tels que le sang et le liquide céphalo-rachidien, ainsi que l'impact de l'administration de médicaments anti-cancéreux dans les conditions testées d'ouverture de la barrière hémato-encéphalique. Ces études chez l’animal nous aideront à passer à la pratique clinique. (essais chez l'Homme).
Réduction
La croissance tumorale est mesurée par la détection d un marqueur sur animal vivant. Ce suivi longitudinal permet de déterminer le volume tumoral au cours du temps, ce qui rend les statistiques beaucoup plus puissantes et permet de réduire le nombre d'animaux dans le projet. Par conséquent, le nombre d'animaux par procédure est réduit et la souffrance des animaux peut être prédite le plus tôt possible.
Raffinement
Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur comportement sera évalué. Ils recevront également un analgésique dès l'apparition de signes cliniques. Les interventions sont réalisées sous anesthésie générale . Une anesthésie locale sera appliquée avant les injections. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix en oncologie, en raison de sa proximité immunologique avec l'homme. L'utilisation de modèles de souris immunodéprimées permet également de créer des modèles pertinents en greffant des tumeurs humaines. Les animaux utilisés auront 7 à 8 semaines correspondant à l’âge de l'adolescent/ jeune adulte ce qui représente la tranche d'âge au diagnostic des tumeurs cérébrales sur lesquelles nous travaillons.
Evaluation de peptides à effet anti-cancéreux dans 1 modèle de croissance tumorale d’adénocarcinome mammaire chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
Onze injections en quatre semaines et jusqu'à six prélèvements de sang par animal : 417 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une tumeur mammaire greffée, avec une gêne à la locomotion possible selon le volume et la position de la tumeur, et sont toutes tuées pour prélever ces tumeurs. Le projet vise à tester des peptides censés bloquer une protéine de l'environnement tumoral, dans le cancer du sein triple négatif. Le porteur écrit n'avoir "pas d'autres choix que d'utiliser le modèle animal", les tests cellulaires ne pouvant selon lui représenter les mécanismes d'un "organisme entier".
Objectifs
Depuis plus de 10 ans, le cancer est la première cause de mortalité en France. Or il a été démontré qu’une protéine de l'environnement tumoral est produite en excès par les cellules cancéreuses. Cette protéine est considérée comme un marqueur de mauvais pronostic et de récurrence dans de nombreux cancers tels que le cancer du sein, cancer le plus fréquent chez les femmes en France, ce qui en fait une cible thérapeutique d’intérêt et notamment dans le cancer du sein triple négatif, un sous type pour lequel la plupart des stratégies thérapeutiques proposées sont déficientes. Il a été montré qu’une accumulation anormale de cette protéine stimule la prolifération d'un type de cellules saines particulières autour de la tumeur qui vont à leur tour stimuler et entrainer la multiplication des cellules cancéreuses. C’est donc dans ce contexte que différentes molécules ont été synthétisés afin de répondre à un besoin thérapeutique non satisfait dans le cancer. Ce projet permettra de déterminer l’effet anti-tumoral des différentes molécules développées.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus par ce traitement sont une diminution de la croissance tumorale liée à une diminution de la prolifération de cellules saines particulières autour de la tumeur et à une augmentation de la réponse immunitaire. La réalisation de ce projet d’expérimentation animale permettrait de valider les résultats obtenus par ailleurs sur des cellules et confirmerait la pertinence de la stratégie thérapeutique associée aux peptides dans un modèle complexe de progression tumorale chez l'animal. A plus long terme, et à l’issue d’analyses réglementaires, si des effets étaient observés au cours de ce projet, l'une des molécule testée pourrait faire l’objet du développement d’un nouveau candidat médicament dans le traitement du cancer du sein.
Procédures
Pour toutes les procédures, la première semaine une seule injection ne dépassant pas 2 minutes par animale, puis pendant les 3 semaines suivantes 10 injections, pour chaque animale ne dépassant pas 2 minutes, à raison de trois fois par semaine. Pour 4 procédures, un prélèvement de sang, pour chaque animale ne dépassant pas 2 minutes, 6 fois maximum par animal à raison d'une fois par semaine.
