Cancers

Anesthésiées, la peau et les tissus incisés pour dégager la trachée, les souris reçoivent une injection unique d'une molécule qui déclenche une fibrose pulmonaire, puis la plaie est suturée. Deux semaines plus tard, une seconde intubation sous anesthésie leur inocule des particules virales qui déclenchent un cancer du poumon. 640 souris vont être utilisées de cette façon, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec des difficultés respiratoires, une posture de repli et une perte de poids possibles. Toutes sont tuées à trois échéances différentes, l'établissement indiquant que leur mise à mort est "nécessaire" au prélèvement des poumons.

Objectifs

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie chronique grave, entrainant la mort en 3 à 5 ans. La fibrose est la formation d'une quantité anormalement abondante de tissu cicatriciel. La cause et les mécanismes qui sous-tendent le développement et l’évolution de cette maladie dans le poumon sont inconnus. Elle se manifeste par une perte d’élasticité du tissu de soutien pulmonaire, résultant en une altération des échanges entre les alvéoles contenant l’oxygène et les vaisseaux sanguins. Le poumon devient progressivement trop abimé pour assurer l'oxygénation du sang et le patient développe une insuffisance respiratoire chronique conduisant au décès. Les médicaments disponibles sont uniquement capables d’en ralentir la progression. Ces traitements permettent d'augmenter la survie de ces patients mais on peut craindre l’apparition de cancer du poumon. En effet, les patients atteints de fibrose pulmonaire sont plus susceptibles de développer des cancers du poumon. Avec l'émergence de nouveaux traitements prometteurs contre la fibrose pulmonaire, il est donc crucial de mieux comprendre les mécanismes favorisant la survenue de ces cancers, menaçant potentiellement les patients atteints de fibrose pulmonaire. Les mécanismes conduisant à l'apparition du cancer chez les patients FPI sont encore mal connus. Notre hypothèse est que la fibrose va favoriser la croissance des cancers chez ces patients atteint de fibrose pulmonaire. Nous étudierons des souris génétiquement modifiées pour modéliser le développement du cancer pulmonaire dans le contexte de la fibrose pulmonaire. Ainsi, nous utiliserons des modèles de fibrose pulmonaire établis chez la souris, impliquant une injection au niveau de la trachée sous anesthésie générale de différentes molécules favorisant le développement de la fibrose pulmonaire.

Bénéfices attendus

Les patients atteints de fibrose pulmonaire sont plus enclins à développer des cancers du poumon (une des formes de cancers les plus courantes et mortelles dans le monde). Nos travaux de recherche permettront d’identifier le rôle de la fibrose sur le développement de ces cancers afin 1) d'identifier de nouvelles thérapies potentielles et 2) de permettre une meilleure prise en charge de ces patients fragiles.

Procédures

En début de procédure, les souris recevront, sous anesthésie générale, une injection unique d'une molécule induisant la fibrose pulmonaire. Cette molécule sera injectée directement au niveau de la trachée chez les souris endormies, après dissection de la peau et des tissus sous cutanés : la visualisation directe de la trachée permet une meilleure chance de succès de la procédure. Après injection, la lésion sera suturée par un ou deux points de suture (la totalité de la procédure de l’incision de la peau à la suture durera de 5 à 7 minutes) : la souris recevra un antalgique au cours de la procédure, et qui pourra être répétée. Deux semaines plus tard, les souris recevront une injection unique de particules virales qui activera la formation du cancer du poumon. L’injection se fera via la trachée, après intubation, sous anesthésie générale gazeuse (durée de la procédure: 5 minutes) avec des suites post-opératoires similaires à l’injection du produit fibrosant. A l'issue de la procédure, les souris seront euthanasiées à 3 temps différents après anesthésie profonde, après quoi un prélèvement de sang sera réalisé ainsi que le recueil des poumons sur l'animal euthanasié.

Impact sur les animaux

Il faut noter que l'induction de la fibrose pulmonaire et d'éventuelle lésions cancéreuses chez les animaux peut déclencher des difficultés respiratoires et une possible altération de l'état général (posture de repli...) avec perte de poids. Un risque d'irritation au niveau de la cicatrice suite aux procédures est également possible et constitue un point de surveillance en post-opératoire.

Devenir

L'ensemble des animaux seront euthanasiés en fin de procédure en suivant une méthode réglementaire. L'euthanasie de l'animal est nécessaire pour le prélèvement des poumons. Ces prélèvements sont nécessaires pour l’analyse des tissus afin d'étudier et de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement des cancers associés à la fibrose pulmonaire.

Remplacement

Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des modèles alternatifs comme des cultures d'alvéoles pulmonaires reconstituées en laboratoire ou de tranches de poumon. Cependant, ces méthodes alternatives ne permettent pas de modéliser la réponse d’un organe entier vivant dans le cas du développement de la fibrose pulmonaire et du cancer du poumon.

Réduction

Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique, tout en tenant compte du risque de mortalité si les points limites sont atteints. De plus, les prélèvements obtenus grâce à une seule souris permettent de mener de multiples mesures.

Raffinement

1) Surveillance quotidienne: nous veillerons à ce qu'il n'y ait pas d'animaux isolés dans les cages durant les expériences afin de préserver les groupes sociaux. L'enrichissement consistera en la mise en place de coton dans les cages, et d'une nourriture facile à ingérer en cours de protocole. Les souris auront un accès permanent à de la nourriture et de la boisson. 2) Surveillance clinique en lien avec les procédures: les animaux seront anesthésiés lors des procédures et recevront des antalgiques systématiquement en préopératoire. Une surveillance visuelle quotidienne des animaux est effectuée par l'expérimentateur et permettra de détecter une éventuelle souffrance. Selon la grille de surveillance mise en place, la douleur sera prise en charge par l'administration d'antalgiques si nécessaire. La fréquence de surveillance des animaux pourra être augmentée selon l'état général des animaux et leur poids. En post-opératoire, la douleur et la cicatrice seront également suivies de manière rapprochée. En cas de douleur et d'atteinte d'un point limite, les animaux seront euthanasiés (des antalgiques seront administrés avant l’euthanasie).

