Cancers

920 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est greffée par injection de cellules cancéreuses, suivie d'injections de nanoparticules d'or et d'immunomodulateurs, de séances d'imagerie et d'une irradiation localisée. Le porteur indique que la tumeur et le traitement peuvent réduire l'alimentation et affaiblir fortement les souris, tuées ensuite car porteuses de tumeurs. La triple combinaison est présentée comme "prometteuse" pour les patients, mais l'apport reste une évaluation d'efficacité chez l'animal.

Objectifs

Le projet répond au besoin de trouver de nouvelles stratégies thérapeutiques pour augmenter la sensibilité des tumeurs aux rayonnements (radiosensibilité). Augmenter la dose maximale de radiation dans les tissus tumoraux tout en cherchant à réduire les dommages aux tissus normaux a toujours été un grand défi en radiothérapie. Les développements technologiques ces dernières décennies ont permis une amélioration croissante de l’indice thérapeutique (différence entre la dose thérapeutique et la dose toxique). En outre, plusieurs stratégies ont été développées et testées pour surmonter la radiorésistance de la tumeur et pour augmenter l’efficacité de la radiothérapie comme l’utilisation de radiosensibilisants. Les radiosensibilisants sont des produits chimiques ou des agents pharmaceutiques qui peuvent améliorer l’effet destructeur sur les cellules tumorales en accélérant les dommages à l’ADN et en produisant indirectement des radicaux libres. À cet égard, le rôle émergent de la nanomédecine pour le traitement de différents types de cancer peut représenter une approche prometteuse pour équilibrer l’efficacité de la thérapie et les effets secondaires. En particulier, l’utilisation d’une nouvelle classe de nanoparticules améliorant le rayonnement pourrait constituer une approche révolutionnaire pour le traitement local des tumeurs solides traitées par radiothérapie. L’objectif principal de ce projet est de mettre au point des nanoparticules synergiques et non persistantes pour la chimio-radiothérapie en vue de la gestion avancée du cancer. Afin d’améliorer l’application potentielle aux cliniques des nanoparticules, leur efficacité sera évaluée dans des modèles in vivo avancés, avec un intérêt particulier pour le carcinome de la tête et du cou qui est globalement le sixième cancer le plus fréquent par l’incidence dans le monde et il est caractérisé par une résistance aux médicaments importants.

Bénéfices attendus

Les nanoparticules métalliques sont développées de plus en plus comme agents prometteurs en oncologie en tant que vecteurs de médicaments et radiosensibilisants. Avec ce projet, nous allons évaluer l'efficacité anti-tumorale des nanoparticules d’or. Nous eallons évaluer l'efficacité de la triple combinaison radiothérapie, nanoparticules métalliques et immunomodulateurs pour obtenir des effets antitumoraux systémiques. Cette triple combinaison propose un modèle original et nouveau de coopération thérapeutique pour lutter contre le cancer, qui pourrait améliorer la prise en charge des patients de cancers des voies aériennes et digestives supérieures.

Procédures

Les animaux auront une injection de cellules tumorales (durée 1 minute, sous anesthésie générale). Les animaux subiront aussi une injection de nanoparticules et, pour certains, une injection d'immunomodulateur (durée 1 minute). Les animaux auront 3 séances d'imagerie in vivo sous anesthésie générale (durée 10 minutes). Des animaux subiront une irradiations localisée sur la tumeur par animal (durée 10 minutes).

Impact sur les animaux

Le traitement ainsi que la façon dont croît la tumeur peuvent réduire la capacité de la souris à s’alimenter et affaiblir fortement la souris. Les animaux subiront aussi du stress lors des préhensions pour examen, des injections (peu de nuisances car anesthésie locale) et des séances d'imagerie (stress de préhension).

Devenir

Les animaux seront euthanasiés car ils seront porteurs de tumeurs. De plus, sur certains lots, des analyses post-mortem seront efectuées sur des tissus .

Remplacement

Nous avons utilisé au préalable des tests in vitro pour évaluer l'efficacité des nanoparticules sur les différentes lignées cellulaires utilisées dans ce projet. Les modèles in vivo s’avèrent indispensables pour valider ces résultats avec un système d’administration proche à celle que sera utilisée en clinique (injections intratumorales). Le recours à des modèles animaux est aussi incontournable pour étudier les effets des combinaisons thérapeutiques dans un contexte qui inclut le micro environnement tumoral et qui permet donc l’interaction des cellules tumorales avec le stroma (dont les cellules immunitaires sous dépendance de médiateurs type cytokines ou cellules provenant du reste de l'organisme). Cela est indispensable dans le contexte de la radiothérapie (par exemple: effet «bystander» de l’irradiation i.e. effets que les cellules irradiées pourraient exercer sur des cellules non irradiées à proximité ou à distance par exemple). Il n’existe pas de modèle alternatif permettant une telle étude. Le projet nécessite donc d’être mené sur un organisme vivant disposant d’un système immunitaire complet, et permettant l'étude du microenvironnement tumoral.