Impact sur les animaux
Un perte de poids peut apparaître suite à l’injection des cellules tumorales et doit être prise en compte. Il est cependant peu probable qu’elle apparaisse durant les trois semaines de traitement prévues. En effet, il est connu que cette perte de poids apparaît généralement à un stade plus avancé dans le processus de développement tumoral (stade métastatique). Une gêne à la locomotion due au volume tumoral ainsi qu’à la localisation de la tumeur peut être observée. De plus un stress physique ou thermique de courte durée, et une douleur de courte durée à l’endroit des injections peuvent se manifester, liés aux différentes injections et prélèvementsde sang. Très rarement, il peut y avoir formation d’oedèmes ou possibilité d’infection.
Devenir
À l'issue de chaque procédure, l’ensemble des animaux seront euthanasiés afin de prélever les tumeurs pour la réalisation d’analyses.
Remplacement
Une étude basée uniquement sur des tests cellulaires 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 n’avons pas d’autres choix que d’utiliser le modèle animal pour apporter la preuve de concept de l’efficacité thérapeutique des peptides développés.
Réduction
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.
Raffinement
Une observation à raison de trois fois par semaine des souris sera réalisée afin de garantir leur bien-être et détecter d’éventuels signes de douleur ou de stress. L’utilisation d’anesthésiques permettra de prévenir toute douleur éventuelle. Une attention particulière sera portée à l’observation des points limites fixés tout au long du projet afin d’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 du milieu de vie, respect de leur vie en groupe).
Choix des espèces
L’espèce utilisée dans ce projet est la souris, des travaux antérieurs justifiant de la pertinence de ce modèle dans le cadre de l’évaluation de molécules dont le mode d’action correspond à celui des peptides que nous souhaitons évaluer. Dans le but de se placer dans des conditions expérimentales les plus représentatives de la réalité physiologique, les souris seront utilisées à l’âge de 8 semaines, ce qui correspond à un stade adulte.
Etude préclinique pour le traitement pharmacologique de la pression générée par la croissance tumorale dans le cancer de côlon métastatique
- Recherche appliquée
- Cancers
874 souris vont être utilisées, 682 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 192 un niveau modéré, chacune opérée trente minutes pour recevoir un fragment de tumeur du côlon dans l'intestin, la rate ou le foie. Un premier groupe reçoit ensuite un traitement pendant vingt-huit jours, jusqu'à trois injections quotidiennes. Un second passe quarante minutes sous anesthésie par séance, le temps qu'on lui injecte des particules aimantées, qu'on glisse un aimant sous la peau du flanc et qu'on applique des ultrasons, l'opération étant répétée pendant quatre semaines, avec une imagerie hebdomadaire pouvant courir sur deux mois. Toutes sont tuées pour analyses post-mortem, alors que le bénéfice avancé, un essai clinique de phase I chez des patients atteints d'un cancer du côlon, reste suspendu au succès de l'étude.