Choix des espèces

Les modèles de fibroses pulmonaires chez la souris sont largement décrits dans la littérature. Les souris offrent la possibilité de travailler sur des organismes génétiquement modifiés. Des animaux adultes d'au moins 8 semaines seront utilisés car la fibrose pulmonaire est une pathologie du sujet adulte. Le modèle murin est pertinent du fait de son système respiratoire très similaire à celui de l’Homme.

Opérés sous anesthésie générale pendant environ trente minutes pour recevoir un assemblage de quatre biomatériaux, 25 des 34 rats sont ensuite irradiés trois fois par semaine pendant quatre semaines, puis tous sont tués trois mois après la dernière intervention pour explanter le dispositif. Ces procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré et exposent les rats à des douleurs postopératoires, des difficultés à s'alimenter, une infection du site opératoire, une dermatite radio-induite et des troubles du comportement décrits comme anxiété, dépression ou agressivité. Le porteur revendique une démarche One Health, aucun modèle in vitro ne permettant selon lui d'évaluer la biocompatibilité de l'assemblage après irradiation. La réduction du nombre de rats est justifiée par la suite du programme, un essai clinique vétérinaire sur des chats et des chiens atteints de cancers de la bouche.

Objectifs

La présente demande couvre une sous partie du projet de recherche hospitalo-universitaire (RHU) , qui vise à développer une solution innovante pour résoudre un problème clinique pour lequel les solutions actuelles ne sont pas optimales : la reconstruction osseuse immédiate et personnalisée pour les cancers de la tête et du cou, tout en limitant la morbidité. Nous souhaitons modifier le procédé chirurgical standard de reconstruction des os du visage - qui consiste actuellement à utiliser un lambeau osseux libre du patient - en proposant un dispositif médical (DM) idéal, combinaison de 4 biomatériaux. Le projet repose sur un consortium de 7 partenaires experts dans le domaine de la recherche clinique humaine et vétérinaire, du DM, et de la caractérisation des biomatériaux. Le DM final sera constitué par 4 DM distincts qui seront associés le jour de l’intervention: 1- Implant en céramique: substitut osseux. 2- Implant à base de Titane : Système de fixation utilisé en combinaison avec le substitut osseux . 3- Membrane d’albumine (Alb) : revêtement cicatrisant et biocompatible, avec des propriétés anti-inflammatoires. 4- Spray antimicrobien.. Plus particulièrement la partie du projet qui fait l’objet de cette présente demande d’autorisation a pour but d'évaluer l’efficacité du DM en termes de biocompatibilité et néovascularisation après irradiation versus sans irradiation. L’objectif primaire est d'évaluer l’efficacité du DM en termes de biocompatibilité et néovascularisation après irradiation versus sans irradiation. La tenue d’un tel dispositif post-irradiation reste un challenge, compte tenu de l’impact de la radiothérapie sur les tissus environnant. L'objectif secondaire vise à évaluer l'effet de l'albumine avec ou sans spray antibactérien sur la biocompatibilité du DM et sa capacité de néovascularisation comparée à celui du DM HA-Ti seul chez le rat irradié ou non irradié. La biocompatibilité du DM sera évaluée par analyse histopathologique dans les différentes conditions. Cet essai est nécessaire avant l’essai clinique de reconstruction osseuse faciale par la procédure sur des animaux de compagnie souffrant de cancers de la cavité orale dans le cadre d’une médecine « One Health ». Le projet est réalisé dans 2 Etablissements Utilisateur (EU1 et EU2)

Bénéfices attendus

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

Procédures

Les 34 rats vont subir 1 chirurgie d’implantation du dispositif sous anesthésie générale d’environ 30 minutes réalisés dans l'EU 2/2. Les 2/3 des animaux (25 rats) seront ensuite irradiés 3 fois par semaine pendant 4 semaines (soit 12 séances d’une durée d'une minute maximum par animal à chaque fois), 4 semaines après l’implantation , cette étape est réalisée dans l'EU 1/2. 3 mois après la chirurgie (groupe contrôle),ou 3 mois après la dernière séance d’irradiation (groupe expérimental) seront mis à mort et explantés pour analyse, étape réalise dans l'EU 2/2

Impact sur les animaux

1. Douleurs post-opératoires dans les jours suivant l'implantation 2. Difficultés à l'alimentation dans les jours suivant l'implantation / les séances d'irradiation 3. Infection du site opératoire dans les jours suivant l'implantation 4. Mauvaise cicatrisation dans les jours suivant l'implantation 5. Dermatite radio induite dans les jours suivant les séances d'irradiation 6. Effets secondaires systémiques : tels que des effets sur le poids corporel, le métabolisme, ou d'autres paramètres physiologiques. 7. Problèmes de comportement tels que l'anxiété, la dépression ou l'agressivité.

Devenir

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

Remplacement

Cette étude de biocompatibilité et de néovascularisation vise à évaluer la faisabilité d’implantation d’un nouveau DM dans un contexte de tissu irrad L’utilisation des implants à base d’Hydroxyapatite et à base de Titane est déjà autorisée en reconstruction osseuse et a été largement documentée. Les deux autres éléments qui composeront le DM final, le spray antibactérien et la membrane d’albumine, ont déjà fait d’étude in vitro et in vivo mais dans le cadre de tests séparés. Cette étude sera la première à tester la biocompatibilité et la néovascularisation suite à l’implantation de l’assemblage des 4 DMs. Il n’existe à ce jour et à notre connaissance aucun modèle in vitro permettant une telle évaluation.

Réduction

Le projet s’inscrit dans la démarche One Health. En effet, il est prévu que le DM mis au point soit aussi testé chez des chats et chiens atteints de cancers oraux dans le cadre d’une étude clinique vétérinaire. Les données générées lors de cette étude permettront de réduire l’utilisation d’animaux de laboratoire tout en offrant une solution de reconstruction pour les animaux participants à cette étude clinique. Le nombre d'animaux nécessaire a été réduit par une analyse statistique optimale établie en fonction des résultats attendus (avec un biostatisticien), ainsi que le choix de modèles animaux et de protocoles déjà validés dans la littérature. Le taux de succès sera estimé dans chaque groupe avec un intervalle de confiance de 95% . L’effet de l’irradiation sera évalué par un test statistique non paramétrique . Le protocole d’irradiation a été défini avec une spécialiste de radio-oncologie vétérinaire

Raffinement

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

Choix des espèces

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

300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la seconde moitié de ce projet de robotique chirurgicale, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Ils sont mis à jeun de 6 à 16 heures selon l'espèce, cathétérisés, opérés sous anesthésie générale, certains recevant un implant dont la tenue sera évaluée par imagerie, nécropsie et histopathologie. Le porteur qualifie l'expérimentation sur "l'organisme entier" d'"incontournable" et rappelle qu'il s'agit d'une obligation réglementaire pour les dispositifs médicaux implantables. Le choix des espèces suit des critères anatomiques, les moutons pour leur croissance limitée à l'âge adulte, les bovins pour la taille de leurs organes, les chiens quand ils sont seuls à présenter l'auricule gauche avec ostium, la conduction cardiaque, la prostate bilobée ou la fovéa recherchées.