Réduction

Nous avons utilisé au préalable des tests in vitro pour évaluer l'efficacité des nanoparticules sur les différentes lignées cellulaires utilisées dans ce projet. ces tests ont permis de sélectionner certaines types de nanoparticules qui ont montré une meilleures efficacité en combinaison avec la radiothérapie. Nous allons donc effectuer les test in vivo uniquement avec le meilleur candidat sélectionné sur la base de ces tests préliminaires, ce qui va nous permettre de réduire le nombre d'animaux nécessaires. En outre, la connaissance des deux modèles tumoraux nous permet d'utiliser uniquement deux doses unique de radiothérapie, car nous connaissons déjà la radiosensibilité de ces modèles. De plus, ces modèles sont bien maitrisés au laboratoire, ce qui a permis d'avoir un tas d'inclusion élevé (très bonne prise de croissance des tumeurs). Afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés pour ce projet nous nous sommes basés sur des analyses statistiques. Le suivi hebdomadaire des animaux permettra de réduire le nombre d'animaux utilisées (augmentation de la puissance statistique).

Raffinement

Un suivi quotidien clinique pour recherche de signes éventuels de souffrance sera effectué, et des mesures d'analgésies seront mises en oeuvre en cas de besoin. Le développement de la tumeur sera suivi par la mesure du volume tumoral grâce à l'imagerie in vivo et par des mesures directes. Des points limites précis et précoces ont été définis et seront strictement appliqués. L'environnement sera enrichi avec des sizzlenests et des tunnels en carton afin de diminuer l'angoisse. Les interventions (injections, imagerie) seront faites sous anesthésie.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation de ce projet se justifie par des raisons d’ordres scientifiques: - La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie. - Génétique proche de celle de l’Homme et bien connue - Notre centre de recherche utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - Les modèles de tumeur étudiés sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’effet des traitements sur la réponse antitumorale dans leur globalité. Les souris seront âgées de 8 ou 9 semaines, un âge où la souris est suffisamment mature.

6 000 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections répétées d'antigènes, parfois avec adjuvant, et des prélèvements de sang pouvant aller jusqu'à quatre par jour, pour produire des anticorps destinés à des tests de diagnostic et des médicaments. Hébergés seuls alors que l'espèce est sociale, ils sont tués en fin de protocole, un prélèvement de sang final important rendant leur maintien en vie impossible selon le porteur. Celui-ci reconnaît que la production d'anticorps in vitro existe mais affirme qu'une immunisation in vivo reste "nécessaire" dans certains cas.

Objectifs

L’objectif des protocoles d’immunisations sont utilisés à des fins scientifiques et médicales. Les applications pour leur utilisation peuvent être diverses comme par exemple : Fabrication de tests de diagnostic permettant la détection de maladies en médecine humaine, Préparation de médicaments pour usage en médecine humaine (médicaments biologiques), Applications diverses en recherche et développement.

Bénéfices attendus

Ces études d’immunisation sont utilisées à des fins scientifiques et médicales. Ces études sont bénéfiques pour les patients à court terme (e.g. fabrication de tests de diagnostic de type ELISA) et à moyen/long terme (eg. Phase de recherche et développement pour la mise à disposition de médicaments biologiques).

Procédures

Tous les animaux rentrant dans une étude d’immunisation peuvent être soumis à des injections d’antigène et des prélèvements sanguins répétés. Concernant les injections, les volumes maximum sont de 2 mL répartis sur 4 à 8 sites maximum pour la voie sous-cutanée, 0.5 mL sur 4 sites maximum pour la voie intra-musculaire, 5 mL/kg pour la voie intraveineuse, 2mL sur 40 sites maximum pour la voie intra dermique. La durée d’injection est d’une dizaine de secondes à 5 minutes selon la voie. Le nombre d’injections dépend de la voie d’injection et du protocole du scientifique mais seront au maximum espacés d’un à deux jours sur une durée totale d’un mois. En cas de durée supérieure à un mois, la structure en charge du bien-être animal sera contactée pour évaluer le bénéfice / risque. Concernant les prélèvements, les animaux peuvent être soumis à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale de 5 minutes. Tous les animaux rentrant dans une étude d’immunisation peuvent être soumis à une anesthésie générale par injection d’un anesthésique par voie intraveineuse ou à une anesthésie locale répétée par application d’une pommade anesthésiante. Une pesée hebdomadaire d’une durée inférieure à 5 minutes est réalisée jusqu’à une fois par jour selon le protocole et l’état clinique de l’animal.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances pour les animaux utilisés dans le cadre de ces études sont : douleur, stress, perte de poids et inflammation localisée au site d’injection liés à des injections répétées d’antigènes (+/- adjuvés), douleur, stress, perte de poids et saignements et/ou inflammations localisés aux sites de prélèvements liés aux prélèvements sanguins répétés, la contention de l’animal d’une manière générale qui peut amener à du stress chez l’animal.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Il est en effet impossible de : réutiliser ces lapins dans le cadre d’un autre protocole d’immunisation, réutiliser ces lapins dans le cadre d’un autre projet effectué par l’établissement utilisateur. Lors du prélèvement final de la procédure, un volume significatif de sang est récupéré et cela rend incompatible la réutilisation de l’animal.

Remplacement

La production d’anticorps par méthode in-vitro exclusive comporte des avantages mais dans certains cas (exemples :besoin de concentration en anticorps élevée, glucosylation appropriée, affinité des anticorps spécifique…), une immunisation de type in-vivo reste encore nécessaire de nos jours. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.

Réduction

Également, à travers les années d’expertises gagnées par l’établissement utilisateur, il n’est pas nécessaire de commander plus d’animaux que demandés par le scientifique pour réaliser le projet. Si une exception à cela devait avoir lieu, une revue par les membres de la SBEA serait nécessaire avant d’initier le projet. Avec l’expérience acquise, le nombre d’animaux prévu dans ce projet est diminué de l’ordre de 20% par rapport au projet précédant. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.