Objectifs
Le cancer du côlon présente l'un des taux de mortalité les plus élevés au monde. Une de raisons principales est la haute probabilité de progression métastatique de la maladie, le processus par lequel les cellules cancéreuses se déplacent de la tumeur d’origine à d’autres organes ou tissus pour former de nouvelles tumeurs. La deuxième raison principale de ces taux de mortalité élevés est sa résistance aux traitements. Ces deux raisons partagent une origine commune : l’existence de cellules souches cancéreuses (CSC), qui sont les cellules mères de toute cellule cancéreuse. En effet, au cours de la croissance de la tumeur, la masse tumorale provoque la compression du milieu cellulaire environnant (ensemble des tissus sains qui entourent la tumeur), ce qui entraîne une augmentation localisée de la pression intracellulaire. Ce changement de pression intracellulaire déclenche l’activation d’un capteur sensible aux contraintes mécaniques induisant la production de CSC, connues pour être extrêmement virulentes, métastatiques et résistantes aux traitements. Ce qui met en évidence l’existence d’un rôle de la mécanique dans les processus de progression tumorale primaire et métastatique et la résistance aux chimiothérapies. Ainsi, nous proposons d'inhiber pharmacologiquement ce capteur mécanosensible pour stopper la progression tumorale en se focalisant sur la progression métastatique dans le foie qui est l’organe dans lequel les métastases du cancer du côlon se développent le plus souvent. En effet, le cancer de côlon peut se propager dans le foie, les poumons ou les ganglions lymphatiques mais les métastases le plus fréquents sont dans le foie L’objectif du projet est d'évaluer, à l’aide d’un modèle chez la souris de greffe de tumeurs colorectales récapitulant la pathologie humaine, l'efficacité thérapeutique d’un traitement basé sur l’inhibition du signal mécanique inducteur de CSC. De plus, nous chercherons à délivrer ce traitement uniquement au niveau des tumeurs afin de limiter les effets secondaires. Ces données ont pour but d’aider à la lutte contre le développement de tumeurs métastatiques hépatiques humaines (le plus fréquents dans les cas de cancer de côlon diagnostiqués) et leur résistance aux traitements actuels.
Bénéfices attendus
Cette nouvelle approche basée sur le mécanisme d’action pharmacologique, associée à la modification du moment d'administration du médicament, a pour but de supprimer l'activation des cellules souches cancéreuses et d'inhiber la signalisation du capteur sensible aux contraintes mécaniques dans les échantillons de tumeurs colorectales humaines. Ainsi, en cas de succès, les données obtenues dans le cadre de cette étude formeront la base d'un essai clinique de phase I chez l’humain dans l'espoir de réduire la mortalité des patients atteints de cancer du côlon. De plus, les gains potentiels du traitement loco-régional seront l’élimination des effets secondaires toxiques de la chimiothérapie mais aussi une meilleure efficacité du traitement plus concentré dans les tumeurs cibles. A long terme, ce type de traitement des tumeurs pourrait avoir un impact positif dans le traitement tumoral dans nombre d’autres types de tumeurs métastatiques chez l’Homme.
Procédures
Toutes les souris de ce projet seront, dans un premier temps, anesthésiées en vue d’être opérées pour implanter un fragment de tumeur directement dans l’intestin ou injecter dans la paroi de l’intestin si on utilise des lignées cellulaires (1 fois au cours de l’expérience, durée du geste 30min max) ou pour injecter des cellules tumorales directement dans la rate ou le foie (1 fois au cours de l’expérience, durée du geste 30min max). Ces souris seront ensuite divisées en 2 lots. Dans un premier lot, les souris suivront un traitement par voie orale (une fois par jour) ou par injection (3 injections par jour) sur animaux vigiles pendant 28 jours. Dans un deuxième lot, les souris seront anesthésiées et injectées avec une solution de particules aimantées avec ou sans le médicament en intraveineux. Un petit aimant sera inséré sous la peau du flanc et retiré 30min après. Les souris toujours anesthésiées seront soumises aux ultrasons avec une sonde échographique pendant 2 minutes avant de retirer l’aimant. (durée totale de l’anesthésie environ 40min). Cette procédure sera répétée pendant 4 semaines avec une périodicité prédéterminée en fonction de résultats obtenus d’un projet en cours Pour surveiller la croissance tumorale, les souris seront anesthésiées et un produit sera injecté permettant la visualisation de la tumeur (une fois par semaine pendant au maximum 2 mois, durée du geste 20min). Les souris anesthésiées seront également soumises aux ultrasons avec une sonde échographique (une fois par semaine pendant au maximum 2 mois, durée du geste 10min).