Objectifs

Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2).

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.

Valider des prototypes de robots chirurgicaux et des dispositifs implantables avant leur mise sur le marché : 300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la première moitié de ce projet, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils subissent des prélèvements sanguins hebdomadaires, la pose d'un cathéter, puis des interventions chirurgicales sous anesthésie générale pouvant durer plusieurs heures, avec parfois l'induction volontaire d'une lésion avant de tester le dispositif. Le porteur affirme que les animaux subiront exactement les mêmes nuisances qu'"un futur patient humain", tout en prévoyant une douleur postopératoire de plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. L'effectif de 300 animaux repose sur l'expérience du laboratoire et sur les besoins de mise au point des prototypes, le RNT précisant qu'"aucune approche statistique n'a été réalisée".

Objectifs

Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2).

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.

Le fer injecté dans la tumeur est chauffé par impulsions de radiofréquences pour léser le tissu environnant sur environ un millimètre cube, trois jours de suite, chez 258 souris immunodéficientes porteuses d'un glioblastome humain, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal passe sous anesthésie pour l'injection, quinze minutes d'imagerie, trente minutes d'hyperthermie, puis une IRM de trente minutes une semaine après la dernière séance. Le projet annonce des tumeurs contrôlées entre 150 et 200 mm³ qui "ne provoquera pas de perte de poids ou de motricité", tout en fixant un point limite à 1 500 mm³, et décrit l'injection des nanoparticules tantôt en intratumoral tantôt en intraveineux. Les souris sont tuées sans reprise de conscience à la fin de l'IRM, pour chercher dans les tissus la nécrose de la tumeur.

Objectifs

Sur la base d'études in vitro réalisés fin 2025, visant à démontrer la bioaccumulation des nanoparticules dans la tumeur à une quantité jugée suffisante pour une efficacité in vivo supplémentaire par activation par hyperthermie magnétique, et d'études in vitro qui sont réalisées fin 2025, des études de preuve d'efficacité de l'hyperthermie seront menées. L’hyperthermie magnétique se base sur une impulsion de radiofréquences ciblée. Ceci permet de faire une hyperthermie localisée augmentant la température autour de l’endroit où il y a présence de fer. Injectant le fer à l’intérieur de la tumeur, cela fait une cible dans le tissu autour de la localisation de fer d’environ 1 mm3. Dans ce sens, l'hyperthermie est utilisée comme outil afin d'atteindre et léser par augmentation contrôlée de température exclusivement le tissu tumoral. Ainsi, pour atteindre cet objectif, un modèle tumoral humain et une voie d'administration du composé intra tumorale sont envisagés.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus pour le projet global sont de valider une nouvelle nanoparticule en lien avec l’hyperthermie magnétique, approche thérapeutique en plein essor. Ce projet nous aidera à démontrer la bioaccumulation des nanoparticules dans la tumeur en quantité suffisante pour une efficacité in vivo par activation par hyperthermie magnétique. L'hyperthermie est utilisée comme outil afin d'atteindre et léser par augmentation contrôlée de température exclusivement le tissu tumoral. De plus, la robustesse du processus de fabrication de cette molécule d'intérêt pourra être validée également avec un duplicat d'expériences.

Procédures

Les animaux auront une acclimatation à l’animalerie avec marquage et pesées. L’inoculation de la tumeur est prévue 10 jours environ après l’arrivée à l‘animalerie. Deux mesures de poids et de volumes de tumeurs seront faites par semaine avant d’atteindre le volume tumoral ciblé (environ 6 mesures qui se feront avec une légère contention) et réaliser la randomisation des groupes. L’injection intra tumorale des produits d’intérêt sera faite sous anesthésie au gaz et le suivi par imagerie des particules magnétiques et hyperthermie suivra à J0 puis J1 et J2 respectant 30 minutes de repos entre l’injection et imagerie puis hyperthermie. Les pesées et mesures du volume tumoral seront faites encore à J0 ; J2 puis J6 et J9. Une semaine après la dernière séance d’hyperthermie (J9), une IRM sera faite pour vérifier la présence de nécrose tumorale. Sans reprise de conscience, la mise à mort permettra de réaliser des examens post-mortem sur les tissus collectés. Les acquis en imagerie des particules magnétiques dureront environ 15 minutes et se feront sous anesthésie, les séances d’hyperthermie dureront environ 30 minutes et se feront sous anesthésie, la séance d’IRM durera environ 30 minutes et se fera sous anesthésie également ; la mise à mort se fera sans reprise de conscience à la fin de l’IRM.

Impact sur les animaux

D’après l’expérience du laboratoire concernant les procédures expérimentales, nous pouvons imaginer observer une perte de poids et de motricité chez les animaux ayant développé des tumeurs sous-cutanées de volume important. Cette étude vise des tumeurs controlées et réduites, entre 150 et 200mm³ qui ne provoquera pas de perte de poids ou de motricité. Néanmoins, nous prévoyons un point limite si les tumeurs atteignent 1500m³. L’inoculation de la tumeur sous-cutanée peut induire des douleurs juste après l’inoculation. L’injection des nanoparticules véhiculées dans les cellules est prévue en intraveineux. Une gêne autour de la veine de queue utilisée peut apparaître à ce moment. Concernant l'imagerie et l'hyperthermie, elles se dérouleront sous anesthésie générale sur 15 minutes. Nous nous attendons pas de nuisances supplémentaires.

Devenir

Les souris seront toutes mises à mort à la fin des procédures expérimentales afin de pouvoir réaliser des examens post-mortem.