Raffinement

Les lapins sont hébergés individuellement en gardant un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. De l’enrichissement est mis à leur disposition (balles de cellulose et/ou foin, anneau en plastique, mousqueton…) Un cycle jour nuit est présent en zone d’expérimentation (12h/12h). Les animaux sont observés de manière quotidienne par du personnel formé et compétent et pesés toutes les semaines. Durant cette pesée, un examen approfondi de l’état clinique des lapins est effectué par le technicien (e.g. : vérification des points d’injection, maux de patte éventuels, dentition…). Également, durant ce processus, des caresses aux animaux sont prodiguées. Des points limites intermédiaires associés à des actions spécifiques et des points limites terminaux sont en place. Par exemple, en cas de perte de poids ≥ 20% sur une semaine, une nourriture appétante est proposée à l’animal. Également, en cas d’apparition de certains signes cliniques (exemples : masses sans douleur pour l’animal, abcès sans lésion, fécalome) des protocoles de soins validés par un vétérinaire sont prodigués aux animaux. Certains gestes douloureux (injections intra-dermique) sont réalisés sous anesthésie générale et les injections répétées sont effectuées après application d’un anesthésiant local (lidocaïne). En cas de prélèvements sanguins, les volumes prélevés ainsi que les périodes de récupération suivront la réglementation, les recommandations de la «Federation of European Laboratory Animal Science Associations » (FELASA) ainsi que les raffinements et bonnes pratiques internes. Les injections et prélèvements ne pourront être réalisées que sur des sites sans hématome ni inflammation apparente, en utilisant des aiguilles stériles adaptées (à la taille de l’animal et à la voie d’abord) et à usage unique. A chaque abord d’une voie vasculaire, un point de compression sera effectué le temps suffisant pour assurer l’arrêt du saignement. Une observation de l'animal sera réalisée au retour dans sa cage pour s’assurer de sa récupération immédiate. Pour démarrer une étude d’immunisation, le scientifique doit préalablement s’engager à ce que celle-ci-ci soit conforme aux 3R. De plus cet engagement sera écrit et vérifié par l’Etablissement utilisateur en charge de cette étude.

Choix des espèces

Le lapin est l'animal le plus utilisé pour la production d’anticorps étant l’espèce animale la plus adaptée pour cela, de par la production de volumes suffisants d'antisérum qualitatif et à titre élevé. Cela permet donc d’utiliser moins d’animaux pour l’objectif scientifique requis. Age minimum des lapins : 10 semaines. A cet âge, les lapins ont un système immunitaire permettant la réalisation des études de type immunisation.

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur mammaire humaine est greffée dans leurs glandes mammaires, puis elles reçoivent des injections de traceurs radiomarqués et passent plusieurs séances d'imagerie sous anesthésie avant une ponction cardiaque terminale. Le porteur indique que l'inoculation de la tumeur peut engendrer du stress, que la croissance ou la nécrose tumorale peut provoquer une gêne et que les anesthésies répétées peuvent affecter les animaux. Il affirme que les résultats in vitro ne suffisent pas et qu'un modèle animal porteur de tumeurs est "indispensable" pour valider le ciblage de ces peptides.

Objectifs

Le récepteur NeuroTenSine-1 (NTS-1) a été précédemment identifié comme étant une excellente cible dans les tumeurs primaires et les métastases ganglionnaires chez des patients atteints d’un cancer de la prostate et de cancer du sein avec un pronostic plus sombre. Des résultats prometteurs ont été obtenus au cours d'études d'imagerie préclinique PET (Tomographie par Emission de Positons) avec des analogues peptidiques radiomarqués au 68Ga (émetteur beta+). Afin d’optimiser ces séries d’analogues, 2 peptides radiomarqués au gallium-68 et au fluor-18 pour le diagnostic PET et 1 peptide radiomarqué au lutétium-177 pour la radiothérapie ont été étudiés et validés in vitro. Le présent projet de recherche préclinique vise à tester in vivo ces radiopeptides sur des modèles murins de cancers du sein exprimant ces récepteurs NTS-1.

Bénéfices attendus

Si un patient métastatique est imagé avec succès par tomographie par émission de positons suite à une injection de radiopharmaceutique dédié, celui-ci pourrait alors bénéficier d’un traitement ciblé par radionucléides (TRT : Targeted Radionuclide Therapy) utilisant le même ligand radiomarqué avec un radionucléide thérapeutique. Le projet vise à optimiser une série d’analogues en modifiant le radionucléide associé à un peptide sur un modèle de cancer du sein triple négatif.

