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Étude du rôle du génome silencieux sur l’immunogénicité de lignées cancéreuses.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Une partie des souris utilisées est immunodéficiente, dépourvue des défenses qui lui permettraient de rejeter les cellules tumorales qu'on lui greffe. 8 172 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Éveillées, elles reçoivent une injection de cellules cancéreuses sous la peau du flanc, puis des traitements deux fois par semaine jusqu'à l'atteinte du point limite, environ trois semaines pour les groupes non traités, et pour certaines quatre injections directement dans la tumeur dès qu'elle atteint 100 mm3. Leur mort permet les analyses post-mortem, le porteur revendiquant la nécessité de valider dans "un organisme dans son intégralité" des observations qu'il a d'abord obtenues sur lignées cellulaires.
Objectifs
Les immunothérapies anti-tumorales visent à détruire les cellules cancéreuses en stimulant ou en réorientant le système immunitaire (SI). Ces traitements sont prometteurs et permettent déjà de guérir des patients, mais certaines tumeurs échappent au SI et il est essentiel d’améliorer ces approches. Les lymphocytes T tueurs sont des cellules essentielles pour l’immunité anti-tumorale. Pour fonctionner, elles ont besoin de reconnaître un peptide (appelé néoantigène - néoAg), exprimé par les cellules cancéreuses. Identifier les mécanismes de production de néoAgs et des stratégies pour moduler leur expression est un enjeu central de la recherche en immunothérapie. Les chercheurs ont longtemps cherché des néoAgs provenant de gènes codants, dérivant de mutations acquises par les cellules tumorales pendant le développement du cancer. Mais ces mutations sont souvent spécifiques à chaque patient, et donc difficiles à cibler. Il faut donc trouver d’autres sources de néoAgs. On parle souvent du rôle des gènes dans le développement de pathologies humaines, mais ils représentent seulement 2% du génome. On a longtemps pensé que le reste du génome (dit silencieux) ne s’exprimait pas. Plusieurs études récentes ont montré que le génome silencieux peut s’exprimer dans les tumeurs et favoriser leur destruction par le système immunitaire. L’inactivation de gènes impliqués dans « la mise sous silence » du génome silencieux permet son expression et conduit à une meilleure reconnaissance des tumeurs par le SI. Ils sont donc des candidats prometteurs pour le développement de thérapies. Il reste cependant beaucoup à comprendre sur la nature exacte de la régulation de ce génome silencieux et c’est le but de ce projet. Le premier objectif est d’identifier des gènes participant à sa « mise sous silence ». Le deuxième est de cibler ces gènes pour améliorer la réponse immunitaire anti-tumorale. Le troisième est de déveloper un traitement pour spécifiquement réveiller une partie du génome silencieux codant pour un néoAg pour améliorer les réponses immunitaires anti-tumorales. L’objectif général du projet est de comprendre les mécanismes de régulation du génome silencieux pour mieux instruire l’établissement de protocoles d’immunothérapie.
Bénéfices attendus
Il est essentiel de noter que la très grande majorité des cancers développent des mécanismes très efficaces qui inhibent la réponse immunitaire. Un enjeu actuel de la recherche en immunothérapie est d’identifier des mécanismes de productions de néoantigènes (qui seraient des nouvelles cibles) par les cellules tumorales et d’établir des traitements ciblant spécifiquement les cellules cancéreuses. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce projet. Ces expériences vont permettre de mieux caractériser le ou les mécanismes de régulation du génome silencieux dans les cellules tumorales. En effet, certains éléments du génome permettent de produire des protéines spécifiques de la tumeur et capables d’augmenter la réponse immunitaire dirigée contre la tumeur et non les tissus sains. Par ailleurs, ce projet cherche à mettre en place un protocole permettant d’augmenter l’expression de ces néoantigènes afin de pouvoir les utiliser dans des stratégies thérapeutiques pour améliorer de manière large la réponse des cancers à l’immunothérapie.
Procédures
Dans une première procédure, des cellules tumorales seront injectées à des souris par voie sous-cutanée au niveau d’un des flancs, sur animaux vigiles (1 fois au cours de l’expérience – durée du geste inférieure à 10 sec). Un à deux prélèvements sanguins (2 semaines après injection) et/ou au moment de la mise à mort des animaux seront réalisés sur animaux vigiles (durée de chaque prélèvement inférieure à 10 sec). Dans une deuxième procédure, après l’injection de cellules tumorales (identique à la 1ère procédure), les animaux seront traités par injection sur animaux vigiles 2 fois par semaine (durée du geste inférieure à 10sec), jusqu’à l’atteinte du point limite (environ 3 semaines pour les souris recevant les tumeurs sans traitement) ou pour un maximum de 60 jours (si les tumeurs sont rejetées). Un à deux prélèvements sanguins (2 semaines après injection) et/ou au moment de la mise à mort des animaux seront réalisés sur animaux vigiles (durée de chaque prélèvement inférieure à 10 sec). Dans une troisième procédure, les animaux seront injectés par voie sous-cutanée au niveau du flanc (1 fois au cours de l’expérience – durée du geste inférieure à 10 sec). Dans une quatrième procédure, des cellules tumorales seront injectées sur les animaux vigiles (1 fois au cours de l’expérience – durée du geste inférieure à 10 sec). Dès que les tumeurs atteignent environ 100mm3, le traitement sera injecté dans la tumeur des animaux vigiles à raison de 4 injections tous les 4 jours ( durée du geste inférieure à 10 sec). Un des groupes d’animaux sera également injecté en intraveineuse 24h avant le début du traitement.
Impact sur les animaux
Les animaux greffés avec des cellules tumorales par voie sous-cutanée développeront des tumeurs qui seront mesurées régulièrement. Pour les expériences d’injections de cellules tumorales ou des traitements, il est attendu une douleur directe associée à l’utilisation d’une aiguille. Pour le prélèvement de sang, il est attendu une douleur légère liée à la réalisation (gène de courte durée). En ce qui concerne les injections intratumorales, nous utiliserons un format de traitement utilisé en routine pour traiter des patients par injections locales. Aucune inflammation n’est attendue après ce traitement, mais les souris peuvent ressentir de la douleur pour un temps limité après l’injection.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures pour des analyses post-mortem
Remplacement
Les lignées tumorales ont d’abord été étudiées in vitro (marqueurs de surface, croissance). Dans le cas des traitements visant à manipuler spécifiquement l’expression de néoantigènes dérivant du génome silencieux, des expériences ont été réalisées in vitro dans les lignées cancéreuses, nous savons donc qu’elles réagissent à ce traitement. Le projet est aussi avancé que possible, cependant des tests in vivo sont maintenant nécessaires pour comprendre le rôle de ces lignées sur la réponse immunitaire dans un contexte physiologique entier. En effet, dans le cas des lignées cellulaires déficientes pour des gènes de régulation, nous allons analyser la présence de cellules immunitaires entre les conditions déficientes et contrôles grâce à un prélèvement de sang.
Réduction
Lorsque cela est possible, afin de minimiser le nombre d’animaux utilisés, les études sont réalisées au préalable sur des lignées cellulaires in vitro, modifiées pour les gènes d'intérêt. Nous pouvons ainsi tester un nombre important de paramètres, puis passer aux modèles animaux uniquement quand le projet est aussi avancé que possible. Cela permet de réduire le nombre d’animaux utilisés au cours de ce projet. Néanmoins, il est nécessaire de valider ces observations dans le contexte d'un organisme dans son intégralité plus physiologique. Le nombre d'animaux par groupe est défini à l'aide d'un outil statistique.
Raffinement
Les animaux seront suivis régulièrement afin d’assurer leur bien-être et pour surveiller les éventuels signes de souffrance ou de stress. Une grille de score a été établie afin d’évaluer de façon objective l’état des animaux. Les animaux seront mis à mort dès l’atteinte des points limites. Dans le cas des greffes de tumeurs, les animaux sont surveillés 2 à 3 fois par semaines pour leur état général et pour mesurer la taille de la tumeur.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix en immunologie du fait de la forte similitude des systèmes immunitaires humains et murins. D’autre part, la connaissance complète du génome murin permet d'utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris immunodéficientes. Enfin, il existe un grand nombre de modèles de tumeurs transplantables disponibles.
Evaluation de l’efficacité de la combinaison de techniques innovantes en radiothérapie et immunothérapie
- Recherche appliquée
- Cancers
Les rats qui atteignent un point limite de la grille de score sont mis à mort, seuil d'autant plus proche que le critère d'évaluation retenu est la durée de survie après irradiation. 198 rats vont être utilisés, la moitié dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués pour évaluation histologique. Une tumeur cérébrale leur est implantée sous quarante-cinq minutes d'anesthésie, puis le crâne est irradié deux semaines plus tard, ce qui provoque apathie, perte de poids et ulcérations du cuir chevelu pendant cinq à six jours. Le porteur écrit que la preuve de concept de ces techniques de radiothérapie existe déjà et situe le projet sur le chemin d'éventuels premiers essais cliniques.
Objectifs
La radiothérapie est l’une des méthodes les plus efficaces et les plus utilisées pour traiter les cancers. Au moins 50% des patients atteints d’un cancer sont traités par radiothérapie durant leur maladie. Le principal défi de la radiothérapie est de parvenir à déposer une dose curative dans la tumeur tout en s’assurant que les tissus sains environnants soient préservés dans leur intégrité. Pour certains types de tumeurs radiorésistantes comme les gliomes (tumeurs cérébrales), la radiothérapie ne peut être que palliative. Pour parvenir à une dose de radiation curative, le risque de dommages graves aux tissus sains est trop élevé pour pouvoir être considéré. Dans ce contexte, notre objectif principal s’inscrit dans l’amélioration des traitements de radiothérapie. Dans le cadre de ce projet, nous nous focaliserons sur des techniques innovantes utilisant de nouvelles modalités de traitement qui ont montré un intérêt significatif dans la préservation des tissus sains (même à des doses très élevées) ainsi qu’un effet très efficace sur le contrôle de la croissance tumorale et une activation efficace du système immunitaire chez des rongeurs. Nous cherchons à améliorer encore l’indice thérapeutique de ces techniques innovantes qui utilisent du fractionnement spatial de la dose en les combinant avec des nouvelles substances immunomodulatrices telles que des gels polymères chargés de nanotransporteurs de gènes pour l’expression forcée de molécules immunostimulantes. Nos critères d’évaluation pour l’efficacité de la technique vont porter sur l’ augmentation de la survie des animaux
Bénéfices attendus
Ce projet pionnier a un fort impact sociétal. Il explore des techniques novatrices en radiothérapie (RT), avec moins d’effets secondaires dans les tissus sains et permet un contrôle tumoral égal ou supérieur à la RT conventionnelle Le gain en matière d'épargne/récupération tissulaire contribuera à l'élimination du principal obstacle dans les traitements de cancer par RT : les doses de tolérance des tissus normaux. A la fin du projet, nous disposerons d'études radiobiologiques complètes qui nous permettront de procéder à des essais cliniques pouvant bénéficier à des patients qui actuellement reçoivent un traitement seulement palliatif ou pour lesquels les conséquences sur les tissus sains sont très impactantes pour leur qualité de vie et pouvant également ouvrir une voie vers un traitement efficace des tumeurs très radiorésistantes comme les gliomes. En outre, les connaissances biologiques acquises permettront d'améliorer d'autres techniques de RT et peut-être de changer certains des paradigmes de la RT conventionnelle. La preuve de concept de ces techniques innovantes existe déjà, le projet est sur la voie qui va de la conception de l'idée aux éventuels premiers essais cliniques.
Procédures
Dans un premier temps, des cellules tumorales seront implantées dans le cerveau de rats anesthésiés (anesthésie environ 45 minutes). 13 jours après l’implantation des cellules tumorales, les animaux recevront des injections de traitements 5 à 7 jours post irradiation, sous anesthésie générale (durée de l’anesthésie : 30 minutes). 14 jours après l’implantation des cellules tumorales les animaux seront irradiés sous anesthésie générale (durée de l’anesthésie : 20 minutes) au niveau du cerveau . Tous les rats implantés dans le cerveau avec des cellules tumorales seront imagés 1 fois 1 à 3 jours avant irradiation sous anesthésie générale (durée de l’anesthésie : 3-4 minutes) afin de s’assurer de la présence de la tumeur.
Impact sur les animaux
L’implantation intracérébrale de cellules tumorales aura pour conséquence le développement d’une tumeur dans le cerveau. Suite à ces chirurgies et à l’irradiation, des signes d’ apathie peuvent apparaître, suivis d’une perte de poids transitoire et d’une réduction de la mobilité pendant 3 à 5 jours. Les animaux peuvent présenter des dépilations voire des croûtes et même des ulcérations au site d’irradiation pendant 5 à 6 jours.
Devenir
tous les animaux seront mis à mort pour une évaluation histologique.