Remplacement

L’utilisation de modèles in vivo permet d’intégrer différentes composantes, indispensables à la compréhension des mécanismes de développement tumoral et de réponses aux traitements. Ce projet a été initié sur des cultures de lignées humaines de cancer afin de déterminer le comportement de ces lignées. Ce projet ne peut cependant pas être intégralement effectué sur ces modèles de remplacement in vitro ou in silico. Le projet par lui même est une deuxième étude sur la base d’études in vitro réalisées fin 2O25 pour valider la biodistribution de la molécule d’intérêt qui traitera in fine des cancers grâce aux effets thérapeutiques associés à l'hyperthermie.

Réduction

Nous avons établi des groupes d’animaux minimaux pour permettre de suivre l’évolution de la tumeur pour l’utilisation thérapeutique des nanoparticules. Une permière partie de validation est prévue et une deuxième partie suivra avec ces groupes minimaux. Des simulations statistiques ont été réalisées à l’aide de données issues de la littérature. Ces simulations ont été faites à l’aide de l’outil en ligne.

Raffinement

À leur arrivée, les animaux seront placés en groupe sociaux de 4 individus par cage, dans des cages standards répondant aux normes européennes. Ils bénéficieront d’un temps d’adaptation avant toute expérimentation de minimum 6 jours et également d’enrichissement dans leur cage (roue d’activité, cartons, coton). Une surveillance étroite des animaux sera effectuée, de leur arrivée à la fin du protocole, par un personnel compétent, afin de déterminer leur état général (mesure du poids, évaluation de l’apparence physique, respiration). Si nécessaire, ce même personnel mettra en place des mesures afin d’améliorer le bien-être animal. Cette évaluation sera faite trois fois par semaine incluant une mesure de poids par balance et mesure des volumes tumoraux au pied à coulisse. Cette surveillance inclut également un scoring avec des paramètres d’interaction sociale, associés à la perte de poids et motricité autour de l’évaluation du point limite. La procédure a été pensée de manière à limiter au maximum la souffrance animale par l’administration d’agents analgésiques et anesthésiques appropriés.

Choix des espèces

Concernant le choix des souris, nous nous intéressons aux souris qui sont immunodéficientes et fréquemment utilisées dans les modèles précliniques de cancérologie, en particulier pour greffes de cellules humaines. L'immunité de la souche choisie est spécifique pour une réponse immunitaire très réduite et une très bonne tolérance, ce que améliore la prise tumorale, indispensable à ce projet. L’ensemble des animaux utilisés dans cette étude seront de jeunes adultes âgés de 7-8 semaines à l'arrivée à l'animalerie. A ce stade, tous les organes sont formés et fonctionnels.

Toutes immunodéprimées pour accepter un greffon humain, 193 souris athymiques reçoivent sous la peau un fragment de tumeur ovarienne prélevé sur des patientes, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. L'implantation se fait sous anesthésie, l'incision refermée par trois agrafes, puis les molécules testées sont injectées dans l'abdomen ou dans une veine, ou administrées par voie orale sur des animaux éveillés, deux à cinq fois par semaine pendant quatre semaines. Le porteur décrit une douleur temporaire, une perte d'équilibre et une perte de poids après l'opération, puis une baisse de mobilité à mesure que la tumeur grossit, et qualifie le recours au modèle animal d'"indispensable" faute d'alternative pertinente. Aucune souris ne sort vivante du protocole, une grille de suivi déclenchant la mise à mort dès qu'un seuil de dégradation est franchi et celles dont la tumeur ne pousse pas au bout de six mois étant tuées aussi.

Objectifs

Les cancers de l’ovaire sont encore très difficiles à soigner, notamment parce qu’ils arrivent souvent à résister aux traitements classiques comme la chimiothérapie. Pour mieux soigner les patientes, il est donc essentiel de trouver de nouvelles pistes thérapeutiques. Cela signifie : identifier de nouvelles “cibles” dans les cellules cancéreuses, tester de nouveaux médicaments capables de les attaquer, repérer des marqueurs permettant de prédire l’efficacité des traitements, et comprendre pourquoi certains cancers deviennent résistants. Des recherches récentes ont mis en évidence deux cibles particulièrement intéressantes, qui agissent sur des mécanismes complémentaires dans les cellules tumorales. Les résultats obtenus jusqu’à présent sont encourageants. Cependant, avant d’envisager de tester cette stratégie chez des patientes, il est indispensable de démontrer qu’elle fonctionne réellement chez l’animal. Pour cela, on utilise des modèles appelés « xénogreffes », qui consistent à implanter chez l’animal des fragments de tumeurs provenant de patientes. Ces modèles reproduisent fidèlement les caractéristiques du cancer d’origine, notamment dans le cas du cancer de l’ovaire. Ils sont aujourd’hui considérés comme une référence, y compris par l’industrie pharmaceutique, pour évaluer l’efficacité de nouveaux traitements anticancéreux. L’étude que nous proposons utilisera deux modèles différents de xénogreffes. Elle a été conçue de manière à répondre à plusieurs questions scientifiques tout en limitant au maximum le nombre d’animaux utilisés, notamment en partageant certains groupes témoins entre les différentes expériences.

Bénéfices attendus

Avec ce projet, nous souhaitons avant tout vérifier si nos hypothèses sont correctes. Celles-ci reposent déjà sur des résultats préliminaires encourageants, obtenus notamment sur des cellules cancéreuses étudiées en laboratoire. L’étape suivante consiste donc à tester notre stratégie chez l’animal. Cette phase est essentielle pour aller plus loin. Elle pourrait permettre : (i) de préparer la mise en place d’un essai clinique chez des patientes atteintes d’un cancer de l’ovaire. Certaines des molécules étudiées sont déjà testées dans d’autres types de cancers. Nous souhaitons notamment déterminer si le niveau naturel d’expression et d’activité de la cible dans la tumeur peut servir d’indicateur pour prédire l’efficacité du traitement. (ii) de renforcer l’intérêt de développer et valider de nouveaux médicaments dirigés contre une seconde cible complémentaire, avec l’objectif qu’ils puissent être utilisés chez l’être humain. À terme, cette approche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles options thérapeutiques pour les cancers de l’ovaire, qui restent aujourd’hui associés à un pronostic souvent défavorable.