Procédures

Les différentes interventions sur les 80 souris Balb/c nude sont les suivantes : - xénogreffes orthotopiques de cellules tumorales (cancer du sein) dans les glandes mammaires sous anesthésie gazeuse (10min) - 2 Injections intraveineuses au niveau de la queue de 200µl de solution saline contenant les radiotraceurs sous anesthésie gazeuse pour les 80 souris (5 min) - 1 acquisition PET/CT (18F-FDG) pour les 80 souris sous anesthésie gazeuse (5min CT + 15 min PET) - 1 acquisition PET/CT pour 1 souris sur 2 soit 20 souris du groupe "diagnostic" sous anesthésie gazeuse (5min CT + 15 min PET) - 1 acquisition SPECT/CT pour les 40 souris du groupe "thérapie" sous anesthésie gazeuse (5min CT + 20 min SPECT) - 1 ponction cardiaque terminale pour les 80 souris sous anesthésie gazeuse 3% (5min)

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues seront : 1) l'inoculation des tumeurs au niveau des glandes mammaires pouvant engendrer un stress 2) une pousse de tumeur trop importante ou une nécrose potentielle de la tumeur peut entrainer une gêne localisée 3) les anesthésies répétées pour la mise en place du modèle et pour l'imagerie ([18F]FDG et du radiopeptide étudié) peuvent impactées la souris. 4) la mise à mort en fin d'étude.

Devenir

A la fin de la procédure, les 80 souris seront mises à mort. Le sang et les organes seront prélevés pour un comptage radioactif et analyses immunohistochimiques ultérieures.

Remplacement

Les résultats in vitro ne sont pas suffisants pour valider le devenir de l’analogue radiomarqué in vivo. L’utilisation de modèles animaux porteurs de tumeurs avec une forte expression du récepteur NTS1 est indispensable pour déterminer la faisabilité d’un ciblage oncologique des 3 peptides.

Réduction

les expérimentations ont été conçues afin d’utiliser le moins d’animaux possibles. 2 peptides « diagnostic PET » et 1 peptide «thérapie » seront étudiés. Pour chaque peptide « diagnostic PET », il est nécessaire de visualiser leur biodistribution in vivo et d’identifier les organes présentant une forte expression des récepteurs NTS-1. Ainsi, 10 souris seront injectées avec le radiopeptide seul et 10 souris avec le radiopeptide + 150 µg de neurotensine pour le « blocking ». Pour l’étude du peptide thérapeutique radiomarqué au 177Lu, 40 souris seront incluses dans le protocole de biodistribution : 1 lot « radiopeptide seul » et 1 lot « blocking » ; 4 temps par lot ; 5 souris par temps.

Raffinement

Les souris sont placées dans des conditions optimales (température, hygrométrie, cycle jour/nuit 12h/12h, enrichissement des cages) au sein d’une animalerie de recherche agréée. Les animaux sont nourris ad libitum et toute manipulation invasive sera précédée d’une anesthésie générale sous isoflurane 2%. Nous avons choisi des points limites clés qui permettent de prévenir une détérioration de l’état clinique générale de l’animal dans le but d’éviter une quelconque souffrance. Les points limites sélectionnés sont les suivants : perte de poids supérieure à 20%, déshydratation, immobilité de plus de 1h (signe d’une douleur aigüe), ulcération et limitation de la taille de la tumeur.

Choix des espèces

Le modèle souris est communément utilisée en oncologie. La Balb/c nude est une souris d’une souche consanguine immunodéprimée et sans poil qui en fait l’un des meilleurs modèles pour la greffe orthotopique de tumeur humaine. Les souris seront réceptionnées à 8 semaines et mises en quarantaines pendant 2 semaines. Les études seront initiées à 10 semaines de développement. L’induction des tumeurs se fera à 10 semaines. Le suivi de la croissance tumorale peut être réalisée en externe par mesure à l’aide d’un pied à coulisse. Lorsque les tumeurs atteindront un volume minimum de 150 mm3, une première acquisition [18F]-FDG sera effectuée pour suivre la croissance tumorale et les métastases potentielles. Les études de 3 radiopeptides pourront être initiées minimum 2j après la première étude PET.

238 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections répétées de cadmium cinq jours par semaine, des greffes sous-cutanées de cellules de cancer du pancréas ou du foie et des injections de candidats-médicaments. Le porteur indique qu'un point limite est fixé au volume tumoral de 1 500 mm3, à une perte de poids dépassant 20 % ou à une ulcération de la tumeur, seuils au-delà desquels les souris qui se dégradent sont mises à mort. Il affirme que la cinétique de cette progression cancéreuse ne peut être reproduite in vitro et prélève tumeurs et organes après la mise à mort.

Objectifs

Les différents objectifs sont de tester l’effet du cadmium sur l’apparition et la progression des stades néoplasiques (appelés pancreatic intraepithelial neoplasia = PanIN) et de caractériser les rôles des gènes d’intérêt et de tester de nouveaux candidats médicaments.

Bénéfices attendus

Les bénéfices de ce projet seront une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires du cancer et identifier à terme de proposer de nouveaux candidats médicaments dans une pathologie qui manque de traitement efficace.