Remplacement
Nos critères d’évaluation pour l’efficacité de la technique vont porter sur la préservation des tissus sains environnants la tumeur et sur le contrôle de la croissance des tumeurs irradiées. De même, les mécanismes inflammatoires et vasculaires induits par l’irradiation ne pourront être étudiés que dans la globalité d’un organisme vivant intégré. Il est donc impossible de faire nos d’études avec des approches in vitro ou en utilisant des organoïdes. Aussi, le recours à des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans ce projet et il nous est indispensable de développer des modèles animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux à utiliser a été calculé à l'aide d'outils statistiques. Ce nombre est ajusté au plus bas mais permet tout de même de pouvoir conclure.
Raffinement
Un délai minimum d’une semaine est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Une étape de socialisation des rats sera mise en place avant toute expérimentation : les rats seront manipulés quotidiennement pour les habituer au manipulateur et à la préhension et permettre ainsi une réalisation plus aisée et moins stressante des procédures expérimentales par la suite. Dans un souci de raffinement, nous veillerons quotidiennement au bien-être des animaux (une grille de score est mise en place pour évaluer de façon objective l’état des animaux) pour permettre la détection de signes précoces de détresse ou de mal-être (détail des points limites appliqués dans la description de la procédure). L’ensemble des procédures sera réalisé sous anesthésie générale associée à des analgésiques adaptés aux interventions chirurgicales mises en place. Suite à l’irradiation des signes de détresse ou de mal-être peuvent apparaître, suivis d’une perte de poids et d’une réduction de la mobilité pendant quelques jours (3 à 5 jours). Pour y remédier, des aliments appétants seront ajoutés dans la cage. Les animaux peuvent présenter des dépilations voire des croûtes et même des ulcérations sur le dessus de la tête, à l’endroit de l’irradiation pendant quelques jours (5 à 6 jours), une crème, apaisante cicatrisante sera administrée sur la peau pour permettre la cicatrisation (au minimum 1 semaine, application quotidienne). En cas d’atteinte d’un point limite, conformément à la grille de score, les animaux seront mis à mort.
Choix des espèces
Les rongeurs sont particulièrement utilisés en cancérologie et dans les études de radiothérapie car il s’agit d’espèces génétiquement caractérisées et pour lesquelles les références bibliographiques sont très nombreuses dans la littérature ayant trait au domaine de la radiothérapie. Notre projet va nécessiter de travailler sur des rats chez lesquels la taille plus importante du cerveau va être plus adaptée aux types d’irradiation proposés dans le cadre des procédures expérimentales. Les procédures seront réalisées sur des animaux adultes de 6-7 semaines, âge compatible avec un développement suffisant et la possibilité de garder les animaux assez longtemps pour permettre une étude des effets à long terme de l’irradiation.
Développement d’un nouveau traitement anti-cancéreux utilisant le 212Pb avec un schéma de traitement novateur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Cancers
5 500 souris vont être utilisées, chacune recevant de trois à plus de quinze injections, et 5 280 d'entre elles portant une tumeur greffée sous anesthésie. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré pour 4 300 animaux, avec perte de poids, dos voûté, réactions allergiques pouvant aller jusqu'à la léthargie, et pour les survivantes suivies au-delà de quatre mois une anémie liée à l'atteinte des reins par la molécule radioactive. Toutes sont tuées, 3 350 lors d'une prise de sang terminale sous anesthésie. Le porteur commande 10 à 20 % de souris en plus pour couvrir les pertes, et indique que les animaux écartés des études sont le plus souvent utilisés pour entraîner le personnel.
Objectifs
Dans ce projet de radioimmunothérapie préciblée (PRIT), deux anticorps modifiés dirigés contre les cellules tumorales sont utilisés pour les pré-cibler et servent donc de vecteurs de ciblage. Une petite molécule chélatrice, contenant un radionucléide émettant des particules alpha, est ensuite utilisée comme vecteur de destruction des cellules cancéreuses. Cette approche en deux temps, plus spécifique que la radioimmunothérapie classique, évite d’irradier et ainsi d’endommager les cellules saines, tout en gardant un fort pouvoir de destruction des cellules cancéreuses. L'objectif principal du projet est d'évaluer la tolérabilité, la biodistribution et l’efficacité thérapeutique de ce traitement de radioimmunothérapie pré-ciblé dans différents modèles tumoraux et murins. Cet objectif n’est envisageable qu’après une phase d’optimisation des paramètres du traitement, comme par exemple l’évaluation de la dose injectée d’anticorps, de l’activité injectée de la molécule radioactive ou du temps d’attente entre les deux injections. Deux objectifs secondaires sont également visés lors de ce projet, le premier est de trouver d’éventuels partenaires thérapeutiques afin d’améliorer l’efficacité de ce traitement. Le second consiste à évaluer le potentiel thérapeutique du PRIT sur d’autres cibles thérapeutiques surexprimées à la surface d’autres cellules tumorales afin d’élargir le nombre de patiients pouvant bénéficier de ce traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet consiste à développer un nouveau traitement de radioimmunothérapie pré-ciblé utilisant le 212Pb. L’objectif final est donc le passage de ce traitement en phase 1 d’un essai clinique en 2025. Concernant le projet de recherche appliquée, il vise différents objectifs à court et long terme. À court terme, la biodistribution des différents composés, l’efficacité thérapeutique et la tolérabilité de ce nouveau traitement sont à évaluer. Pour ce faire, différentes études utilisant des souris seront réalisées (incluant une première phase d’optimisation du schéma thérapeutique). Ensuite, l’étude des mécanismes d’action est également à réaliser pour permettre une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu (effet direct des rayonnements ionisants, activation du système immunitaire...). Ceci permettra le test de nouvelles opportunités de combinaison basées sur une analyse rationnelle des mécanismes d’action, afin de moduler les réponses au traitement pour augmenter son efficacité/tolérabilité. Enfin ce traitement de radioimmunothérapie pré-ciblé peut également être dirigé contre d’autres cibles thérapeutiques que celle choisie pour ce projet. Ainsi, une phase d’évaluation de nouvelles cibles thérapeutiques sera également réalisée afin d’élargir le nombre de patients pouvant bénéficier de ce traitement extrêmement prometteur. A long terme, toutes ces études ont pour objectif final d’appuyer les dossiers de demande d’essais cliniques.
Procédures
Les gestes techniques réalisés sur les souris sont : inoculation sous-cutanée de cellules tumorales, implantation de cellules tumorales par chirurgie ou injection intraveineuse ou intrapéritonéale, traitement par injection intrapéritonéale ou intraveineuse, gavage ou prise de sang. L‘inoculation des cellules tumorales est réalisée sous anesthésie générale. Cela concerne 5280 souris. Les 10% des animaux restant (soit 220 souris) subissent l’injection intraveineuse ou intrapéritonéale des cellules tumorales en vigile. N.B. Dans de très rare cas, des animaux ne sont pas greffées avec des cellules tumorales dans le but de simplement évaluer la tolérabilité d’un traitement. Un protocole d’analgésique, pour diminuer la gêne et la douleur des souris au maximum lors de l’implantation des cellules tumorales par chirurgie, est réalisé toutes les 12h en injection sous-cutanée pendant 48h et débutant entre 30 min et 3h avant l’intervention chirurgicale associée à une mise à disposition dans l’eau de boisson. Cela représente 540 souris. Les injections intraveineuses, intrapéritonéales ou par gavage en vigile sont réalisées sur 100% des souris. Les souris reçoivent en général entre 3 et 9 injections de traitement (ou de solutions véhicules pour les groupes non traités) pouvant aller jusqu’à plus de 15 injections si le nombre de cycles de traitement est augmenté. Les prises de sang sont réalisées sous anesthésie en terminal (sans réveil) sur 3350 souris. Des prélèvements de sang répétés peuvent également être réalisés, sous anesthésie générale (de 3 à 10 prélèvements espacés d’une semaine à plusieurs mois) en respectant les volumes prélevés et le temps de rétablissement recommandé. Cela concerne 1070 souris.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, nous sommes amenés à réaliser plusieurs injections aux souris (cellules, traitements…), ce qui entraine la nuisance aux souris la plus importante. De plus, des anesthésies peuvent également être réalisées, générant un stress chez l’animal. Un léger stress lié aux manipulations est également observable mais est fortement diminué grâce à l’habituation mise en place au préalable. Cette demande étant un renouvellement, nous avons un retour d’expérience important sur les nuisances générées après notre traitement. Ce traitement peut engendrer de façon très transitoire certains effets indésirables (perte de poids et fatigue passagère le plus souvent démontrée par le dos vouté, poil négligé, baisse d'activité). Ces effets secondaires sont légers à modérés et transitoires. Un complément alimentaire en gel est ajouté pendant les 7 jours suivant l’injection de la molécule radioactive pour une meilleure récupération. Ce complément est maintenu si les souris présentent une perte de poids supérieure à 10% de leur poids initial. Dans le cas d’un suivi à très long terme des souris guéries (> à 120 jours post traitement), certains symptômes peuvent apparaitre (ex : anémie ou surconsommation d'eau). Cela serait lié à une diminution des fonctions rénales due à la voie d’élimination de la molécule radioactive via les reins. L’injection répétée d’anticorps humains peut engendrer des réactions immunitaires (type réaction allergique) chez la souris si celle-ci est immunocompétente. La réaction peut-être plus au moins forte : démangeaison, vasodilatation, somnolence pouvant allez jusqu'à la léthargie, gonflement de la face, etc. Ces réactions ne sont que transitoires (entre 5 minutes à 2h). Une surveillance accrue des souris est faite jusqu’au rétablissement complet de la souris. La déplétion au préalable des lymphocytes B ou le choix d’un modèle murin humanisé, ou immunodéprimé lorsque cela est possible, permettent d'éviter ce type de réactions. Le choix des souris immunocompétentes est fait que lorsque l’objectif de l’étude est l’analyse des mécaniques d’action ou d’une combinaison mettant en jeu le système immunitaire mais n’est pas fait de manière systématique sur ce projet.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet sont euthanasiés à la fin des études. Ce choix est justifié car l’adoption est impossible. En effet, les souris sont transgéniques et/ou immunodéficientes. De plus, dans la majorité des cas, elles sont porteuses d’une tumeur et/ou ont été injectées avec notre traitement. Certaines souris sont exclues d’une étude au moment de la création des groupes (développement tumoral ou poids non conforme aux autres animaux, problème de comportement, etc.). Ces souris peuvent être utilisées pour le maintien des compétences du personnel ou pour l’analyse d’organes ex vivo pouvant servir pour des analyses futures.
Remplacement
Tous les tests de mise au point des anticorps ont été réalisés par des tests in vitro. De plus, chaque étude in vivo est murement réfléchie et une alternative in vitro est envisagée le cas échéant. Par exemple, des tests réguliers de vérification sont faits en amont des études pour garantir le bon fonctionnement des anticorps et de la non-contamination des cellules tumorales utilisées. Cependant, l’étude d’un organisme complexe avec l’organisation biologique mimant un patient est indispensable dans le développement d’un radiopharmaceutique. C’est pour cela que le modèle murin a été choisi. Malheureusement aucune méthode de substitution n’est connue à ce jour.
Réduction
Basé sur des analyses statistiques, la comparaison de deux moyennes observées nécessite 10 souris/groupe pour obtenir une puissance statistique de 0.8 associé à un α de 0.05 (paramètres utilisés : moyenne 1 = 1500 mm3, moyenne 2 = 800 mm3, écart-type = 600 mm3). De plus, notre retour d’expérience nous permet de savoir que 10 souris/groupe permet d’obtenir des résultats statistiquement analysables. Ainsi, pour mettre en place des nouveaux modèles tumoraux ou évaluer la croissance tumorale (en fonction des traitements), un minimum de n=10 souris est généralement utilisée. Pour évaluer la biodistribution in vivo de la molécule radiomarquée, les expériences sont conçues en utilisant un nombre compris entre 3 et 6 souris par groupe. Le choix est fait en fonction d’expériences antérieures dans des études similaires, des résultats attendus ainsi que de l’objectif final de l’étude afin d’utiliser le nombre juste de souris. Pour chaque expérimentation une analyse au préalable pour définir le nombre de souris par groupe est réalisée en fonction des résultats attendus et de la puissance statistique souhaitée. L’analyse statistique à posteriori des données est automatisée et est effectuée à l’aide des logiciels spécifiques. Pour pallier à tout problème de perte de souris avant ou pendant les études (ex : malocclusion, blessures, perte de poids…), ou aux problèmes d’hétérogénéité de prise de greffe, des souris supplémentaires sont incluses dans les commandes de souris. Ce nombre de souris supplémentaires est défini en fonction de l’objectif des études et du retour d’expérience sur la lignée tumorale utilisée et est généralement de 10% avec un maximum de 20% lors d’utilisation de lignées tumorales avec un faible taux de prise de greffe ou un geste technique plus risqué pour les souris (ex : chirurgie). Ceci dans le but d’empêcher de recommencer une étude non analysable par manque de souris, pour être en accord avec la règle des 3R. Les souris exclues des études sont utilisées le plus souvent pour le maintien des compétences du personnel réalisant les expérimentations in vivo. Cela permet de réduire le nombre d’animaux commandé pour la formation du personnel et permet d’utiliser l’ensemble des souris à des fins scientifiques. Les souris exclues peuvent également être utilisées pour des prélèvements d’organes qui seront eux-mêmes utilisés pour différents tests in vitro et/ou mis en banque histologique pour une utilisation ultérieure.