Procédures

Un petit fragment de tumeur provenant d’un cancer de l’ovaire sera implanté sous la peau de souris dont le système immunitaire est affaibli. Au maximum, 193 souris seront concernées. L’intervention est réalisée sous anesthésie générale, avec administration d’un antidouleur dérivé de la morphine. La petite incision est ensuite refermée à l’aide de trois agrafes. L’ensemble de la procédure est rapide et dure au maximum cinq minutes. Une fois la tumeur implantée et développée, les souris recevront soit les traitements à tester, soit un produit témoin (sans principe actif). Les médicaments seront administrés selon différentes voies (injection dans l’abdomen, dans une veine, ou par voie orale), en fonction de leurs caractéristiques. Ces injections sont réalisées sur des animaux éveillés et concernent à la fois les groupes traités et les groupes témoins. Dans le premier modèle expérimental, la molécule ciblant notre première protéine d’intérêt sera administrée seule, deux fois par semaine pendant quatre semaines. Dans un second modèle, cette approche sera combinée avec deux autres molécules ciblant une seconde protéine d’intérêt, administrées cinq jours par semaine. Ces traitements seront également testés en association avec un médicament déjà utilisé en cancérologie, l’olaparib, afin d’évaluer si la combinaison améliore l’efficacité globale. L’objectif est de comparer ces différentes stratégies pour identifier celles qui freinent le plus efficacement la croissance tumorale.

Impact sur les animaux

D’après les données disponibles dans la littérature scientifique, les molécules utilisées aux doses prévues dans notre étude n’induisent pas de toxicité apparente. Les effets indésirables que nous anticipons chez les animaux sont donc principalement liés à deux éléments : l’intervention chirurgicale et le développement de la tumeur. Après l’implantation de la tumeur, les souris peuvent ressentir une douleur temporaire, présenter une légère perte d’équilibre ou perdre un peu de poids. Ces effets sont généralement limités à la journée qui suit l’intervention. Par la suite, à mesure que la tumeur se développe, d’autres signes peuvent apparaître, comme une diminution de la mobilité, des troubles de l’équilibre ou une augmentation visible du volume tumoral. Tous ces paramètres seront surveillés attentivement pendant toute la durée de l’étude, qui ne dépassera pas huit semaines. Si un animal atteint un seuil prédéfini indiquant une altération de son état de santé (évalué à l’aide d’une grille de suivi précise), il sera euthanasié avant la fin de l’expérimentation afin d’éviter toute souffrance inutile.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie jusqu’à l’atteinte d’un point limite ou 8 semaines après le début des traitements. En cas d’absence de pousse tumorale après 6 mois, les animaux sont euthanasiés.

Remplacement

Le recours au modèle animal est indispensable dans le cadre de notre étude puisqu’à l’heure actuelle, il n’existe pas de modèle alternatif pertinent permettant l’évaluation de la toxicité, de la biodistribution et de l’efficacité de traitements anticancéreux innovants.

Réduction

Les molécules (et leurs combinaisons) utilisées pour cette étude ont été présélectionnés en premier lieu sur les organoïdes tumoraux appariés avant de passer chez l’animal pour réduire le nombre de modèles de PDX – et donc d’animaux – utilisés.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans une animalerie nude dédiée à raison de 3 souris par cage. Les souris peuvent s’accrocher à la grille de nourriture, aux tétines de biberons, à des balançoires (Bio Services B.V) et grimper sur un rebord dans la cage. Les animaux sont hébergés dans des cages NextGen inséres dans un portoir ventilé IVC NextGen souris (Allentown), permettant le maintien d’un statut sanitaire exempt d’organismes opportunistes et pathogènes et d’éviter l’apparition d’infections. Ces cages contiennent de la litière en copeaux de peuplier à laquelle y est ajoutée des Sizzle-dri (Serlab), des copeaux de litière Alpha-dri plus (Serlab) mettant à disposition des animaux différentes matières pour confectionner un nid. Des batonnets à ronger et des tunnels en cartons (Bio Services B.V) sont également mis à disposition des animaux. Les conditions de cet hébergement répondent aux normes de la directive européenne 2010-63. La surveillance des animaux est réalisée quotidiennement (7J/7) et 2 fois par jour pendant la période critique de 2 jours suite à l’implantation et le jour des injectionsafin de vérifier le comportement de l’animal.

Choix des espèces

L’implantation de cellules tumorales d’origine humaine n’est possible que chez des animaux immunodéprimés ; les souris Athymiques nude Foxn1nu (ENVIGO, France) sont fréquemment utilisées dans ce type d’étude. Nous avons préalablement comparé différentes souches de souris nude et constaté que celle-ci permettait une prise tumorale optimale (en termes de délai de prise tumorale et d’homogénéité entre les animaux). Les animaux sont reçus à l’âge de 4 semaines et utilisés une semaine plus tard pour implantation des cellules tumorales. Notre expérience montre une homogénéité optimale de la prise tumorale chez des animaux âgés de 5 semaines.

40 porcs de quatre à cinq mois vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse histologique du pancréas et de ses vaisseaux. Chacun subit une chirurgie mini-invasive de quatre heures pour un traitement laser à l'intérieur des vaisseaux qui entourent le pancréas, un suivi par prise de sang et scanner sous anesthésie pendant une heure tous les quinze jours, parfois une seconde chirurgie de deux heures au septième jour, puis une dernière opération d'une heure trente sans réveil. Le dispositif testé viserait à réduire le stade des cancers du pancréas localement avancés pour rendre les patients opérables, sans occlure durablement les vaisseaux. Le porteur décrit une acclimatation avec "douches tièdes, promenades et distributions de récompenses" pour habituer les porcs à l'humain, avant ces opérations répétées et la mise à mort.