Procédures

Nous réaliserons un modèle d'exposition au Cadmium (par injection intrapéritonéale) sur des souris normales et sur un modèle préclinique de lésion néoplasique pancréatique . (Procédure 1) Lot1: Effet Cadmium sur souris contrôles. Injection 5x par semaine pendant 2 (4 condtions = 24 souris) ou 4 semaines (24 souris) Lot2: Effet Cadmium sur souris développant des lésions néoplasiques dans le pancréas. Injection 5x par semaine pendant 1 mois (4 conditions = 40 souris) ou 3 mois (40 souris) Nous réaliserons un modèle de xénogreffe sous cutanée de cellules d'adénocarcinome pancréatique (par injection sous cutanée sur le flanc des souris) (Procédure 2). Certaines de ces souris recevront des injections hebdomadaires de candidats médicament (ciblant des interactions de recepteurs à la surface cellulaire) (Procédure 3). Lot3 à 6 xénogreffes de cellules de cancer pancréatiques (panel de 4 lignées représentatives de l'hétérogénéité des cancer pancréatiques) non traité (PBS) et molécule X (traitement 1 fois par semaine pendant 6 semaines). Les lots 7, 8 et 9 sont un modèle de xénogreffe sous cutanée de cellules de cancer du foie. (Procédure 2). Ces souris sont ensuite suivies pendant 2 mois jusqu'à la fin de l'expérience (mesure du volume tumoral). Le Lot10 concerne des souris développant des lésions néoplasiques dans le pancréas pour lesquelles une injection heddomadaire du candidat médicament est réalisé (procédure 3). 2 conditions (traitées, non traitées) = 20 souris suivies pendant 2mois. Récapitulatif des durées: procédure 1: 4 semaines à 3 mois (selon la condition, voir ci dessus); procédure 2: 6 à 8 semaines (selon la condition); procédure 3: 2 mois

Impact sur les animaux

Les injections de cadmim (procédure 1) sont réalisées en intra-péritonéal. induction éventuelle d'une douleur légère de très courte durée. Les xénogreffes sous cutanées (procédure 2) sont réalisées par une injection en sous cutanée. induction éventuelle d'une douleur légère de très courte durée. Les injections de candidat médicament (procédure 3) sont réalisées en intra-péritonéal. induction éventuelle d'une douleur légère de très courte durée. Concernant les xénogreffes, un point limite (1500mm3) sera appliqué (taille de la tumeur au-delà de laquelle, l’expérimentation est stoppée). (1) la masse de la tumeur ne devrait augmenter ni au point d’interférer significativement avec les fonctions normales du corps ni au point d’induire, du fait de son emplacement, souffrance et/ou détresse (tumeurs solides). (2) une perte de poids dépassant 20 % du poids du corps d’un animal normal (en tenant compte de la masse tumorale) ; (3) une ulcération/infection à l’emplacement de la tumeur ; - la charge tumorale ne devrait pas excéder 10 % (typiquement à un diamètre de 17 mm pour une souris de 25 g).

Devenir

Les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures. Nous prélevons la tumeur et/ou le pancréas et les sites majeurs de métastases (foie, poumon) pour des études de biologie moléculaire et de biochimie.

Remplacement

Il s’agit de l’étude d’un modèle physiopathologique préclinique de progression carcinogénétique dont la complexité et la cinétique ne peuvent être reproduites in vitro. Toutefois, la selection des gènes d'intéret et des candidats médicaments ciblant MUC4-ErbB2 sera réalisée au préalable sur des modèles in vitro et d'organoïdes d'adénocarcinomes pancréatiques ou hépatiques

Réduction

e nombre d’animaux par groupe est prévu pour avoir un effectif suffisant (suivant la règle des 3R) permettant une analyse statistique significative. Pour l'apparition de lésions néoplasiques (appelées PanIN), nous analyserons 6 souris par groupe car il s'agit d'une analyse qualitative (présence ou absence de PanIN). Pour l'étude de progression des lésions néoplasiques, nous analyserons 10 souris par groupe car les modèles transgéniques de cancer pancréatiqeus présentant une plus grande hétérogénéité de surface de lésions néoplasiques . Les effectifs ont été calculés statistiquement. Pour l'analyse Les xénogreffes donnant des résultats homogènes seront étudiées sur des cohortes de 6 souris par groupe.

Raffinement

Le nombre de cohorte a été optimisé pour réduire le nombre de souris. Une surveillance accrue est effectuée avec un suivi régulier de l'état général des souris. Nous serons particulièrement attentifs à la détection précoce de tout signe de douleur. Nous surveillerons les courbes de poids de souris et rechercherons les signes de stress et de douleur. Une injection sous cutanée de buprénorphine sera realisée en cas de douleur. Si les signes de douleur persistent, un sacrifice anticipé sera effectué. Pour les xénogreffes, un point limite sera appliqué (taille de la tumeur au-delà de laquelle, l’expérimentation est stoppée).

Choix des espèces

Modèle de souris transgénique référence pour l'apparition de lésions néoplasiques pancréatiques (appelées souris KC). Les expériences seront réalisées sur des souris agées de 3 mois pour les souris KC. Ces souris présentent une mutation Kras constitutivement active qui contruit à pancréas comportants des lésions néoplasiques (appelées PanIN). Modèle standard de xénogreffes en souris immunodéprimées (Scid) permettant l’implantation de lignées cellulaires

351 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une tumeur mammaire greffée sous la peau et reçoivent des injections intraveineuses répétées, réalisées sur animal vigile maintenu en contention, ainsi que des prélèvements sanguins. Le porteur indique que la tumeur peut provoquer une gêne et une douleur légère à la marche et que la contention vigile génère un stress modéré. Il affirme qu'une étude in vitro "ne peut représenter la complexité du vivant" et justifie ainsi le recours à la souris pour tester des immunoconjugués ciblant HER2, dont l'intérêt pour les patientes reste renvoyé à une validation préclinique.