Raffinement
Un minimum de 5 jours d’acclimatation est réalisé. Les animaux sont habitués à la manipulation, à la pesée, etc. Le lapse de temps entre l’inoculation des cellules tumorales et l’obtention de tumeurs de tailles suffisantes avant le début des traitements est également utilisé pour continuer l’habituation. Nous mettons différents éléments, à disposition dans les cages, permettant aux souris d’exprimer des comportements spécifiques à leur espèce (coton, pièce de bois, tunnel, maisonnette). Ces enrichissements peuvent être amenés à évoluer dans une optique d’amélioration continue et en fonction des situations (conflit, souche de souris plus sensible au stress, etc.). Des enrichissements supplémentaires sont également utilisés afin d’améliorer leur bien-être (graine de tournesol ou encore mezzanine). Des gestes simples mais indispensables sont également réalisés afin d’optimiser le confort des souris et de réduire le stress tels que : l’utilisation d’un gel pour le confort des yeux lors des anesthésies, la diffusion de musique classique via une radio installée dans la salle d’hébergement pour masquer les bruits environnants, un filtre rouge placé sur la fenêtre de la porte cachant la vision des souris sur l’extérieur (va-et-vient du personnel devant la porte), la température corporelle des souris est maintenue (tapis et lampe chauffante). Lors des chirurgies, un analgésique est utilisé en pré et post opératoire pour supprimer la douleur. Une fiche de score pour le suivi de l’état physique et comportemental de chaque animal est utilisée quotidiennement. Cette fiche permet de ne pas aller au-delà de nos critères de terminaison prédéfinis au début de l’étude expérimentale.
Choix des espèces
L'utilisation de la souris est justifiée par le développement de la biologie moléculaire qui a abouti à la création de nombreux modèles murins génétiquement modifiés, et par l'existence de lignées immunodéficientes (SCID, Athymique nue, etc.) qui autorisent la greffe de cellules tumorales humaines. Le séquençage complet du génome de la souris a démontré la proximité phylogénétique des souris et des hommes : 90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Le remplacement dans le génome du gène de la souris par son équivalent humain permet la création de lignées humanisées et ainsi de travailler sur des modèles très proches de ce que l'on pourrait voir chez l'homme. Nous utilisons des souris adultes ou en fin de développement pour nos expérimentations afin que leur système immunitaire soit mature. De plus nous avons besoins qu'elles soient assez jeunes pour un suivi à long terme, c'est pourquoi les souris intégrées aux études ont généralement 8 semaines. Cependant, l’utilisation de souris transgéniques nous contraint parfois à utiliser des souris plus jeunes car le nombre limité de ces souris ne nous permet pas d’avoir un lot du même âge pour débuter l’étude. De plus, nous essayons de recevoir les animaux de 6 à 15 jours avant le début de leur utilisation dans un protocole expérimental afin de réaliser l’acclimatation et l'habituation des souris.
Evaluation de l’efficacité thérapeutique de molécules immunomodulatrices dans des modèles expérimentaux de cancer établis chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Des cellules tumorales sont implantées sous la peau du flanc, puis chaque souris reçoit trois à six injections de produit en trois semaines, la tumeur est mesurée tous les deux jours et l'animal pesé avant et 24 heures après chaque injection. 1 080 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, pour tester des molécules immunostimulantes contre le cancer. Le porteur décrit une croissance tumorale en général bien tolérée, avec des lésions cutanées pouvant aller jusqu'à l'ulcération et la nécrose, et une gêne respiratoire dans le modèle de métastases pulmonaires. Toutes sont mises à mort à la fin de chaque procédure, au motif qu'elles ne peuvent être ni réutilisées, ni replacées, ni adoptées.
Objectifs
Notre organisme se défend à chaque instant contre des attaques extérieures grâce à la surveillance de notre système immunitaire. Néanmoins, en cas de cancer, ce dernier ne parvient pas à empêcher le développement de la maladie. Les traitements d’immunothérapie anticancéreuse vise donc à réactiver le système immunitaire c’est-à-dire à réapprendre aux cellules immunitaires à reconnaître et à détruire les cellules tumorales, cellules anormales à notre corps. Notre projet s’inscrit dans ce domaine par la recherche de solutions thérapeutiques innovantes qui s’attaquent à la cellule tumorale, mais également à son environnement immunitaire. Pour ce faire, nous développons des molécules immunostimulantes qui sont dans un premier temps sélectionnées in vitro à l’aide de tests cellulaires (criblage sur lignées cellulaires rapportrices et mise en œuvre de co-culture mimant les intéractions entre les cellules tumorales et les cellules immunitaires). Cependant, l’évaluation thérapeutique de molécules candidates sur des modèles in vivo demeure nécessaire pour comprendre leur mode d’action. C’est la raison pour laquelle, nous avons recours à divers modèles de tumeurs implantées chez la souris permettant de mimer la pathologie tumorale humaine. Ce projet a donc pour but de : - évaluer l’efficacité de nouvelles molécules à activité anti-cancéreuse - étudier les mécanismes mis en jeu dans la réponse immunitaire anti-tumorale - appréhender la sécurité de la molécule candidate dans des modèles expérimentaux de cancer.
Bénéfices attendus
En premier lieu, ce projet nous permettra d’établir des corrélations entre les réponses obtenues sur nos modèles cellulaires in vitro et la réponse anti-tumorale sur un organisme entier. Cela permettra ainsi de mieux comprendre les mécanismes des voies de l’immunité innée mis en œuvre dans la réponse anti-tumorale du candidat médicament et éventuellement de comprendre les mécanismes de résistance à certains traitements. D’autre part, ces expérimentations in vivo, dont le bénéfice principal attendu est une diminution significative du volume tumoral constituent un prérequis indispensable afin de consolider la preuve de l’efficacité du candidat médicament avant d’envisager son utilisation dans le cadre d’essais cliniques. Ces études précliniques permettent d’appréhender la toxicité de la molécule candidate, en identifiant les effets indésirables qui pourraient empêcher une molécule de passer en phase de développement clinique. Selon les résultats du projet, nous pourrions découvrir de nouvelles stratégies thérapeutiques bénéfiques en immuno-oncologie et proposer ainsi de nouvelles molécules à la communauté scientifique pour lutter contre le cancer chez l’homme, enjeu majeur de santé publique.
Procédures
Les animaux subiront différents types d'actes, injections ou prélèvements qui ne requièrent que quelques secondes à quelques minutes par animal. En fonction du produit thérapeutique testé, chaque animal aura : soit 3 injections ; soit 6 injections de produit avec 2 injections/semaine sur une durée de 3 semaines pour lesquels la douleur est modérée à sévère du fait de la répétition. Pour les interventions pouvant induire un stress chez l’animal, elles seront réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Pour les modèles sous-cutanés, les nuisances principales attendues sont liées à la progression tumorale (d’une durée maximale de 7 à 10 jours) qui peut s’accompagner de lésions cutanées d’intensité légère (inflammatoire) à sévère (nécrose) selon le type de tumeurs (l’ulcération de la tumeur ou perte de substance de la peau, étant la lésion la plus grave). La progression tumorale peut également engendrer une gêne dans le déplacement de la souris car l’injection des cellules tumorales génère une masse au niveau du flanc de la souris. Le volume tumoral est mesuré tous les 2 jours et un volume maximal a été déterminé comme critère d’arrêt de la procédure. Normalement, la croissance de la tumeur est bien tolérée par les souris, mais peut dans des cas rares, être associée à une perte de poids, une activité anormale, entraînant une nuisance d’intensité moyenne à sévère. Dans le cas du modèle métastatique pulmonaire, la nuisance d’intensité sévère associée à ce modèle est un inconfort respiratoire lié à la dissémination métastatique dans les poumons, observé uniquement à un stade évolutif tardif. D’éventuels effets secondaires des traitements anti-cancéreux tels que chimiothérapies ou immunothérapies sont possibles, mais il n’est pas attendu d’effet secondaire important avec les molécules évaluées dans ce projet. Quant aux effets prévus, concernant les animaux traités avec le produit thérapeutique, il est attendu une diminution du volume tumoral voire une disparition totale des tumeurs.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés.
Remplacement
Afin de mettre au point des traitements plus efficaces, seuls les modèles in vivo nous permettent de comprendre les mécanismes complexes au sein d’une tumeur, alors que l’utilisation de lignées cancéreuses en culture est insuffisante pour comprendre les relations/interactions permanentes entre les différents types cellulaires dans un organisme entier. En effet, les tests biologiques sur cellules (in vitro) permettent de connaître rapidement l’activité recherchée mais ne permettent pas d’appréhender l’efficacité d’un produit thérapeutique ni son innocuité sur un organisme entier. Le recours à des animaux est justifié par la nécessité d’avoir un système immunitaire complet pour mesurer l’index thérapeutique et la réponse immunitaire antitumorale de nos molécules. L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques occupe donc encore aujourd'hui une place centrale en immuno-oncologie.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans une expérimentation sera de 46 au maximum. Ce nombre est réduit à son minimum soit 6 ou 10 animaux/groupe dans le cas des modèles sous-cutanés ou 8 animaux/groupe dans le cas du modèle métastatique. Il a été déterminé à partir de publications évaluant des biomolécules d’immunothérapie sur les mêmes modèles animaux utilisés dans ces procédures et il est suffisant pour mettre en évidence des différences significatives sur le volume tumoral, notre critère majeur. Cela permet également de limiter la répétition des études (réduction du nombre d’études) et de pouvoir gérer techniquement l’expérimentation (surveillance clinique plus adaptée du fait d’un nombre limité d’animaux) tout en gardant suffisamment d’animaux par groupe pour réaliser des études statistiques significatives. Le nombre maximal d'animaux considéré pour ce projet est par conséquent de 1080 souris, sur une durée maximale de 5 ans
Raffinement
Parmi les mesures spécifiques prises, nous privilégions l’utilisation de l’anesthésie gazeuse pour la sédation car elle permet une anesthésie de très bonne qualité, sûre et réversible ainsi qu’un réveil rapide. En effet, pour minimiser le stress et la douleur liés aux injections ou aux prélèvements sanguins, les animaux sont anesthésiés lors de la mise en œuvre de ces actes. D’autre part, nous mettons en œuvre des soins per-opératoires qui contribuent à raffiner nos procédures : vérification de la profondeur d'anesthésie ; surveillance de la fréquence respiratoire ; utilisation de tapis chauffant durant l’implantation des cellules tumorales ou les injections intra-veineuses et les prélèvements sanguins ; utilisation de gel oculaire protecteur durant l’anesthésie ; utilisation d’une lampe chauffante et de fibre naturelle de coton durant la phase de réveil. Enfin, nos procédures requièrent une surveillance accrue en plus d’une surveillance quotidienne : avant et 24h après chaque injection du produit thérapeutique, les animaux sont pesés afin de mettre en évidence une éventuelle toxicité aigüe et 4h après chaque injection, les animaux sont réexaminés. Un examen clinique individuel sur chaque animal est réalisé tous les 2 ou 3 jours au cours duquel la taille des tumeurs est mesurée et l’état général de l’animal est observé. Afin de prévoir l’apparition de la douleur, nous avons établi des points limites précoces (critères d’interruption) ainsi qu’une grille de score qui déterminent les actions à mener en cas de souffrance avérée de l’animal. Cette grille prend en compte 1) le comportement de l’animal dans la cage, 2) l’apparence générale, 3) les fonctions physiologiques et 4) l’inspection et la taille de la tumeur. Grâce à cette grille de score, les éventuels signes cliniques de douleur (locale ou générale) sont détectés et un traitement local ou systémique d’analgésique est appliqué pour y remédier. Dans le cas exceptionnel de douleur non maitrisée par ces traitements post-opératoires, les animaux sont immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
La souris est actuellement l’organisme-modèle le plus utilisé en recherche biomédicale et en cancérologie : en effet, très peu de modèles en cancérologie existe chez l’espèce rat (cancer de la prostate). Elle présente de nombreux intérêts : sa taille, sa courte durée de vie et son rythme rapide de reproduction par rapport à d’autres organismes-modèles. De plus, les souris développent des pathologies tumorales spontanées ou induites, similaires à celles présentes chez l’homme (mécanismes physiopathologiques comparables, biomarqueurs similaires) et ces mammifères présentent une forte homologie phylogénétique avec l’homme (90%). Elles permettent également de produire un grand nombre d’individus identiques (syngéniques), ce qui permet d’assurer une meilleure reproductibilité des conditions expérimentales. En outre, elles présentent des caractéristiques physiologiques qui permettent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. Enfin, du fait de leur taille (20-25g) par rapport au rat, cela permet une manipulation plus aisée et de réduire les quantités de molécules à utiliser. Ces expériences seront réalisées sur des souris adultes mâtures âgées de 8 à 12 semaines. Le stade adulte ou adulte mâture est celui où les pathologies cancéreuses se développent et où le sytème immunitaire est totalement fonctionnel.