Objectifs

Le projet vise à évaluer la sécurité et la performance d’un dispositif d’ablation utilisant la lumière, des vaisseaux qui entourent le pancréas chez le modèle porcin. Certaines formes de cancer peuvent envahir les gros vaisseaux sanguins. Cela rend le retrait de la tumeur techniquement difficile et constitue un problème clinique, en particulier pour les cancers du pancréas. Les cancers hépato-pancréato-biliaires (HPB) sont agressifs et ont tendance à envahir précocement les gros vaisseaux sanguins de la région, ce qui rend la résection avec des marges chirurgicales sans tumeur techniquement difficile, voire impossible. Actuellement, la chirurgie est le seul traitement potentiellement curatif pour les cancers du pancréas (un des plus agressifs). Chaque année, environ 500 000 patients sont diagnostiqués avec un cancer du pancréas dans le monde et 40% des patients ont un cancer du pancréas localement avancé, les rendant inéligibles à la chirurgie curative en raison de l’atteinte vasculaire. Des combinaisons de chimiothérapie systémique et de radiothérapie sont classiquement utilisées pour réduire le stade de la maladie. Les résultats sont encourageants, mais la réduction du stade ne concerne qu’une minorité de patients, au prix de toxicités locales et systémiques. De nouvelles méthodes sont donc mise en place, comme celle de ce projet qui consiste à libérer les vaisseaux de la tumeur à l’aide d’une ablation lumineuse dans la lumière des vaisseaux sanguins préalablement photosensibilisés. Cette technique est possible dans les gros vaisseaux sans qu’elle ne provoque leur rupture, de thrombose ou de sténose.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester une nouvelle approche thérapeutique pour soigner les cancers du pancréas chez l’homme. Comparée aux systèmes d’ablation par la chaleur, l’ablation par la lumière serait moins agressive et n’occlurait pas les vaisseaux de manière permanente. Cette méthode permettrait de réduire le stade clinique des patients, les rendant éligibles à la chirurgie, et d’améliorer leur survie sans compromettre la fonctionnalité des vaisseaux sanguins après la chirurgie.

Procédures

Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale : Les animaux sont soumis à une chirurgie mini-invasive permettant un traitement laser endovasculaire (4 heures). Leur suivi post opératoire (de quelques jours à quelques semaines) inclu une prise de sang et un contrôle en imagerie (scanner) sous anesthésie pendant 1 heure tous les 15 jours. MODIFICATION Un petit groupe d’animaux sera soumis à une chirurgie intermédiaire (7e jour post opératoire, 2 heures d'intervention) sous anesthésie générale. En fin de protocole, une chirurgie est réalisée sans réveil de l’anesthésie générale (durée 1h30).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables potentiels sur les animaux de l’étude sont liés à : - l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire. - Le réveil de l’anesthésie : nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale. - le traitement par voie endovasculaire : hématome, boiterie MODIFICATION - la chirurgie pancréatique : suture abdominale, inflammation digestive

Devenir

Mise à mort de l’ensemble des animaux. Celle-ci est nécessaire car une analyse histologique du pancréas et ses vaisseaux est nécessaire pour valider les objectifs du projet

Remplacement

Préalablement, des tests basés sur une stimulation mathématique ont permis d’identifier les doses de laser appropriées qu’il faut maintenant tester in-vivo. Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable pour suivre l’effet du traitement sur le court et moyen terme, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue scientifique pour envisager des essais cliniques chez l’Homme.

Réduction

Le nombre d’animaux inclus dans ce protocole est un bon compromis entre la puissance statistique et le principe de réduction. Au fur et à mesure de l’avancée du projet, les résultats obtenus sur un vaisseau pourront potentiellement permettre de réduire le nombre d’animaux pour le second vaisseau.

Raffinement

Les porcs sont maintenus en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels, comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d’acclimatation avec douches tièdes, promenades et distributions de récompenses permet l’habituation des animaux à l’Homme et aux manipulations. Une équipe compétente, composée de zootechniciens, vétérinaire et médecins, assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins des animaux. La Structure en charge du bien-être animal accompagne la mise en œuvre des procédures. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables du projet dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R. Toutes les interventions (embolisations, contrôles angiographiques, résection) se font sous anesthésie générale avec couverture antalgique. On cherche à prévenir les douleurs par des traitements analgésiques systématiques pré et post-opératoires. Une injection d'antihistaminique précède l’injection de verteporfine afin d’éviter une réaction allergique de l’individu, comme c’est le cas dans certains cas rapportés dans le dossier AMM de cette molécule. Les animaux sont surveillés quotidiennement, une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance.

Choix des espèces

Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les approches abdominales et les études impliquant de la chirurgie, en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. . Un jeune porc charcutier de 4 à 5 mois, qui pèse entre 35 à 50 Kg, permet d’avoir un modèle pancréatique pertinent pour réaliser des interventions chirurgicales dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, voies d’abord, ergonomie, orientation…).

1 301 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir jusqu'à vingt-cinq gavages et vingt-cinq injections sur trois à cinq semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes reçoivent d'abord une injection de cellules tumorales, sous anesthésie générale ou locale selon le modèle, et toutes finissent tuées après un prélèvement de sang par ponction intracardiaque. La croissance de la tumeur peut altérer leur état général, gêner leurs mouvements ou provoquer des difficultés respiratoires selon la localisation. Le projet teste un composé contre l'ostéosarcome, un cancer qui touche 100 à 200 personnes par an en France, et ce que le porteur annonce pour les patients se limite à une "base solide" pour choisir les immunothérapies à combiner ensuite.

Objectifs

Les ostéosarcomes sont des cancers osseux rares qui surviennent principalement chez les enfants, adolescents et jeunes adultes, avec environ 100 à 200 nouveaux cas diagnostiqués chaque année en France. Ils représentent la forme la plus fréquente de tumeur osseuse maligne chez cette population et touchent majoritairement des patients âgés de 10 à 25 ans, avec une incidence particulièrement élevée chez les adolescents. Malgré des protocoles combinant chimiothérapie et chirurgie, 30 % à 50 % des patients rechutent, et ces récidives concernent principalement des patients présentant des maladies métastatiques ou réfractaires aux traitements standard. Pour ces patients, le pronostic reste très sombre et il n’existe actuellement aucun traitement standard clairement efficace, ce qui constitue un enjeu clinique majeur. Dans ce contexte, des données préliminaires de notre laboratoire ont identifié un composé comme une piste thérapeutique potentielle pour les tumeurs d’ostéosarcome pédiatriques de mauvais pronostic, justifiant une évaluation préclinique approfondie de son efficacité, de ses mécanismes d’action et de ses combinaisons thérapeutiques dans des modèles expérimentaux appropriés. En effet, ce composé a montré une activité antitumorale prometteuse in vitro et in vivo dans des modèles de tumeurs de patients implantées chez des souris immunodéficientes, issus de patients atteints d’ostéosarcomes pédiatriques récurrents ou réfractaire. De plus, nous avons synthétisé une douzaine de variants chimiques d'un composé à visée d’optimisation. Le premier objectif de ce projet est d’évaluer la tolérance et l’efficacité du composé, de ses analogues et de leurs différentes formulations dans des modèles murins d’ostéosarcome immunocompétents, afin de sélectionner le meilleur candidat. Le deuxième objectif est de caractériser le microenvironnement tumoral et les réponses immunitaires associées après traitement par ce candidat optimal, dans le but d’identifier et de prioriser des stratégies d’immunothérapie pertinentes. Enfin, le troisième objectif consiste à évaluer l’efficacité de la combinaison entre le meilleur candidat sélectionné, la meilleure formulation et les immunothérapies retenues. À terme, ce projet devrait permettre d’identifier une association thérapeutique prometteuse pouvant faire l’objet de développements précliniques et translationnels ultérieurs pour le traitement des ostéosarcomes pédiatriques récurrents ou réfractaires.