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables liés à la chirurgie sont un risque d’infection et des douleurs d’intensité moyenne qui peuvent durer plusieurs jours. Les animaux développeront des tumeurs qui auront pour effet potentiel une perte de poids, des saignements, de la diarrhée ou des douleurs d’intensité moyenne qui peuvent induire des changements de comportement (échelle des grimaces de souris) et peuvent apparaître tout au long de la procédure (temps maximum 2 mois). L’administration de médicaments sera réalisée par gavage orale avec seulement un petit inconfort pour l’animal lors de la manipulation pendant quelques secondes ou par injection avec une douleur légère associée à la piqûre. Les effets secondaires courants des traitements classiques utilisés en systémique comprennent un risque accru d'infection (dû à la réduction du nombre de globules blancs), la diarrhée, la perte d'appétit et l'hypothermie qui peuvent apparaitre pendant la durée du traitement (1 mois). Il n’est pas attendu de d’effet secondaire suite à l’administration du traitement loco-régional. La douleur provoquée dans cette partie expérimentale du projet est associée à l'injection elle-même (douleur légère de courte durée)).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Les questions soulevées dans le projet préclinique ne peuvent être étudiées à l'aide de modèles cellulaires in vitro et nécessitent une complexité tissulaire et multisystémique (impliquant plusieurs organes différents du corps comme le foie, le système vasculaire, etc.) qui ne peut être trouvée que dans des modèles in vivo. En effet, l’étude s’intéresse à un traitement de métastases, qui ne peuvent être de ce fait reproduits aujourd’hui in vitro.
Réduction
1. Le nombre de souris prévu dans ce projet a été donné comme un nombre maximum mais peut être réduit en fonction des résultats et des analyses obtenues à chaque étape. En effet, nous allons procéder de manière séquentielle avec les différentes approches pour obtenir le modèle tumoral métastatique. Dès que le modèle est établi avec une des approches, nous passerons directement aux traitements. Également, des techniques d'imagerie in vivo seront utilisées tout au long de ce projet afin de réduire le nombre d'animaux nécessaires. Nous affinerons constamment notre technique chirurgicale et nos routines de soins postopératoires afin de garantir que seul le nombre minimum de souris sera utilisé. Les effectifs seront déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. 2. Compte tenu de la nature des modèles PDX et des protocoles de traitement analysés, nous prévoyons d'utiliser 12 souris par condition de traitement par modèle de patient. Divers tests statistiques seront utilisés tout au long de cette étude.
Raffinement
Toutes les souris seront surveillées quotidiennement et les expériences seront menées de manière à minimiser et à prévenir la douleur. Des soins seront prodigués aux souris pendant et après toutes les opérations chirurgicales afin de surveiller le processus de guérison. En outre, un suivi clinique des souris sera réalisé à minima 3 fois par semaine tout au long de l'expansion de la tumeur, de l'implantation de la xénogreffe colique et de la croissance de la tumeur, et quotidiennement tout au long de la phase de traitement (week-end inclus), afin de s'assurer du bon état clinique des animaux et, le cas échéant, de mettre en place des soins support adaptés à la situation. Une grille de score sera appliquée pour contrôler le bien-être des animaux à toutes les étapes (greffe et traitement) du projet proposé. Toutes les souris recevront les anesthésiques, les analgésiques, les anti-inflammatoires et les soins pré et post-opératoires appropriés.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour les expériences de recherche en thérapeutique du cancer. Il n'existe actuellement aucun modèle de laboratoire de remplacement qui imite avec précision la croissance des tumeurs primaires et la formation de métastases secondaires in vivo, à part les modèles de souris. Les lignées cellulaires ne sont plus suffisantes pour produire les résultats requis pour faire progresser cette étude préclinique au-delà d'un cadre de laboratoire in vitro. Pour améliorer nos connaissances sur l'efficacité thérapeutique de l'administration d’un anti-cancéreux, seul ou en combinaison, sur des échantillons de tumeurs de patients, il est nécessaire de tenir compte de la complexité des interactions de médicaments entre eux à l’intérieur du corps, de combien sont réellement absorbés par le corps pour agir et de la dose à respecter pour que le médicament soit efficace.