Production de souris humanisées pour le système immunitaire
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Des souriceaux nouveau-nés, des souris juvéniles sevrées et des femelles gestantes sont commandés selon la demande d'utilisateurs académiques et industriels. 5 120 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, irradiées 218 secondes ou traitées chimiquement, puis greffées par injection de cellules souches humaines sous anesthésie. Environ 80 % passent le contrôle qualité et sont expédiées vivantes aux utilisateurs finaux qui poursuivront les expériences, les autres sont tuées dans les jours qui suivent puisqu'elles ne sont plus utilisables. Le porteur présente cette production de souris humanisées comme un "service" et la range dans la règle des 3R, au motif que ces animaux réduiraient le nombre d'individus utilisés plus tard.
Objectifs
Les souris immunodéficientes sont depuis plusieurs décennies des modèles de choix pour la transplantation de cellules souches humaines capables de générer un système immunitaire humain. Le recours à ces souris humanisées permet de proposer et d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques pour une large gamme de pathologies nécessitant des modèles expérimentaux plus proches de la situation humaine. Les objectifs du présent projet sont de générer une gamme de souris humanisées pour le système immunitaire afin de les distribuer à un large panel d’utilisateurs finaux (académiques et industriels) aussi bien dans une perspective de recherche fondamentale que d’évaluation préclinique industrielle dans des domaines tels que l’hématopoïèse, l’immunologie, les maladies infectieuses, la vaccinologie, l’oncologie… Ce projet couvrira la génération de souris humanisées déjà validées en tant que "service" et également la génération de nouveaux modèles immunodéficients humanisés en tant que projet « nouveaux modèles en Recherche et Développement "R&D" ». Ceci permettra d’avoir des modèles plus adaptés aux études pré-clinique et participera à la règle des 3R sur la réduction du nombre d’individu pour des statistiques plus robustes.
Bénéfices attendus
Le recours à ces souris humanisées devrait permettre de proposer et d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques pour une large gamme de pathologies nécessitant des modèles expérimentaux plus proches de la situation humaine (souris humanisées pour des composants cellulaires et moléculaires du système hématolymphoïde).
Procédures
Procédure 1: Afin de rendre les souris permissives à la prise de greffe de cellules souches humaines, les animaux immunodéficients seront soit injectés avec une molécule chimique (1 injection par jour pendant 2 jours d’une durée de 30 secondes), soit irradiés 1 seule fois pendant 218 secondes afin de rendre accessible les niches hématopoïétiques puis, immédiatement traité avec un antibiotique pendant 2 semaines, dans le but de prévenir toute infection. Les animaux seront par la suite humanisés par une unique injection intraveineuse de cellules souches humaines, et ce, après anesthésie générale gazeuse. Cette intervention dure 3 min pour la phase d’endormissement et 30 secondes pour la phase d’injection. Enfin, le contrôle qualité du taux d’humanisation se fera suite à un unique prélèvement sanguin sur souris vigiles pour la partie « Service », ou suite à 9 prélèvements sanguins, toutes les 3 semaines sur une période de 23 semaines pour la partie « nouveaux modèles en recherche et développement "R&D". Le prélèvement sanguin dure 30 secondes par souris. Procédure 2: Afin de rendre les souriceaux permissifs à la prise de greffe de cellules souches humaines, les animaux seront irradiés 1 seule fois (durée irradiation dépendante de la souche de la souris) afin de rendre accessible les niches hématopoïétiques. Les animaux seront par la suite humanisés par une unique injection de cellules souches humaines dans le foie. Un prélèvement de phalange sera réalisé afin de permettre leur identification ainsi que leur génotypage. Enfin, le contrôle qualité du taux d’humanisation se fera à l’aide de prélèvement sanguin à entre 9 et 12 semaines après l’humanisation.
Impact sur les animaux
Les effets néfastes du pré-conditionnement apparaissent sur environ 5% des animaux adultes humanisés et tardivement (6 mois après la greffe de cellules souches humaine). Ils se manifestent souvent par une perte de poids et une modification de l’apparence (extrémités blanches) et du comportement naturel de l’animal (animal sans énergie). Les animaux seront surveillés quotidiennement pour prévenir tout inconfort animal et prendre la décision appropriée selon notre grille d’évaluation de projet. Notre surveillance sera donc accentuée à 6 mois notamment pour la partie « nouveaux modèles en recherche et développement "R&D" » puisque les souris seront observées jusqu’à 32 semaines. De plus, du stress pourra être généré lors des prises de sang et du transport des animaux vers les utilisateurs finaux.
Devenir
Pour le Service : Tous les animaux humanisés validés par le ‘contrôle qualité’ soit environ 80% des animaux produits, présentant une proportion sanguine de leucocytes d’origine humaine >20% des leucocytes totaux sont expédiés aux utilisateurs finaux (utilisation continue chez l'utilisateur final). Les animaux ne satisfaisant pas le critère requis sont écartés de tout groupe expérimental ultérieur. Ces animaux sont mis à mort dans les jours suivants le contrôle qualité car ils ne pourront plus être utilisés dans d'autres protocoles expérimentaux. Pour les nouveaux modèles : A l’issue des 32 semaines, les animaux seront mis à mort pour caractérisation du système immunitaire reconstitué (=humain).
Remplacement
Ce projet vise à produire des souris humanisées comme modèle expérimental préclinique à destination d’utilisateurs finaux des secteurs académique et industriel. Un tel modèle correspond à une attente forte pour pouvoir tester de nouvelles approches thérapeutiques transposables à l’Homme. En proposant comme modèle la souris humanisée pour le système immunitaire, nous offrons la possibilité d’utiliser un modèle expérimental préclinique permettant le criblage d’approches thérapeutiques directement adaptées à la situation humaine. Par ailleurs, les souris humanisées permettent d’approcher la situation physiologique humaine sans avoir recours aux modèles de primates non humains.
Réduction
Nous réalisons le projet d’humanisation en fonction des besoins exprimés ou pressentis de nos partenaires utilisateurs finaux. De plus, notre savoir-faire et l’optimisation de nos protocoles permettent d’utiliser peu d’animaux pour un rendement maximum. En exprimant le système immunitaire humain, la souris humanisée permet de réduire le nombre d’animaux nécessaire dans ses applications ultérieures. Grâce au contrôle qualité systématique sur chaque souris implantée et au retour d’expérience qui en découle, nous optimisons sans cesse notre modèle de souris humanisée pour une meilleure prise de la xénogreffe humaine, ce qui diminue la variabilité intrinsèque au modèle et réduit d’autant le nombre d’animaux à implanter pour obtenir le nombre de souris humanisée souhaité. De plus, la génération de nouvelles lignées humanisées permettra de se rapprocher au plus près du système immunitaire humain et d’avoir des modèles plus adaptés aux études pré-clinique et participera également à la règle des 3R sur la réduction du nombre d’individu pour des statistiques plus robustes.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en zone d’expérimentation, en groupe de 5 individus maximum par cage et de même sexe. L’accès à l’eau et à la nourriture sera ad libitum. Dans chaque cage, le milieu est enrichi par l’ajout de deux éléments : - une maison en carton pour leur procurer un abri, - un bâtonnet de papier que les souris pourront grignoter afin de se confectionner un nid. Nous veillerons au bienêtre animal par une surveillance quotidienne des animaux par du personnel qualifié. Tout fait notable sera consigné sur une grille de score évaluant la souffrance et le stress des animaux. Les points limites sont clairement déterminés et les animaux identifiés par une alerte feront l’objet d’une surveillance accrue et des actions seront mises en place pour palier à divers problèmes tels qu’une observation bijournalière par le personnel expérimentateur ; l’ajout de gel Diet, l’ajout de coton…
Choix des espèces
Mammifères dont 99% des gènes sont orthologues à l’homme, animal de petite taille et à reproduction rapide et bonne connaissance anatomique, physiologique et biologique de ce modèle. La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude soit riche d’enseignements permettant d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire des 2 espèces, avec des applications cliniques potentielles pour l’homme. De plus, les conditions zootechniques actuelle et le niveau d’ingénierie génétique des souris de laboratoire sont tels qu’il est possible de construire à façon, des lignées profondément immunodéficientes, une condition sine qua non pour une prise efficace et durable de xénogreffe hématopoïétique humaine. L’âge des animaux au moment de leur inclusion dans le présent projet dépendra de la demande et de l’objectif scientifique de l’utilisateur final. Le projet pourra donc utiliser aussi bien des souriceaux nouveaux nés que des souris juvéniles après sevrage (4 à 5 semaines). Les doses, volumes et voies d’administration seront adaptés au stade de développement des animaux utilisés. Dans le cas de la procédure 1 nous pourrons : recevoir directement des souris sevrées avant envoie (juvénile) ; ou recevoir des femelles gestantes et réaliser la procédure sur les nouveau-nés une fois l’âge de 4 à 5 semaines atteint.
Evaluation préclinique de dispositifs de thérapie ultrasonore et de leur contrôle par imagerie médicale
- Recherche appliquée
- Cancers
Jusqu'à dix expositions à des ultrasons de puissance, pouvant durer chacune jusqu'à une heure, et jusqu'à six biopsies, au cours d'une même anesthésie de six à huit heures. 50 porcs de trente à soixante kilos vont être utilisés dans ces procédures, tués sans reprise de conscience. Le porteur qualifie les examens d'imagerie de "non invasifs" et les procédures d'imagerie de "mini-invasives", tout en listant comme atteintes attendues une réaction inflammatoire, des saignements, une hyperthermie et de la douleur, plus un risque d'hyperthermie maligne et de défaillance cardiorespiratoire au-delà de six heures d'anesthésie. Il explique que le réveil n'est pas envisagé parce que l'anesthésie profonde, l'hypothermie et les produits de contraste risquent de provoquer des dérèglements physiologiques incompatibles avec un réveil dans de bonnes conditions, et que des organes seront prélevés après la mort pour des analyses ou "à but éducatif".
Objectifs
Les thérapies ultrasonores (US) constituent un espoir dans la prise en charge non-invasive des patients, principalement en oncologie et neurologie, pour de la destruction localisée de tissus (tumeur, nerfs…) ou encore pour permettre la délivrance localisée de médicaments. Les systèmes cliniques de thérapie US sont spécialisés pour un organe et une pathologie donnée. La réduction des coûts de ses systèmes et de leur encombrement spatial constituent également des limites à l‘accès à ces thérapies. Des améliorations matérielles et logicielles des systèmes de thérapie US sont donc nécessaires pour développer des systèmes versatiles, c‘est-à-dire offrant une parfaite adaptation à plusieurs zones anatomiques et pathologies, tout en contenant leurs coûts. Dans cet objectif, notre équipe travaille sur de nombreux aspects des dispositifs de thérapie US : configuration des sondes, systèmes de positionnement, robotique, électronique, paramètres US. L’imagerie médicale (IRM, ultrasons, rayons X ...) doit être utilisée à tous les stades des thérapies US : planification, contrôle en temps réel, évaluation a posteriori de l’impact de la thérapie. Elle permet de contrôler que la zone ciblée est traitée efficacement, tout en préservant les tissus sains alentours. Actuellement, l’imagerie médicale est largement utilisée pour la planification de la thérapie ou l’évaluation de ses effets a posteriori. Par exemple, la position du foyer US peut être vérifiée grâce à l’imagerie US ou IRM, tandis que l’IRM injectée ou de diffusion permet d’évaluer son effet. La thermométrie par IRM permet de contrôler en temps réel les thérapies thermiques, mais est sujette à erreur dans les tissus contenant de la graisse comme le sein. Pour les thérapies US sans échauffement, aucun contrôle par imagerie n’est actuellement possible pendant la thérapie. C’est pourquoi, notre équipe développe des méthodes innovantes de contrôle par imagerie médicale des thérapies US afin d’améliorer leur efficacité et leur sécurité. Ainsi, ce projet répond-il à deux objectifs complémentaires : 1/ l’évaluation de nouvelles approches d’imagerie médicale pour le contrôle des thérapies US à tous les stades de la thérapie ; 2/ l’évaluation de la faisabilité d’utilisation et de l’efficacité de dispositifs de thérapie US innovants par leur matériel ou leur logiciel.
Bénéfices attendus
Ce projet permet de faire progresser les connaissances scientifiques concernant les dispositifs et protocoles de thérapie ultrasonore, et les protocoles de contrôle de ces thérapies par l’imagerie médicale. Le bénéfice à long terme de ce projet consiste à permettre les essais cliniques des dispositifs de thérapie US et des protocoles d’imagerie médicale pour leur usage chez l’Homme. Pour les dispositifs, ceux qui seront testés proposent des améliorations pour l'efficacité, la sécurité et la rapidité du traitement, mais aussi pour diminuer leur coût. Concernant l’imagerie médicale, le bénéfice est l’amélioration du contrôle de la thérapie afin de rendre les procédures plus sures et plus efficaces.