Objectifs

Le cancer du sein (CS) est désormais le cancer le plus fréquent chez les femmes européennes. Parmi tous les différents CS, 1 patiente sur 5 est affectée par un CS qui surexprime le récepteur 2 du facteur de croissance épidermique humain (HER2). Si ces cancers ont longtemps été de mauvais pronostic, la survie globale s'est nettement améliorée grâce à l’avènement des thérapies ciblées anti-HER2. Cependant, il existe des problèmes de résistance à ces traitements, notamment au stade métastatique, nécessitant le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Dans la perspective de développer de nouveaux traitements, de nombreuses molécules prometteuses étudiées en phase clinique ont dû être arrêtées en raison d’une toxicité élevée, générée en partie par l’utilisation de molécules actives extrêmement cytotoxiques. Ces observations ont ouvert la voie à l’utilisation de plus petites molécules moins toxiques et plus sûres pour le patient. Dans ce contexte, nous avons développé et breveté deux nouvelles méthodes de synthèse de petites molécules stables présentant des propriétés thérapeutiques optimisées et ciblant HER2. Après avoir validé in vitro leur efficacité accrue sur différentes lignées cellulaires de cancers du sein le projet proposé vise à évaluer leur efficacité in vivo (biodistribution et activité anti-tumorale).

Bénéfices attendus

La validation préclinique des immunoconjugués novateurs développés pourrait rapidement aboutir au développement de thérapies ciblées permettant de traiter des cancers agressifs et métastatiques.

Procédures

Injection sous cutanée (anesthésie gazeuse-1 fois) + Injection intra veineuse (Contention - vigile -1 fois) J+28 n=261 Injection sous cutanée (anesthésie gazeuse-1 fois) + Injections intra veineuses (Contention - vigile - 5 fois maximum avec minimum 48h entre 2 injections et alternance des veines caudales) J+28 n=60 Injection intra veineuse (Contention - vigile -1 fois) + prélèvement sanguin (Contention - vigile - 1 fois / jours pendant 3 jours avec alternance des veines caudales) n=30

Impact sur les animaux

La mise en place du modèle (tumeur sous cutanée) peut entrainer une gêne voir une douleur légère en terme de déplacement de l'animal et de ressenti cutanée. Les injections IV se faisant sur animale vigil dans un appareil de contention (durée inférieur à 1 minute), l'animal peut ressentir un stress modéré pendant la procédure.

Devenir

Des analyses ex vivo sont prévues à l'issue de chacune des procédures ainsi, tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de chacune d'entre elle.

Remplacement

Suite aux études in vitro, le développement et la validation préclinique de nouvelles molécules thérapeutiques requière la détermination de paramètres pharmacocinétiques des molécules candidates sur des modèles animaux adaptés. En effet, la physiologie globale de l’individu entre en jeu et une étude ex vivo ou in vitro ne peut représenter la complexité du vivant.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au maximum tout en permettant l’exploitation des résultats en prenant en compte l’homogénéité du modèle. Ce nombre a été calculé afin de garantir une signification statistique à l'étude menée. De plus, l’étude dose et schéma d’administration et les examens d’imagerie permettent également de réduire le nombre d’animaux. Le nombre total d’animaux est de 351 souris maximum sur une période de 5 ans.

Raffinement

Les modèles animaux choisis sont reconnus par la littérature pour reproduire les caractéristiques de la pathologie humaine. Des méthodes sont utilisées afin d’optimiser au maximum le bien-être des animaux inclus dans ce projet, pour cela les conditions d'hébergement seront optimisées (portoirs ventilés, température, hygrométrie, luminosité, densité animale – minimum 3 animaux/cage-, enrichissement de milieu avec coton pour la nidification, bâtonnet de bois pour ronger et cabane de cachette). De façon usuelle, les cages (litière, cage, grille, couvercle et biberon) sont changées toutes les semaines. Une surveillance quotidienne des animaux permettra de déceler les premiers signaux de stress, de douleur ou d'inconfort pour l'animal qui pourront être améliorés par l'administration d'antalgiques avant l'atteinte des points limites définis. Si aucune amélioration n’est observée, l’animal sera euthanasié. De plus, les examens d’imagerie médicale permettent également 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

Le modèle souris est classiquement utilisé en expérimentation animale dans le domaine de la recherche contre le cancer. De plus, les souris immunodéficientes porteuses de greffe de lignée tumorale humaine (xénogreffe) sont adaptées pour les études fondamentales et appliquées de développement de traitements des cancers humains. Souris adultes âgées de 5 à 6 semaines pour optimiser la prise de greffe.

1 440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur sous la peau, des injections répétées d'une cytokine et d'anticorps jusqu'à trois fois par semaine, parfois de la chimiothérapie, et des prélèvements sanguins répétés à la queue, une partie subissant un prélèvement de sang terminal. Le porteur indique que la croissance tumorale peut gêner la locomotion et provoquer une ulcération menant à un état moribond. Il affirme que les méthodes sans animaux ne peuvent pas remplacer la souris à ce stade et renvoie les retombées pour les patients, validation d'anticorps avant essais cliniques, au conditionnel.

Objectifs

Les avancées en termes d’immunothérapies dans les cas de cancers sont très encourageantes mais une recherche accrue est toujours de mise afin d’une part de découvrir de nouvelles cibles mais également d’améliorer les traitements déjà existants. Ce projet a ainsi pour but de continuer à approfondir nos données sur les actions de notre cible, une cytokine (protéine messagère et régulatrice du système immunitaire naturellement présente dans chaque organisme), de son blocage à l’aide d’anticorps candidats et ce dans un contexte de développement tumoral (multiplication des cellules tumorales) chez la souris. Grâce à nos modèles de développement tumoraux, nous pourrons analyser la biodistribution et la dégradation de cette cytokine ainsi que l’impact de son blocage en synergie (effet cumulé) avec d’autres immunothérapies et chimiothérapies déjà connues en clinique. Ces étapes sont indispensables pour valider les anticorps candidats avant de futurs essais cliniques antitumoraux.