Bénéfices attendus

Le protocole évaluera l’efficacité antitumorale et les effets immunologiques du meilleur analogue et de sa formulation optimisée du composé testé, sélectionnés après des études préliminaires de tolérance et d’efficacité. Les expériences seront conduites chez des souris porteuses de tumeurs , dans des modèles d'ostéosarcome. Cette approche permettra de caractériser de manière intégrée la progression tumorale, les réponses immunitaires associées et le profil de biodistribution du composé, fournissant une base solide pour le choix des immunothérapies à tester en combinaisons ultérieures. Le bénéfice potentiel global attendu est le développement de nouvelles thérapies plus efficaces contre l'ostéosarcome.

Procédures

Les souris recevront une injection de cellules tumorales afin d’établir les modèles tumoraux. Pour un modèle , une unique injection de cellules tumorales dans l'organe sera réalisée sous anesthésie générale pour une durée de 5-10 minutes par souris, sous analgésie. Pour un autre modèle métastatique, une injection de cellules tumorales sera réalisée chez l’animal vigile sous anesthésie locale, pour une durée maximale de 5 minutes par souris. Les traitements seront administrés par gavage oral ou par injection selon les groupes expérimentaux. Les administrations par gavage auront une durée maximale d’environ 1 minute par souris et seront réalisées jusqu’à 5 fois par semaine pendant une durée de 3 à 5 semaines (maximim 25 gavages). Les injections de composés seront réalisées sous anesthésie locale avec une durée maximale d’environ 1 minute par souris, avec une fréquence pouvant atteindre 5 fois par semaine pendant 3 à 5 semaines selon les procédures expérimentales (25 injections au maximum). Dans certaines expériences, des immunothérapies candidates seront également administrées selon leur voie d’administration spécifique, avec une durée similaire (moins d'1 minute par injection), vigile, anesthésie locale. À la fin de l’étude, un prélèvement terminal de sang sera réalisé sous anesthésie générale et analgésie par ponction intracardiaque transcutanée (durée approximative: 5 minutes), suivi immédiatement de l’euthanasie et de la collecte des organes pour analyses.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sont principalement liés à la croissance tumorale, pouvant entraîner une altération progressive modérée de l’état général, une gêne fonctionnelle au niveau des membres ou des difficultés respiratoires modérées selon la localisation tumorale. Les effets indésirables dûs aux interventions (injections, gavages) seront transitoires et légers.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés afin d'étudier au mieux sur tissus et organes la réponse antitumorale mise en place après traitement par nos molécules.

Remplacement

Les modèles alternatifs in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité du comportement tumoral in vivo, en particulier les interactions dynamiques entre la tumeur, son microenvironnement et le système immunitaire, ni la réponse intégrée à des traitements systémiques. L’utilisation de modèles murins immunocompétents est donc indispensable pour évaluer l’activité antitumorale du composé M30-E05 et de ses formulations optimisées dans un contexte physiologique pertinent, ainsi que pour étudier leurs effets en association avec des approches d’immunothérapie. Ces modèles permettront de caractériser les mécanismes d’action du traitement, d’explorer des stratégies combinées et de générer des données précliniques essentielles en vue d’une application thérapeutique chez des patients atteints d’ostéosarcomes pédiatriques de mauvais pronostic.

Réduction

Pour limiter le nombre d’animaux utilisés, les doses du composé à tester, de ses analogues et de leurs formulations optimisées seront définies à partir des données précliniques obtenues dans notre laboratoire précédemment. Ces nombres tiennent compte du taux de prise tumorale attendu (~80 %), des différents modèles tumoraux, des voies d’administration et des analyses supplémentaires, et représentent le maximum nécessaire, pouvant être réduits selon les résultats obtenus au cours des différentes étapes.

Raffinement

Les souris seront greffées et suivies sous anesthésie générale pour l’ensemble des procédures de greffe. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne afin de détecter précocement toute altération de l’état général, du comportement, de la mobilité ou de la prise alimentaire, ainsi que l’évolution du développement tumoral aux sites d’implantation. Des points limites précoces, adaptés aux modèles, seront strictement appliqués. En cas de signes cliniques pertinents, un traitement antalgique adapté sera administré. Les animaux seront hébergés en groupes, avec un accès ad libitum à l’eau et à l’alimentation, et bénéficieront systématiquement d’un enrichissement environnemental adapté à l’espèce, pouvant être renforcé si nécessaire.

Choix des espèces

La souris est un modèle de référence en oncologie préclinique, permettant l’étude de la croissance tumorale et des interactions avec le système immunitaire. L’utilisation de souris immunocompétentes est essentielle pour évaluer l’activité du M30-E05 et de ses analogues/formulations dans un contexte immunitaire fonctionnel et pour explorer des stratégies de combinaison avec l’immunothérapie. Les cancers étudiés touchant principalement les enfants et adolescents, nous utiliserons donc des jeunes souris de 4 à 6 semaines pour refléter ce stade de développement.

384 rats passent cent jours sous un régime expérimental, avec deux séjours de vingt-trois heures en cage individuelle pour recueillir urines et fèces, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une injection leur déclenche les premiers stades d'un cancer du côlon, que le porteur décrit comme non douloureux. Le projet sert à choisir le régime témoin des futures comparaisons entre alimentations carnées et végétalisées, une étape préalable aux expériences elles-mêmes. Tous sont tués à l'issue pour analyser le côlon et d'autres organes.