Procédures
Les animaux sont soumis à une anesthésie générale de 6 à 8 heures pendant laquelle sont réalisés des examens d'imagerie non invasifs (IRM, scanner...), des traitements ultrasonores (maximum 10 expositions US de quelques secondes à une heure), et éventuellement des biopsies (maximum 6) et des prélèvements sanguins.
Impact sur les animaux
Les nuisances et éventuels effets indésirables pour les animaux sont liés aux actes suivants : -Anesthésie : injection intra-musculaire, risque d’hyperthermie maligne, risque de défaillance cardiorespiratoire et d’hypothermie après plus de 6 heures d’anesthésie -Thérapie US : réaction inflammatoire, saignements, hyperthermie, douleur
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin des procédures, sans réveil de l'anesthésie. Les procédures d’imagerie, quoique mini-invasives, durent plusieurs heures à l’issue desquelles l’impact d’une anesthésie profonde et l’hypothermie associée, cumulée à des injections de produit de contraste, risquent de générer des dérèglements physiologiques non compatibles avec un réveil de l’animal dans de bonnes conditions. Des prélèvements d’organes postmortem seront réalisés à des fins d’analyses ou à but éducatif.
Remplacement
Les dispositifs de thérapies ultrasonores et les protocoles d’imagerie innovants sont testés et validés sur des fantômes (c'est-à-dire des objets tests conçus à partir de gels, solutions, ou tissus ex vivo) en préambule à toute expérimentation préclinique. Cependant, les conditions in vivo (propriétés acoustiques, perfusion des tissus, mouvements physiologiques, etc…) ne peuvent pas être reproduites. Des expérimentations in silico sont également effectuées, lors desquelles le champ de pression ultrasonore ainsi que ses effets (échauffement, destruction localisée) sont simulés. Cependant, ces modèles numériques comportent de grandes sources d’incertitude (valeurs des paramètres physiques, conditions limites...) et ne peuvent fournir que des informations indicatives préalables. Le recours à l’expérimentation animale est donc nécessaire pour valider l’approche en contexte réel sur un organisme vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit eu mieux pour explorer l’efficacité des traitements US innovants. L’approche sous anesthésie sans réveil permet de réaliser un grand nombre d’essais et de limiter à 1 individu l’effectif requis pour une imagerie/thérapie donnée, testée avec différents paramètres sur différentes zones anatomiques. Ainsi, un sujet peut-être son propre témoin
Raffinement
Les porcs sont hébergés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à macher et de balles, ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins physiologiques. Les conditions d’ambiances sont contrôlées et la température est maintenue entre 18 et 24°C. Une période d’acclimatation de quelques jours permet aux animaux de s’habituer à leur environnement et au personnel soignant qui met en place un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Le jour de l’intervention, les porcs sont tranquillisés avant d’être transportés dans la salle d’opération, ils sont maintenus sous anesthésie générale avec gestion de la douleur pendant toute la procédure. Des points limites sont définis pour arrêter l’intervention en cas de souffrance de l’animal.
Choix des espèces
Le Porc est un modèle de choix pour la recherche translationnelle, car son anatomie, sa physiologie et sa taille sont similaires à celles de l’Homme. Cela permet d'utiliser des instruments chirurgicaux et des systèmes de même taille que ceux qui seront déployés chez les patients. Un porc adulte pèse environ 150 kg et cela rendrait les soins très complexes. Les animaux utilisés seront donc dans une tranche de poids moyen comprise entre 30-60 kg correspondants à un stade de développement de 2 à 5 mois.
Evaluation in vivo de l’action antitumorale d’une surexpression de GPER sur la croissance et la réponse au traitement standard des glioblastomes dans un modèle de greffe orthotopique de glioblastome humain chez la souris immunodéprimée. (EU1/2)
- Recherche appliquée
- Cancers
Une greffe intracérébrale de quarante-cinq minutes, au moins dix injections pour l'imagerie de bioluminescence, dix séances de radiothérapie et douze administrations du composé testé. 164 souris immunodéprimées vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Le projet évalue si la surexpression d'une protéine ralentit la croissance d'un glioblastome humain greffé dans leur cerveau et améliore la réponse aux traitements standards. Les souris sont choisies immunodéprimées pour qu'elles ne rejettent pas le greffon tumoral humain, et quarante-huit d'entre elles, dites "satellites", sont tuées plus tôt pour l'analyse de leurs tissus, les autres l'étant dès qu'un point limite est atteint, perte de poids et troubles de la motricité surtout.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre comment l'augmentation de la quantité d'une protéine affecte la croissance des tumeurs cérébrales chez les souris, et favorise leur réaction aux traitements anticancéreux habituels. L'objectif final est d'appliquer cette méthode aux patients. Des études précédentes sur des données de patients ont montré que plus cette protéine est présente, meilleure est la survie des patients, surtout chez les femmes. En laboratoire, nous avons aussi observé que lorsqu'on augmente la quantité de cette protéine, le nombre de cellules tumorales diminue de moitié. De plus, nous avons constaté qu'un activateur de cette protéine a un effet antitumoral sur des tumeurs greffées sous la peau de souris, qu'elles soient mâles ou femelles. Notre objectif est maintenant d'étudier comment une augmentation de la quantité de cette protéine combinée à son activation par une molécule spécifique affecte la croissance tumorale et la réponse aux traitements anticancéreux standards dans un modèle de tumeur intracérébrale chez la souris (qui se rapproche de la réalité chez l'humain). Ce projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateurs différents.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus de ce projet constitueront une base pour comprendre le rôle de la protéine étudiée dans l’augmentation de la survie des patients et éventuellement proposer l'utilisation de l'activateur de cette protéine pour le traitement des glioblastomes chez les patients dont la tumeur présente une forte quantité de cette protéine. Cette étape est indispensable pour soutenir le transfert clinique de nos travaux en lien avec une thèse de doctorat et les financements de la Ligue contre le cancer et du CNRS. En effet, ce projet innovant (très peu décrit dans la littérature) permettrait à terme de mieux comprendre les processus responsables des différences d'apparition des glioblastomes et de réponse au traitement entre les hommes et les femmes. En cas de résultats probants, cela permettrait d'apporter de nouvelles voies thérapeutiques pour la recherche clinique, notamment en employant des inducteurs (qui augmentent la quantité) et des activateurs (qui augmentent la fonctionnalité) de cette protéine dans le cas du traitement de tumeurs chimiorésistantes marquées par un échec thérapeutique (chimio-sensibilisation).
Procédures
- greffe intracérébrale (1 seule itération à J0) : durée=45 min (EU1) - Imagerie bioluminescence (au minimum 10 injections) : durée 15 min (EU2) - Traitement par radiothérapie (10 itérations) : durée 10 min pour chaque session (EU2) - Traitement par le composé d'intérêt (12 itérations) combiné ou nonà la chimiothérapie (10 itérations) : durée 1 min par traitement (EU1). - Test d'éviction d'obstacle (3 fois par semaine ) : durée 5 min (EU1)
Impact sur les animaux
La première nuisance attendue sur les animaux est liée à l'implantation même du glioblastome (apparition d'une tumeur cérébrale avec des effets délétères attendus non réversibles). Puis, le schéma de traitement par radiothérapie (itérations répétées) et l'imagerie par bioluminescence (2 ou 3 fois par semaine selon le timing dans le projet) nécessitent un transport et une anesthésie répétés des animaux. Lorsque les sessions de bioluminescence sont le même jour que la radiothérapie, une seule anesthésie sera réalisée, l'irradiation et l'imagerie se faisant sur le même site où est hébergé l'irradiateur. Une accoutumance liée à la répétition des anesthésies chimiques peut être observée, nécessitant une augmentation des volumes administrés : ce phénomène est maitrisé par le laboratoire. Une attention toute particulière sera portée aux animaux notamment en optimisant au maximum les conditions de transport des animaux. Les administrations quotidiennes de l'activateur de la protéine conduisent à un dérangement journalier des animaux, le cycle jour/nuit de l'animalerie étant inversé, la gêne occasionnée sera faible, les animaux étant ainsi manipulés durant leur phase d'activité. Le site d'injection dans le péritoine sera alterné chaque jour (gauche-droite) pour éviter les réactions liées à l'injection et des aiguilles très fines seront utilisées pour l'injection.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort à l'issue des procédures. Ainsi 164 souris au maximum seront mises à mort dès lors de l'atteinte d'un point limite (étude efficacité/survie : 58 souris femelles et 58 souris mâles) ou plus précocement à l'issue du schéma de traitement de chaque groupe (48 souris "satellites" : 24 souris femelles et 24 souris mâles ). La mise à mort des souris "satellites" à la fin du schéma de traitement est justifiée de part la nécessité de réaliser une analyse des tissuss pour pouvoir caractériser l'impact de chaque modalité de traitement.
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n'est dans ce contexte clairement pas possible puisque le développement et la réponse à un traitement de tumeurs cérébrales dépend de phénomènes biologiques complexes. De plus, la mise en place d'une tumeur est un phénomène multifactoriel impliquant différents types cellulaires. En outre, la réponse d'une tumeur traitée par un médicament dépend de la quantité de médicament qui parvient à la tumeur. De plus, notre projet est directement associé à l'impact du statut hormonal engendré par le sexe des animaux. L'ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu'in vivo sur un modèle animal. Il est donc primordial de conforter ces résultats sur un modèle "in vivo" de façon à se rapprocher le plus possible de la réalité clinique.
Réduction
Chacune des 3 étapes sera d’abord réalisée chez des animaux femelles puisque la surexpression de la protéine d'intérêt est de bon pronostic essentiellement chez les femmes, puis éventuellement testée chez des animaux mâles pour évaluer la pertinence de cette modulation hormonale pour les hommes. Dans le cadre de ce projet, les expérimentations seront menées étape par étape, tout d’abord en réalisant l’étude sur les animaux "femelles" associés à l'étape 1 qui concerne la comparaison in vivo de la croissance tumorale de cellules avec une forte quantité de protéine par rapport à des cellules tumorales ayant une quantité modéré de la protéine étudiée. Nous implanterons d'abord la concentration habituelle de cellules : si cette dernière offre un bon taux de prise tumorale et une croissance tumorale acceptable cette concentration sera validée et les animaux du groupe suivant ne seront pas utilisés. A l'inverse, si cette concentration s'avère insuffisante, les souris du groupe 3 seront greffées avec une concentration double. La concentration "optimale" retenue sera celle utilisée dans le reste de l'étude. Notre démarche consistera à réaliser successivement plusieurs séries d’animaux. Concernant le nombre de souris satellites, il s’agira de comparer, indépendamment chez les mâles ou les femelles, l’effet des traitements par rapport au groupe contrôle par l’analyse de marqueurs dans les tissus prélevés : ces analyses sont fiables et ne nécessitent qu’un effectif réduit pour révéler un effet, s’il existe. Ainsi on estime -à priori- que même si l’effet des traitements est faible, un effectif de 6 souris / groupe sera suffisant pour assurer une puissance statistique suffisante (simulation par logiciel de calcul de puissance). Concernant le nombre de souris en suivi de croissance tumorale, la comparaison se fera aussi indépendamment chez les mâles et les femelles. Ainsi, sur la base de nos précédentes études, on estime que l’effet des traitements aura un effet faible sur la croissance tumorale. Au minimum 6 mesures d'imagerie seront réalisées en suivi de traitement. Le nombre minimum d’animaux nécessaires par groupe est ainsi trouvé 10 animaux par groupe pour assurer une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Une attention toute particulière sera portée aux animaux, d'une part lors de l'implantation de la tumeur (réalisée sous anesthésie chimique, désinfection plaie, chirurgie aseptique, suivi post opératoire rigoureux) puis à la suite de la greffe (pesée 3 fois/semaine, observation quotidienne du comportement, vérification de l'alimentation et de l'hydratation, suivi de la croissance tumorale). Une vigilance accrue sera également menée lors de l'administration des traitements (pesée quotidienne, vérification du comportement et de l'état sanitaire individuel des animaux, conditions de transport de façon à éviter au maximum stress des animaux). Un suivi quotidien garantissant le bien-être optimal des animaux sera mené (température d'hébergement optimale, eau de boisson et nourriture ad libitum, enrichissement sous forme de sopalin et de bâtonnets en bois à ronger). Quel que soit le groupe, nous réaliserons la mise à mort dès que les points limites définis apparaitront (perte de poids et problème de motricité essentiellement).