Bénéfices attendus

Le bénéfice principal de ce projet, par des études de suivi de la cible en présence ou absence d’anticorps, sera de connaitre les cinétiques d’action de ces différentes molécules. Ces approches sont indispensables pour pouvoir amener ces technologies dans des essais précliniques réglementaires puis des essais cliniques chez l’Homme.

Procédures

L’ensemble des animaux de ce projet seront greffés une fois en injection sous-cutanée (15 secondes/souris). Les animaux recevront ensuite différents traitements en commençant par l’injection unique de la cible (la cytokine) (en injection intrapéritonéale : 10 secondes, en injection sous-cutanée : 10 secondes, ou en injection intraveineuse dans de rares cas : 3 minutes). L’anticorps dirigé contre la cible sera ensuite injecté jusqu’à 3 fois par semaine par l'une de ces trois voies. Dans certains cas, les souris auront également une injection de chimiothérapie en dose unique (en intrapéritonéale ou en intraveineuse suivie de l’immunothérapie 2 fois par semaine (en injection intrapéritonéales, en injection sous-cutanée ou en injection intraveineuse). Des prélèvements sanguins seront réalisés à la veine de la queue en gestes répétés sur 24h (sans dépassement du volume maximum autorisé) ou une fois par semaine sur 4 semaines. La durée de chaque prélèvement est estimée à 1 minute / souris. Certains animaux subiront un prélèvement de sang terminal à la veine cave (animal sous analgésie + anesthésie profonde et sans réveil) afin de collecter un volume de sang suffisant pour des analyses plus fines.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sont ceux inhérents à la croissance des tumeurs chez la souris avec un problème de locomotion possible au-delà d'un certain volume ou une ulcération de la tumeur pouvant entrainer un état moribond de l’animal si elle évolue trop rapidement. Les injections de chimiothérapie et d’immunothérapie observées lors des études précédentes ne montrent quant à elles aucun effet délétère observable sur l’état clinique de l’animal

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de l'expérimentation, pour prélever la tumeur et les organes immunitaires périphériques afin de réaliser une analyse des mécanismes impliqués suite aux effets des médicaments (à l’aide de technique d’histologie, de cytométrie ou encore de biologie moléculaire).

Remplacement

Il s’agit du suivi de croissance tumorale, il n’existe pas de méthode alternative à ces expériences in vivo. Ces preuves de concept et ces études de mécanismes d’action ne peuvent s’établir que sur de véritables modèles précliniques dans un contexte de tumeur solide similaire à celui que l’on trouve chez l’homme. Ce projet s’inscrit dans une démarche globale qui a démarré par des études bibliographiques, suivies d’études In Vitro approfondies ayant permis d’affiner et de réduire efficacement les pistes de recherches. Cependant, compte tenu des avancées actuelles, à ce stade du projet, il n’est pas possible de substituer l’animal par un modèle in vitro pour continuer ces recherches.

Réduction

L’analyse statistique permettant de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés est réalisée en collaboration avec une équipe de recherche spécialisée dans les études de biostatistique. L’étude de l’efficacité des traitements testés induit deux types d’analyse : -modélisation de la croissance tumorale et -analyse de la survie des animaux. Compte tenu de ces analyses et des données obtenues lors de précédentes expériences réalisées au sein du laboratoire le nombre de souris est limité à 10 par groupe et chaque étape est reproduite une fois afin de supprimer le biais pouvant être induit par un problème technique et ainsi avoir un résultat de deux expériences indépendantes.

Raffinement

Pour la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats obtenus dans le strict respect du bien-être animal. Les points limites ont été établis dans chaque procédure expérimentale et le suivi clinique des animaux se fera quotidiennement sur la base de la fiche de scoring. Les souris seront surveillées quotidiennement y compris les week-ends et jours fériés : suivi du développement de la tumeur (point limite volume >1500 mm3 ou nécrose tumorale précoce), pesée (toute perte de poids ne devra pas excéder 20% du poids normal attendu de l’animal) et détection du moindre signe de souffrance et/ou de détresse de l’animal. En fonction des observations, des décisions allant de l’adaptation des conditions d’hébergement à l’injection d’analgésique jusqu’à une décision d’euthanasie, seront prises. D’autre part, une fiche de soins est utilisée pour la prise en charge des animaux. Pour l’ensemble du projet nous avons prévu un nombre total de 1440 souris incluant (par type de souris = 480) : 480 souris immunodéprimées et 960 souris immunocompétentes.

Choix des espèces

Ce projet nécessite des modèles de souris immunocompétentes et immunodéficientes afin de comprendre le rôle du système immunitaire et de suivre la cinétique de la cible au sein de la tumeur et dans la circulation sanguine. Le choix s’est porté sur les modèles les plus caractérisés et sur lesquels nous avons déjà un recul important : C57Bl/6, BalbC (immunocompétentes) et athymic nude (immunodéficientes). Les souris seront au stade de développement adulte et âgées de 6 à 12 semaines afin d’avoir des animaux d’âge mûr avec un système immunitaire complètement fonctionnel (pour les souris immunocompétentes) et permettant une prise tumorale optimale.