Choix des espèces
Dans les études menées pour comprendre le développement des cancers, les modèles animaux utilisés sont majoritairement les modèles murins (souris et rats). Les souris constituent l'espèce de référence compte tenu de leur accessibilité et de leur facilité de manipulation. Les souris immunodéprimées sont classiquement utilisées dans le cas de greffes de cellules tumorales humaines, car du fait de leur immunodéficience, il n'y a pas de réaction de rejet du greffon tumoral implanté. Les souris mâles ou femelles seront âgées de 7 semaines au moment des greffes (20 à 26g), les animaux jeunes étant plus adaptés au développement de tumeurs cérébrales. L'intérêt lié au choix de cette tranche d'âge est également lié au fait que les animaux ont atteint leur maturité sexuelle et que leur système hormonal est fonctionnel.
Etude de l’accumulation dans la rétine d’une molécule thérapeutique ciblant le mélanome en fonction de différentes voies d’administration
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Trois instillations oculaires sous anesthésie, une injection de cellules de mélanome sous la peau, une injection intraveineuse de produit radioactif et jusqu'à six examens d'imagerie en deux jours : 120 souris C57BL6J femelles vont être utilisées, dont 108 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur écrit n'attendre aucune nuisance de l'instillation oculaire, ni de l'imagerie, ni des anesthésies, et classe pourtant la quasi-totalité de l'effectif en souffrance modérée. Leur litière devenue radioactive est changée vingt-quatre heures après l'injection, puis chaque semaine, pour limiter leur surexposition aux rayonnements. Aucune n'est gardée vivante, en raison du produit radiomarqué qu'elles ont reçu et du prélèvement de leurs organes.
Objectifs
La mélanine représente une cible de choix dans le traitement du mélanome. De ce fait, un radiopharmaceutique (médicament contenant un radioisotope à usage médical) a été développé afin de permettre le traitement des cibles tumorales de petite taille, nombreuses et dispersées grâce à son injection par voie intraveineuse. Cette molécule qui fait actuellement l’objet d’un transfert clinique (autorisé par l’agence du médicament) semble montrer des résultats prometteurs. Cependant, la mélanine est exprimée également au niveau de cellules non tumorales telles que celles situées au niveau de la rétine de l’oeil. Aussi, afin de prévenir la fixation du radiopharmaceutique et réduire sa toxicité au niveau de l’oeil, nous souhaitons évaluer une méthode qui empêcherait/limiterait sa fixation au niveau de l’oeil. Une piste envisagée est d’appliquer par dépôt de gouttes ophtalmiques la molécule non radioactive au niveau de l’oeil, avant le traitement par voie intraveineuse, afin d’y bloquer la fixation de la molécule radioactive. Ce projet permettra de tester cette possibilité dans un modèle expérimental de mélanome. En complément, une étude de la distribution dans l’organisme de cette molécule sera réalisée selon différentes voies d’administration. Si ce projet démontre la pertinence de cette approche, il sera adapté pour être proposé en complément de l’approche clinique chez le patient. Ces expériences seront réalisées dans le respect de la règle des 3Rs, utilisant des conditions de stabulation, de bien-être animal et un nombre de souris optimisé. L’ensemble du projet inclura 120 souris sur 5 ans.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est d’évaluer la pertinence d’une méthodologie (par instillation oculaire sous la forme de gouttes) visant à empêcher la fixation du radiopharmaceutique administré par voie intraveineuse, au niveau de la mélanine des yeux, afin de limiter une potentielle toxicité oculaire du traitement. Ce projet expérimental est complémentaire d’une étude clinique en cours visant à adresser spécifiquement vers les cellules tumorales (mélanome) un radiopharmaceutique (médicament contenant un radioisotope à usage médical) permettant le traitement des cibles tumorales de petite taille, nombreuses et dispersées. Si ce projet démontre la pertinence de cette méthode, il sera adapté pour être proposé en complément de l’approche clinique chez le patient.
Procédures
Les animaux seront soumis à : * Inoculation sous cutanée de cellules de mélanome : une injection par animal (durée < 3 minutes) sur animal sous anesthésie gazeuse. * instillation ophtalmique de la solution : 3 administrations par animal (durée : environ 10 minutes/animal sous anesthésie gazeuse. * administration iv du radiopharmaceutique : 1 administration/animal (durée < 3 minutes). * imagerie : 5 à 6 examens / animal sur 2 jours et pour 6 animaux de chaque groupe (durée= 30 à 40 minutes/animal sous anesthésie gazeuse. * prélèvement des organes après mise à mort.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont un inconfort modéré lors de l’injection intraveineuse de la molécule (réduite à quelques dizaines de secondes car réalisée par un expérimentateur expert). A ce jour, nous pensons que l’instillation oculaire de la molécule thérapeutique n’engendrera pas de nuisances, de par sa formulation, son pH et sa faible concentration. Aucune nuisance liée à l’imagerie in vivo ou aux anesthésies n’est attendue. Pour les animaux porteurs de tumeur, les nuisances peuvent être relatives à une gêne fonctionnelle liée à la présence de la tumeur.
Devenir
Ce projet comporte 2 procédures : aucun animal n’est maintenu en vie car les animaux recevront un produit radiomarqué et dans la majorité des groupes, des prélèvements d’organes sont réalisés.
Remplacement
Dans la mesure où ce projet a pour objet d’évaluer la distribution in vivo d’une molécule dans l’organisme, suivant différentes voies d’administration, il n’existe aucune méthode de remplacement. Ici, l’objet est d’évaluer l’inhibition la fixation oculaire de la molécule, sans pour autant compromettre sa fixation tumorale, ce qui nécessite de travailler sur organisme entier. L’utilisation d’animaux est nécessaire pour atteindre les objectifs du projet, les méthodes in vitro (sur cellules) ne rendant pas compte des phénomènes d’absorption, de distribution, d’élimination et de ciblage des molécules administrées. L’imagerie in vivo permettra de visualiser et de quantifier simultanément ces phénomènes.
Réduction
Le modèle animal comme la molécule étudiée ont déjà fait l'objet de nombreuses études au sein du laboratoire. Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au maximum tout en permettant l’exploitation des résultats. Le nombre d’animaux est calculé de façon à pouvoir réaliser des observations permettant de mettre en évidence une différence significative entre les groupes, avec un risque de première espèce de 0,05 et une puissance statistique de 0,9. Ce nombre a été calculé afin de garantir une signification statistique à l'étude menée (les données seront évaluées sur le plan statistique par test t). Dans la procédure 1, il est prévu de tester notre hypothèse chez des animaux sains, permettant ainsi i) de valider l'approche sans induire inutilement des tumeurs chez les souris et ii) de justifier l'utilité de la procédure 2 chez des animaux porteurs de mélanome. De plus, les examens d’imagerie permettent également de réduire le nombre d’animaux grâce à la possibilité d’un suivi longitudinal où un animal est son propre contrôle au cours du temps. Le nombre total d’animaux est de 120 souris maximum sur une période de 5 ans.
Raffinement
Afin de raffiner l’expérimentation, et de limiter le stress des animaux, les souris seront soumises à un processus d’habituation à l’expérimentateur et à la procédure (chauffage et contention) quotidiennement la semaine précédant la réalisation de la procédure. Les animaux seront hébergésdans des cages contenant de l’enrichissement de milieu (cabane coton bois à ronger) afin de favoriser leur comportement naturel et de limiter ainsi leur angoisse. Les cages seront placées dans des portoirs ventilés respectant les normes d’ambiance optimale pour l’espèce. Un changement fréquent (minimum 1/semaine) des litières sera réalisé afin de limiter le risque infectieux. Un changement des litières devenues radioactives (via le circuit des déchets radioactifs) sera également réalisé 24h après injection puis une fois par semaine afin de limiter la surexposition inutile des animaux aux rayonnements La surveillance quotidienne permettra également de réagir rapidement en cas de signe d'inconfort, de stress atteinte des points limites, ou de souffrance des animaux. Si besoin, une injection d'antalgiques sera réalisée (Rimadyl 5mg/kg sous-cutané 1 fois par jour pendant 5 jours maximum). Les examens d’imagerie permettent de raffiner l’étude grâce d’une part au caractère non invasif de la technique et d’autre part à la possibilité d’un suivi longitudinal ou un animal est son propre contrôle au cours du temps.
Choix des espèces
Ce projet sera réalisé sur le modèle murin syngénique de mélanome pigmenté B16. Ce modèle est développé et validé par les experts chez la souris C57BL6J. Ce projet sera réalisé sur des souris C57BL6J femelles, âgées de 4-6 semaines et ayant un poids moyen de 20 g. Les animaux utilisés seront des adultes ayant atteint leur maturité sexuelle afin d'éviter l'influence des variations hormonales liées à la puberté. Des souris femelles seront utilisées du fait d’une moindre agressivité, permettant de garder plusieurs animaux dans la même cage et donc de favoriser leur hébergement en groupe afin de respecter leur instinct grégaire. Le stade de développement correspond à celui fréquemment utilisé pour ce modèle et pour lequel la prise tumorale a été validée au cours de nos différentes études.
Etude de l’efficacité thérapeutique de nouveauxcomposés dans des modèles murins de cancers.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Jusqu'à trois injections intraveineuses par semaine, deux administrations orales par jour, une pompe osmotique posée sous la peau et une injection intrapéritonéale hebdomadaire pour l'imagerie : 1 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 300 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Neuf cents d'entre elles subissent une chirurgie d'implantation de cellules cancéreuses dans l'organe d'origine de la tumeur, avec un suivi allant jusqu'à huit semaines. Le porteur écrit que la croissance des tumeurs "n'entraîne pas de gêne" et décrit par ailleurs des nécroses, des dysfonctions d'organe et des difficultés à se déplacer. Les souris utilisées sont immunodéprimées pour accepter des lignées humaines sans rejet, et âgées de cinq semaines, avant le pic de production des lymphocytes NK.
Objectifs
Selon l’OMS, on estime à 19 millions le nombre de nouveaux cas de cancer et à 10 millions le nombre de décès liés au cancer survenus en 2020. Les cancers les plus fréquemment diagnostiqués dans le monde sont ceux du poumon (avec 2,2 million de cas), du sein (2,3 million de cas) et le cancer colorectal (1,9 million de cas). Dans ce cadre, nous proposons d’évaluer l’effet thérapeutique de composés choisis dans des modèles murins de cancers. Ces modèles animaux fournissent un moyen de simuler le développement du cancer chez les humains dans un environnement contrôlé et permettent d'obtenir des données préliminaires avant les essais cliniques sur les humains. Ces tests préliminaires aident à identifier les candidats médicaments les plus prometteurs, à déterminer les doses efficaces, et à minimiser les risques potentiels pour les patients.
Bénéfices attendus
Développement de nouveaux traitements pour le cancer.
Procédures
Dans le cadre des études de toxicité, les animaux subiront des injections intraveineuses (jusqu’à 3 fois par semaine) ou intra-péritonéales (jusqu’à une fois par jour) ou des administrations de produits per os (jusqu’à 2 fois par jour). Ils pourront également subir une intervention chirugicale de pose de pompes osmotiques sous la peau ou dans le péritoine (durée environ 10 minutes, au maximum 300 animaux). Les tests de toxicité durent en moyenne 3 semaines (5 semaines au maximum). Dans le cadre des tests d'effets thérapeutiques sur souris porteuses de tumeurs sous-cutanées, les animaux subiront une injection sous-cutanée de cellules cancéreuses puis le traitement comme décris lors des études de toxicité (au maximum 600 animaux, sur une durée maximale de 5 semaines post implantation). Dans le cadre des tests d'effets thérapeutiques sur souris porteuses de tumeurs dites orthotopiques, les animaux subiront des procédures chirurgicales d'implantations de cellules cancéreuses dans leur environnement d’origine, sous anti-douleurs et sous anesthésie gazeuse (durée de 10 à 20 minutes, au maximum 900 animaux). Ces souris subiront ensuite le traitement comme décris lors des études de toxicité (au maximum 900 animaux, durée maximum 8 semaines post implantation). Ces animaux subiront également une injection intrapéritonéale par semaine pour l'imagerie de bioluminescence (durée 10 minutes, au maximum 900 animaux), et une anesthésie pour le rasage et l'épilation du ventre avant imagerie échographique (durée environ 15 minutes, au maximum 900 animaux).
Impact sur les animaux
Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées. Risques d'effets indésirables liés à la toxicité directe des molécules testées ou celle des solvants utilisés. Risques d'effets indésirables liés à la croissance d'une tumeur sous-cutanée (gêne, nécrose.. ). Risques d'effets indésirables liés à la croissance d'une tumeur orthotopique (gêne, dysfonction de l'organe d'intérêt..)
Devenir
Les animaux issus des procédures seront mis à mort, afin de prélever leurs organes, les imager et les conserver pour des analyses anatomopathologiques.
Remplacement
A partir d’une chimiothèque (collection de molécules chimiques), nous aurons par une série de tests sur cellules en culture in vitro, sélectionné les molécules d’intérêt. Grace à des tests complémentaires (dont des tests de génotoxicité in vitro) ainsi qu’une analyse approfondie de la littérature disponible concernant la toxicité des classes chimiques des molécules considérées, nous nous focaliserons sur une trentaine de composés, constituant les candidats les plus prometteurs. Les paramètres de toxicité et d'efficacité thérapeutique sont obtenus uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.
Réduction
Les tests in vitro permettront de réduire le nombre de composés/particules à tester ainsi que le nombre de lignées de cellules. Cela nous permettra d’éviter de tester toutes les molécules candidates sur animal. Concernant les tests sur animaux, nous nous efforcerons de faire en sorte que l’effectif utilisé soit minimal. Cela permettra ainsi de réduire le nombre d’animaux employé autant que possible tout en obtenant des informations scientifiques avec une validité statistique suffisante. La toxicité des molécules sera au prélable testée sur un petit nombre d'animaux. Les molécules qui seront validées après cette première étape seront injectées chez des souris porteuses de tumeurs afin de tester leur efficacité thérapeutique. Dans chaque procédure le nombre d’animaux pourra être réduit jusqu’à 50% si l’effet attendu est suffisamment important pour obtenir des résultats statistiquement fiables avec la première moitié d’animaux ou si les données se révèlent non pertinentes (arrêt alors des expérimentations). Les groupes expérimentaux sont constitués de n = 10 individus pour le suivi de croissance tumorale afin de disposer d’une puissance statistique suffisante pour l’évaluation de l’effet du traitement. Les molécules dont le principe actif et/ou la formulation s'avèrent toxiques, ne seront pas retenues pour être évaluées sur des animaux porteurs de tumeurs.
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales seront réalisées dans un établissement autorisé et en stricte conformité avec le comité local de protection des animaux, les lignes directrices de l'UE (directive 2010/63/UE) et le Comité national français (2010/63). Les animaux seront hébergés et surveillés dans des conditions répondant aux critères relatifs aux soins et à l’hébergement des animaux de l’Annexe II du 1er février 2013 de l’arrêté fixant les conditions d’agrément. La conception et l’application des procédures expérimentales, le soin et l’hébergement des animaux seront effectuées par du personnel compétent et formé. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, dans un environnement contrôlé dépourvu de pathogènes, enrichi avec des tunnels en carton et morceaux de papier pour y faire un nid. La nourriture et l’eau de boisson stérile sont fournies ad libitum. Les souris les plus immuno-déprimées seront hébergées dans des cages stériles. Les chirurgies implantatoires se feront sous anesthésie générale et la douleur sera gérée par une analgésie adaptée. L’application de critères d’arrêt et le suivi quotidien des animaux garantiront leur bienêtre, et nous permettront d’intervenir immédiatement de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées lors de l'observation des animaux. Ces effets indésirables sont listés parmi les points limites de chaque procédure. Nous utiliserons des souris immuno-déprimées qui permettent l'étude de lignées cancéreuses humaines sans phénomène de rejet. La croissance des tumeurs n’entraîne pas de gêne et sera suivie régulièrement au pied à coulisse et par imagerie de bioluminescence.
Choix des espèces
Les souris immunodéprimées permettent le développement de modèles tumoraux humains sans phénomène de rejet. Les méthodes utilisées pour induire une tumeur sont rapides et reproductibles et la bonne connaissance de ces modèles de pathologie chez la souris fait que les limites éthiques de ce type d’expérimentation sont bien connues. Souris immunodéprimées de 5 semaines. Ce stade de développement permet d’avoir des souris adultes, facilement manipulables, avec une prise tumorale optimale, avant le pic de production de leucocytes NK natural killer à l’âge de 8 semaines. Pour les animaux qui porteront des pompes osmotiques (sous-cutanées ou péritonéales), le poids minimum devra être de 20g.
Rôle de l’inhibition de TREM-1 sur la prévention et le traitement du carcinome hépatocellulaire sur cirrhose métabolique EU1/2
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Pour voir si un anti-inflammatoire ajouté à l'immunothérapie retarde le cancer du foie, 104 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à des semaines différentes selon leur groupe. Deux jours après leur naissance, elles sont séparées de leur mère le temps d'une injection de streptozotocine, puis nourries au régime gras dès le sevrage jusqu'à développer une cirrhose puis un carcinome hépatocellulaire à partir de la seizième semaine. Suivent de quatre à quarante injections dans le ventre sur animal éveillé selon les groupes, trois anesthésies gazeuses, deux scanners du foie et deux allers-retours de cinq cents mètres entre l'animalerie et le service d'imagerie, le porteur qualifiant d'"indolore" cette évolution vers le cancer. La seule limite décrite pendant l'examen tient au monitoring respiratoire, l'animal en détresse étant retiré de l'appareil, soigné et surveillé jusqu'à son réveil.
Objectifs
Le cancer du foie est le 6° cancer le plus fréquent et la 3° cause de décès par cancer dans le monde. Il survient sur un foie avec une inflammation et en situation de cirrhose. Le traitement de référence est une immunothérapie mais elle ne fonctionne que chez un patient sur 3. Aussi, nous souhaitons voir si un traitement de l’inflammation, déjà efficace dans d’autres pathologies inflammatoires, combiné à l’immunothérapie, permettra de retarder ou éviter l’évolution vers le cancer dans un modèle de souris mâles développant tous les stades d’évolution depuis la cirrhose jusqu’au cancer du foie. Des imageries par scanner seront réalisées pour évaluer l’effet préventif, ou curatif, ou complémentaire de l’immunothérapie. Ce projet sera réalisé au sein de deux établissements utilisateurs, un établissement pour l'hébergement et un établissement spécialisé dans les imageries.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de comprendre et étudier les mécanismes bénéfiques d’un médicament régulant l’inflammation sur le cancer du foie avancé développé sur un foie gras et inflammé, et d’évaluer sa complémentarité avec l’efficacité antitumorale de l’immunothérapie.
Procédures
Les interventions suivantes seront réalisées au sein de l'établissement utilisateur EU1 : - La maladie du foie gras sera provoquée chez les souris en leur injectant un antibiotique, appelé streptozotocine, juste après leur naissance, et cela prendra seulement 5 secondes par souris. Ensuite, après avoir été sevrées, elles recevront une alimentation riche en graisse. - Le traitement par le médicament régulant l’inflammation du foie se fera par injections dans le ventre 4 jours par semaine en suivant un plan spécifique pour chaque groupe de souris. Chaque injection prendra environ 3 secondes par animal. - Le traitement par immunothérapie se fera par des injections dans le ventre 1 jour par semaine avec des injections à partir de la semaine 18 pour les groupes d’étude concernés. Les interventions suivantes seront réalisées au sein de l'établissement utilisateur EU2 : - Une imagerie du foie sera réalisée en utilisant un scanner, pendant que les souris seront sous anesthésie générale. Cette procédure sera effectuée par du personnel qualifié et avec le matériel approprié pour les souris, incluant une plaque chauffante et un suivi des signes vitaux. Cela prendra entre 2 minutes par souris. L'agent de contraste pour l’imagerie sera administré qu’une seule fois pour toute la durée de l’étude.
Impact sur les animaux
- Injection à J+2 de vie + séparation du souriceau de la mère de quelques minutes classée légère. - Au sevrage, régime riche en graisse provoquant l’évolution de la maladie jusqu’au carcinome hépatocellulaire à partir de la semaine 16 classé légère. - 4, 16, 20, 40 injections intra-péritonéales sur souris vigiles selon les groupes d’étude classée modérée. - 3 anesthésies gazeuses par individus de 5 minutes chacune (1 pour réaliser une injection de produit de contraste en veine caudale + 2 pour réaliser les imageries) classée légère- 2 aller-retours entre l’animalerie centrale et animalerie d’imagerie, distante de 500 mètres classée légère.
Devenir
Tous les animaux de l’étude seront mis à mort à différentes semaines selon les groupes d’étude et les procédures.
Remplacement
A nos jours, il n’existe aucune approche in vitro pour étudier l’apparition et l’évolution de la stéato-hépatite métabolique vers la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire. Une étude chez l’animal est indispensable pour mettre en évidence l’effet de l’inhibition d'un récepteur de l'immunité associé ou non à l’immunothérapie sur l’ensemble des paramètres contribuant au développement de cancer du foie.
Réduction
Nos résultats préliminaires de la mise en place de ce modèle nous ont permis de calculer et de fixer le nombre de 104 souris mâles de façon optimale, en nous appuyant sur une méthode statistique adéquate. L'utilisation de l'imagerie permet donc de limiter le nombre d’animaux utilisés, car non invasive.
Raffinement
Dès leur réception, les souris parents auront une période d’acclimatation d’une semaine pour s’adapter à leur nouvel environnement avant de réaliser les accouplements. Ils seront hébergés dans une animalerie dotée de tous les paramètres nécessaires (température, hygrométrie, filtration de l’air, enrichissement) à leur bien-être. Une observation quotidienne du bien-être animal avec une grille d’évaluation de l’état des animaux et une pesée tous les 3 jours seront réalisés pour tous les animaux tout au long du projet. Les injections chez les souriceaux mâles puis au long de l’étude seront réalisées par un zootechnicien expert sur animal vigile. Le régime riche en graisse administré à partir de la 4ème semaine de vie (dès le sevrage), conduit à l’évolution de la maladie jusqu’au cancer du foie de manière indolore. Après la phase de sevrage, les souris seront hébergées en petit groupe cage avec des divers types d’enrichissements, tels que : des cylindres de coton et/ou des nids de papier, afin de permettre aux souris de construire des nids confortables, ainsi que des Mini Dômes comme refuge. Des petits bouts de bois non toxiques seront fournies afin de permettre aux souris d'assouvir leur besoin de ronger. Des tunnels ou des abris afin de permettre aux souris de se cacher et d'explorer leur environnement. Les stades d’évolution de la maladie seront évalués de manière non invasive par scanners, sous anesthésie générale sans douleur, avec une seule injection du produit de contraste pour toute la durée du suivi sur plusieurs semaines. Durant l’examen, les animaux seront surveillés par un monitoring respiratoire. Si l’animal présente une détresse respiratoire, il sera immédiatement retiré de l’appareil, soigné et surveillé jusqu’au réveil.
Choix des espèces
Les principaux modèles des maladies chroniques du foie ont été validés internationalement sur des souris ou des rats. Nous avons une bonne connaissance des modèles murins et de plus, le choix de l’espèce « souris » se justifie par l’existence du modèle invalidé génétiquement pour le récepteur d’intérêt permettant d’étudier le(s) rôle(s) spécifique(s) de l’inflammation dans la maladie du foie gras non alcoolique et du cancer du foie. Les souriceaux débuteront le protocole à J+2 de vie et seront issus de souris gestantes et le termineront à la semaine 20 ou 22 selon les groupes d’étude.
Etablissement de nouveaux modèles à partir de primo-implantation de tumeurs humaines issus de patients et à partir de modèles de tumeurs humaines de patients xénogreffés et primo-implantés par des collaborateurs
- Recherche appliquée
- Cancers
Constituer et entretenir une collection de tumeurs humaines greffées, mise à disposition d'autres chercheurs et des tests précliniques de médicaments : 9 830 souris immunodéprimées vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune reçoit sous anesthésie générale, après incision du dos, un fragment de tumeur ou une injection de cellules tumorales, la plaie refermée par deux ou trois agrafes, puis un marquage à l'oreille ou une puce sous la peau. Suivent des mesures de tumeur jusqu'à trois fois par semaine, parfois des prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire ou une ponction intracardiaque terminale, et selon les modèles un traitement à la testostérone ou aux œstrogènes. Le porteur juge "indispensable" de développer ces modèles sur un "organisme complexe", et chiffre l'effectif en greffant chaque modèle sur six à dix-huit souris par passage, pour un taux de pousse annoncé à 25 % minimum.