624 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Greffées de cellules de cancers pédiatriques qui forment des métastases au foie, elles reçoivent jusqu'à sept injections d'anticorps testés et des prélèvements de sang sous anesthésie, avant d'être tuées pour évaluer l'efficacité thérapeutique. Le porteur indique que les effets indésirables liés à la croissance tumorale touchent surtout les groupes témoins non traités. Il décrit un test in vitro concluant sur ces anticorps mais présente le modèle animal comme "indispensable et non substituable" avant les essais chez l'enfant.

Objectifs

Les objectifs du projet sont d’évaluer l’efficacité et la sécurité d’anticorps thérapeutiques ou des anticorps bispécifiques correspondants dans un modèle de souris greffées avec des cellules de cancers pédiatriques. Cette possibilité de combiner les anticorps ouvre la voie à de nouveaux traitements permettant une réponse thérapeutique et des rémissions plus importantes chez les patients. Les versions chimériques (=construit pour être toléré par la souris) de ces anticorps ont déjà été testés lors de précédents projets dans un modèle de souris (immunocompétentes) optimisé et ont prouvé leur efficacité et leur bonne tolérance dans ce modèle. Dans ce projet, nous allons utiliser un modèle de souris immunodéficientes afin de tester les versions humanisées (=construit pour être administré chez l'Homme) de ces anticorps thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Le meilleur anticorps thérapeutique sera sélectionné et développé pour des essais cliniques. Ces nouvelles biothérapies (anticorps humanisés, anticorps bispécifiques) sont plus efficaces en termes de réponse thérapeutique et plus respectueuses de la qualité de vie.

Procédures

Mesure de la masse corporelle sur animal vigile (10 pesées, 1 minute maximum chacune, soit 10 minutes au total). Injection intraveineuse sur animal vigile (7 injections maximum, 3 minutes maximum chacune, temps de mise en boîte de contention + injection, soit 21 minutes au total). Prélèvement de sang sur animal anesthésié (4 prélèvements maximum, 2 minutes maximum chacun + prélèvement, soit 8 minutes au total).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont : premièrement le stress et la douleur liée à la manipulation (traitements, prélèvements de sang et pesées) et la contention des souris lors de l’administration des traitements (injections intraveineuse) Deuxièmement, l’injection de cellules tumorales conduit à la formation de métastases hépatiques, et des effets indésirables peuvent apparaître chez les animaux en fin d’expérimentation notamment sur les groupes témoins non traités par les anticorps (au fur et à mesure de la croissance des tumeurs métastatiques). Ces effets indésirables sont pris en compte dans l’annexe 1 attachée à cette demande de projet.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés afin de permettre la réalisation de prélèvements pour évaluer l’efficacité thérapeutique des anticorps et de réaliser également des analyses complémentaires.

Remplacement

Il existe à ce jour un test in vitro nommé ADCC (Test de cytotoxicité à méditation cellulaire) qui permet de contrôler que l’anticorps peut reconnaitre et lier la cellule cancéreuse cible et provoquer sa destruction via des cellules effectrices. Nous avons réalisé ces tests sur les candidats anticorps humanisés notifiés dans cette saisine et les résultats se sont avérés probants. Cette étude donc nécessite impérativement un tissu tumoral en place dans un système physiologique et pharmacodynamique et comprenant un réseau vasculaire capable de se remodeler à partir de toute cellule de l’organisme. Le modèle animal reste indispensable et non substituable pour de telles études et donc un passage obligé avant de pouvoir commencer les études chez les patients.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés tient compte des contraintes statistiques. De plus, nous conserverons tous les prélèvements de sang, d’organes et tissus pour des analyses ultérieures. L’optimisation du modèle syngénique dans un précédent projet, nous a permis d’optimiser les injections, de prélèvements et d’ainsi de diminuer le nombre d’animaux par groupe

Raffinement

Nous assurerons une surveillance quotidienne des animaux par l’expérimentateur (en plus de celle réalisée quotidiennement par le personnel animalier) et nous fixerons des points limites sévères qui conduiront à la mise à mort des animaux dès leur apparition. Nous assurerons aux souris un hébergement de qualité avec 3 à 5 souris par cage enrichie (frisotis). Concernant les injections (cellules tumorales ou traitements), une application de lidocaïne sera effectuée sur le site d’injection quelques minutes avant injection.

Choix des espèces

La souris est un modèle de référence. Grâce à beaucoup d’études, de nombreux outils cellulaires et moléculaires ont été développés. Chez la souris, la distribution de l’antigène ciblé, l’O-Acétyl GD2 est semblable à celle décrite chez l’Homme : absence d’expression dans les tissus sains et surexpression dans les cancers chez la souris De plus, nous utilisons un modèle de souris sur lequel notre équipe a déjà évalué des traitements à base d’anticorps et pour lequel nous connaissons bien le développement. Les animaux sont âgés de 8 semaines, soit un poids approximatif de 20g au début des expérimentations, ce qui est idéal pour la bonne réalisation des injections intraveineuses (veines caudales bien visibles et suffisamment grosses). De plus, ce choix s’inscrit dans la continuité des études précédentes pour lesquelles des souris de 8 semaines avaient également été utilisées dans des traitements similaires avec d’autres anticorps.