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 son application enclinique, et donc par la mise au point de modèles in vivo mieux caractérisés et plus proches des pathologies étudiées. Les modèles de Patient Derived tumor Xenografts (PDX) sont des outils précieux pour la recherche visant à étudier les effets de médicaments en amont des essais cliniques puisqu’ils conservent les caractéristiques moléculaires et histologiques des tumeurs primaires humaines dont ils sont issus. L’établissement de collections de PDX est donc aujourd’hui un enjeu majeur pour l’évaluation des thérapies anti-cancéreuses afin de reproduire au mieux la diversité des cancers humains, de développer des thérapies spécifiques et d’identifier les marqueurs biologiques prédictifs de la réponse à ces thérapies. Le but de ce projet est de développer une collection de modèles PDX fiables, représentant au plus près la maladie humaine, afin de mettre à disposition du plus grand nombre de chercheurs des outils performants permettant de comprendre et de lutter efficacement contre les différents types de cancers. Les modèles PDX seront générés à partir de l’exérèse de tumeurs prélevées chez des patients consentants, ou encore par transfert de modèles primo-implantés par nos collaborateurs. La réalisation d’analyses moléculaires fait partie intégrante du projet afin de caractériser le plus finement possible les modèles développés. Ce sont elles qui permettront de choisir le modèle étudié en préclinique (selon la présence d’une mutation particulière, l’expression d’un gène spécifique,…). La mise en service de modèles PDX couvrant la diversité tumorale permettra de relever les défis actuels rencontrés dans la lutte contre le cancer grâce à une identification rapide des évènements oncogéniques, leur ciblage thérapeutique et l’anticipation des mécanismes de résistance et de toxicité aux traitements.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif le développement de modèles de PDX nécessaire pour déterminer l'efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques développées ou en cours de développement dans un contexte préclinique, dans le but d’améliorer et d'identifier des thérapies efficaces pour le traitement des divers types de cancers. Dans le cadre de développement de médicaments pour des populations bien définies (médecine personnalisée), il est indispensable de développer de nouveaux modèles sur 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 ont une première étape vers l’identification des traitements plus efficaces ou avec des effets secondaires moindres.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une greffe correspondant à l'implantation d'un fragment de tissus tumoral ou de cellules dissociées issues de tissus tumoral. Avant la greffe, les souris sont anesthésiées (anesthésie générale). La peau est incisée au niveau du dos de l'animal après désinfection préalable. La greffe est réalisée par l'implantation d'un fragment tumoral ou l’injection de cellules. Afin d'identifier avec précision le modèle implanté, les souris seront marquées au niveau des oreilles ou avec une puce insérée en sous cutané. L'incision est alors refermée par 2-3 agrafes préalablement aseptisées. La procédure a une durée globale de 30 minutes maximum par souris. Le réveil des animaux sera surveillé au maximum 24h après l'anesthésie. Les animaux seront observés quotidiennement pour s'assurer de leur bien-être et de leur comportement (isolement du groupe, prostration, aspect du poil...). Selon les caractéristiques des modèles, un traitement à la testostérone ou une supplémentation en oestrogènes pourront être réalisés. Les animaux seront manipulés une à trois fois par semaine si leur état général ne nécessite pas une surveillance renforcée: les souris seront pesées 1 fois par semaine et les tumeurs seront mesurées jusqu'à 3 fois par semaine en fonction de la croissance tumorale. La durée de mesure de la tumeur et de pesée est inférieure à 1 minute par animal. Dans le cadre d'une meilleure connaissance des modèles des prélèvements de sangs pourront être effectués au niveau du sinus retro-orbital (sous anesthésie gazeuse) ou de la veine caudale, dans le respect des directives européennes. Des ponctions intracardiaques pourront être pratiquées lors de prélèvements terminaux, sous anesthésie générale. La durée de prélèvement est inférieure à 1 minute par animal.
Impact sur les animaux
Suite à l’anesthésie et la chirurgie, une hypothermie, des douleurs post-opératoires et un risque d’infection peuvent être attendus. La xénogreffe de tumeurs peut également provoquer une perte de poids (modèles cachectiques). Un stress induit par les prélèvements sanguins est également une nuisance attendue. Ces nuisances et effets indésirables attendus sur les animaux sont transitoires et peuvent donc être classés en modérés. Dans le cas où ces nuisances persisteraient, elles déclencheraient l’euthanasie de l’animal par atteinte d’un point limite.
Devenir
L'ensemble des animaux de ce projet étant porteur d'un fragment tumoral ou de cellules tumorales, à l'issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés. La réutilisation ne peut pas être possible car les effets des procédures précédentes que les animaux ont subies (greffe de fragment tumoral, greffe de cellules tumorales, traitement hormonal) pourraient introduire une variabilité indésirable dans les résultats de toute étude ultérieure.
Remplacement
La production de nouveaux traitements permettant de lutter contre le cancer nécessite la réalisation de tests pré-cliniques 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 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 développer les modèles PDX à partir de tumeurs de patients. Ces modèles sont les seuls représentant le plus fidèlement possible les diversités caractéristiques observée dans les cancers humains, et ce dans un organisme complexes. Ils permettent d’augmenter les chances de succès dans le développement de traitements efficaces et personnalisés pour des populations définies (médecine personnalisée), avant un transfert en étude clinique chez l’Homme.
Réduction
Le développement de PDX est standardisé et la parfaite connaissance de ce type de modèles permet de mettre en place une stratégie expérimentale utilisant un nombre d’animaux réduit au minimum. Nous estimons développer 40% des modèles primo-implantés (taux de chances qu’un modèle pousse chez la souris à partir d’un échantillon humain) et 100% des modèles transférés par les partenaires du projet, ces derniers ayant été greffés chez la souris au préalable, leur croissance chez la souris a déjà été un succès. Lors de la greffe d’une tumeur sur un animal, les chances qu’elle pousse est de minimum 25% (d’après les données internes et les données de la littérature). Pour maximiser les chances de réussites et espérer la croissance d’au moins une tumeur par passage, chaque modèle est greffé sur 6 animaux à chaque passage. Si, pour un modèle donné, nos analyses montrent que le taux de pousse est supérieur à 25%, le nombre d’animaux greffé à chaque passage pourra être réduit à 4 au lieu de 6. Afin de garantir la conservation des modèles dont le développement a été un succès, et pour analyser leurs caractéristiques biologiques et moléculaires, une banque biologique est créée, nécessitant de greffer chaque modèle sur 18 animaux à un passage donnée. Si le taux de pousse est supérieur à 25%, le nombre d’animaux greffé à ce passage pourra être réduit à 12 au lieu de 18. Afin de vérifier les possibilités de décongélations des modèles, 3 méthodes de décongélations sont testées, cela nécessite l’utilisation de 6 animaux par méthode de décongélation (3x6=18 animaux). Si la première méthode de décongélation testée est un succès, les deux autres méthodes ne seront pas testées permettant de réduire le nombre d’animaux à 6 au lieu de 18.
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. Lors de l’acte chirurgical, la greffe se fera sous anesthésie générale. Les animaux seront placés sur un tapis chauffant pour éviter le risque d’hypothermie. De l’antiseptique sera appliqué sur la peau des animaux, les agrafes seront aseptisées et le matériel utilisé sera stérilisé pour éviter les risques d’infection. Le réveil des animaux sera surveillé au maximum 24h après l'anesthésie. En cas d’une perte de poids supérieur à 15% du poids en début d'expérimentation, une supplémentation sous forme de gel alimentaire sera ajoutée dans la cage jusqu'à ce que la perte de poids soit inférieure à 10% du poids en début d'expérimentation. Si une sécheresse oculaire est observée lors des prélèvements, un protecteur oculaire sera administré à l’animal. L'ensemble de ces mesures permet d'anticiper et de réduire une éventuelle souffrance de l'animal.
Choix des espèces
L'objectif du projet est le développement de modèles nécessaires pour la réalisation de tests précliniques, dont le but final est la détermination de l’efficacité de nouvelles thérapies pour le traitement des cancers. Dans le cadre de développement de médicaments pour des populations définies (médecine personnalisée), il est indispensable de développer de nouveaux modèles sur un organisme complexe (souris) avec une activité du métabolisme pouvant changer la distribution et l’efficacité thérapeutique. Il existe des méthodes alternatives 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. Nous utilisons des souches murines immunodéprimés qui sont classiquement utilisées pour des greffes de tumeurs humaines et dans le cadre d'évaluations pharmacologiques et qui ont été utilisées lors du pré-développement des modèles par les partenaire du projet. 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, de plus de 18g, âgés entre 6 et 10 semaines pour augmenter nos chances de succès
Génération de tumeurs du système lymphatique chez la souris pour établir un modèle d’études précliniques
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Contenues et pesées deux fois par semaine, les souris sont examinées à la recherche de ganglions hypertrophiés, d'une posture voûtée ou d'une perte de poids, signes que le lymphome se développe et qu'il faut les tuer avant leur mort "naturelle". 1 500 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes et leurs tumeurs. L'objectif est de constituer un stock de tumeurs à partir duquel une même tumeur sera réimplantée dans plusieurs souris receveuses, pour alimenter de futures études précliniques sur le lymphome diffus à grandes cellules B. Le porteur annonce que certaines souris recevront une injection d'une minute pour ce transfert de cellules tumorales, sans dire combien, et ne mentionne aucune analgésie.
Objectifs
Le lymphome est le cancer du sang le plus répandu et le sixième cancer le plus répandu dans le monde. Le lymphome diffus à grandes cellules B est une forme agressive de lymphome, représentant 30 à 40 % des cas. Le traitement actuel du lymphome diffus à grandes cellules B consiste en une chimiothérapie ou une greffe de moelle osseuse ; cependant, environ 40 % des patients cessent de répondre au traitement (maladie récidivante) ou ne répondent pas au traitement (maladie réfractaire), généralement avec des conséquences fatales. Il est donc urgent de trouver des traitements plus efficaces pour ces lymphomes. Actuellement, il y a un manque de modèles expérimentaux qui ressemblent avec précision au lymphome diffus à grandes cellules B. L'objectif de ce projet est de générer des lymphomes à l'aide d'un nouveau modèle de souris permettant de suivre l'initiation et la progression du lymphome. Ce modèle nous permettra d'étudier les causes du développement du lymphome ; et grâce à l'expansion de ces tumeurs chez des souris receveuses, nous générerons suffisamment de matériel pour des applications précliniques, y compris de futures études in vitro et in vivo.
Bénéfices attendus
À court terme (1-3 ans), nous générerons des informations importantes sur les gènes et les voies qui contribuent à l’apparition et à la progression du lymphome, qui sont actuellement inconnus. À long terme (3-5 ans), ces modèles permettront de réaliser des études précliniques pour identifier de nouvelles façons de tester de nouvelles thérapies afin de faire progresser les traitements contre les cancers du sang.
Procédures
Les souris qui développeront des lymphomes seront surveillées. Nous manipulerons (contention) les animaux deux fois par semaine pour les peser et les observer à la recherche de signes de formation de tumeurs : perte de poids, réduction des mouvements, posture voûtée, fourrure ébouriffée, hypertrophie des ganglions lymphatiques, changements de comportement pour mettre à mort les souris avant leur mort « naturelle ». Les tissus seront collectés pour déterminer les causes de la formation de tumeurs et générer un référentiel de tumeurs. Certaines souris recevront une injection pendant 1 minute pour transférer des cellules tumorales.
Impact sur les animaux
Les symptômes associés au lymphome comprennent : perte ou prise de poids, respiration rapide, pelage ébouriffé, posture voûtée et/ou de mouvements lents. En outre, la manipulation des souris pendant la surveillance du développement du lymphome peut induire du stress. Et il peut y avoir une inflammation au site d’injection. Des injections entrainent également du stress et des douleurs légères de courte durée.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux en fin de procédure nécessaire pour la récupération des organes et la récupération des tumeurs pour leur étude ultérieure.
Remplacement
Compte tenu de la complexité du processus impliqué dans la formation des lymphomes, résoudre ce problème uniquement par l’analyse in vitro n’est pas suffisant et l’utilisation de modèles animaux est essentielle. Par conséquent, pour l’instant, aucune méthode alternative ne permet de remplacer complètement le modèle murin dans notre étude. Cependant, les résultats obtenus à partir de nos expérimentations permettront de développer un protocole in vitro qui pourrait à terme remplacer partiellement les modèles animaux. De même, la même tumeur récoltée peut être utilisée pour implanter plusieurs souris receveuses, limitant ainsi la nécessité d’augmenter le nombre de souris donneuses.
Réduction
L'élevage sera géré en externe, et nous permettra de limiter le nombre de croisements au minimum afin d'obtenir le bon nombre de souris nécessaire à ce projet. Nous utiliserons des souris mâles et femelles puisque le lymphome affecte les deux sexes. Nous utiliserons des statistiques prédictives pour établir la constitution des groupes. De plus, les cellules tumorales excédentaires récoltées sur des souris mises à mort seront congelées pour créer une banque de tumeurs, afin de minimiser le nombre de souris nécessaires pour fournir du matériel pour de futures expériences.
Raffinement
Nous avons établi une grille d'évaluation avec des seuils précoces adaptés pour détecter les lymphomes suffisamment tôt afin de réduire au maximum la souffrance animale tout en conservant une rigueur scientifique. Cela comprend une surveillance accrue lors de l'observation de changements de poids, de mouvements, d'apparence physique et de comportement ; et arrêter l'expérience lorsque les symptômes du lymphome apparaissent. De plus, si les souris présentent des égratignures ou des blessures, nous utiliserons une solution d'iode pour désinfecter la zone.
Choix des espèces
Les souris sont les espèces les plus utilisées pour étudier la formation et le développement des lymphomes en raison de la flexibilité nécessaire pour effectuer des manipulations génétiques (souches avec des gènes désactivés) et de la possibilité de tester l'agressivité de la maladie par le transfert de cellules tumorales dans des souris réceptrices. Ils ont également un cycle de vie court et se reproduisent facilement. Pour les expériences de développement de lymphomes, les souris vieilliront jusqu'à 14 mois, puisque la latence de cette maladie, d'après nos études précédentes, se situe entre 8 et 14 mois. Pour les expériences impliquant le transfert de cellules de lymphome, des souris adultes âgées de 6 à 8 semaines sont couramment utilisées comme souris receveuses.