Objectifs

Les études épidémiologiques réalisées chez l’Homme montrent une association forte entre la consommation d’aliments carnés et le développement du cancer colorectal. De plus dans le cadre de la végétalisation de l’alimentation vers quoi les consommateurs tendent, nous proposons de comparer les effets de ces aliments et leur association avec le cancer colorectal. Ce projet chez le rat vise à optimiser le choix du régime alimentaire témoin, dont la composition est déterminante pour bien analyser des futurs résultats avec des régimes plus végétalisés en comparaison des régimes plus carnés. Sur la base de notre expérience et de la littérature récente en la matière, les nutriments dont nous devrons ajuster la composition seront des composés glucidiques et protéiques.

Bénéfices attendus

L’alimentation joue un rôle important en apportant des éléments protecteurs ou à l’inverse en favorisant le développement de certains cancers, comme le cancer colorectal. Lors d’expérimentation impliquant les régimes alimentaires, le choix judicieux et raisonné du régime témoin permet de mettre en évidence ces effets protecteurs ou promoteurs des aliments sur ce cancer. L'objectif sur le long terme est de comprendre les mécanismes impliqués pour proposer des solutions nutritionnelles permettant de prévenir la survenue de cancer colorectal chez l'Homme.

Procédures

Tous les rats recevront un régime expérimental pendant 100 jours. Au cours de l'étude nutritionnelle, ils seront hébergés individuellement à deux reprises pendant 23h en cage à métabolisme après avoir été habitués 3 heures en amont. Tous les rats recevront en amont une injection d’une durée de moins d'une minute (préhension, injection) d'une solution pour induire les premiers stades non douloureux du cancer du côlon.

Impact sur les animaux

L’hébergement en cage individuelle peut générer un stress transitoire mais il disparait dès le retour en hébergement conventionnel. Hormis les stress attendus lors de l’injection, seule une légère douleur passagère peut se produire au site d’injection en raison de la nature du produit. La formation progressive des phases précoces du cancer du côlon pendant cette étude n’induit aucune douleur ou effets secondaires délétères.

Devenir

A l'issue de la procédure, les rats seront mis à mort et divers prélèvements seront effectués post-mortem pour des analyses destinées à caractériser l’effet des régimes sur le côlon et autres organes du rongeur.

Remplacement

Bien que nous menions des études in vitro, aucun des modèles de cellule du côlon en culture ne permet d’évaluer l’ensemble des répercussions induites par un régime alimentaire sur la sphère digestive. En effet, outre la formation éventuelle de composés toxiques, la consommation d’un régime alimentaire en comparaison avec un autre va fortement modifier l’ensemble des composantes du côlon comme le microbiote par exemple. Seule une approche in vivo nous permettra de prendre en compte la complexité du côlon et de l’impact de l’alimentation sur cet organe.

Réduction

Les études antérieures associées à ce projet ont permis d’améliorer les procédures sur le plan technique et sur le bien-être de l’animal, contribuant ainsi à minimiser le nombre d’animaux nécessaire pour mettre en évidence l’effet des régimes chez le rat. De plus, afin d’assurer la fiabilité des résultats, les études et analyses des échantillons issus de l’étude seront conduites en aveugle. Le traitement des données sera réalisé grâce à des tests statistiques appropriés permettant d'exploiter au maximum l'ensemble des données générées.

Raffinement

La durée d’hébergement individuel en cage individuelle sera limitée au minimum nécessaire (maximum 23h) pour obtenir les quantités suffisantes d’urine et de fèces. Des phases d’habituation à ce type d’hébergement ont été mises en place afin de minimiser le stress. Quel que soit le type de cages, elles seront transparentes, alignées pour maximiser les échanges visuels, olfactifs et auditifs. Lors de l’injection pour induire les premiers stades du cancer du côlon, l’acidité de la solution sera corrigée pour éviter une douleur au moment de l’injection, une habituation au geste de la piqure sera réalisée les jours précédents. Une observation des rats à l’occasion notamment de la distribution quotidienne des régimes permettra, grâce à l’utilisation de fiches individuelles de suivi, de détecter à temps toute anomalie éventuelle. Enfin, toutes les mesures susceptibles de réduire la douleur sans affecter l’objectif scientifique seront mises en application.

Choix des espèces

Depuis les années 80, l’étude de la relation entre l’alimentation et le cancer est basée sur les études chez l’Homme mais aussi des approches qui reposent sur les modèles animaux. Le modèle le plus approprié à notre projet est le rat qui a l’avantage de présenter un développement de la maladie comparable à celui chez l’Homme. De plus, ce modèle rat permet d’obtenir des résultats fiables dès les stades précoces du cancer, sans qu’il soit nécessaire de poursuivre l’étude aux stades avancées de la maladie (tumeurs, métastases), qui sont des stades davantage susceptibles d’engendrer des dommages et des douleurs. Le projet se fera sur des rats de 5 semaines à leur arrivée. A cet âge, le système digestif est suffisamment mature et fonctionnel et la composition du microbiote bien stabilisée. Afin de se placer dans les conditions pour lesquelles le modèle est maitrisé au laboratoire, il est important de rester au même stade de développement

Ce projet fonctionne comme un criblage in vivo de conjugués anticorps-médicament et de nanoparticules lipidiques censés contrer l'épuisement des lymphocytes CAR-T. 2 200 souris immunodéficientes y sont utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe de tumeur, deux à six injections de cellules ou d'agents pharmacologiques, jusqu'à dix séances d'imagerie par bioluminescence et jusqu'à six prélèvements de sang. Le porteur décrit une leucémie disséminée, une anémie, un risque d'ulcération de la tumeur, une gêne respiratoire progressive et une maladie du greffon contre l'hôte, puis conclut que seul un criblage in vivo permet d'identifier des cibles de façon fiable.

Objectifs

Les thérapies cellulaires adoptives, notamment les lymphocytes T exprimant un récepteur antigénique chimérique (CAR-T), représentent une avancée thérapeutique majeure en oncologie. Leur efficacité reste cependant limitée, en particulier dans les tumeurs solides, principalement en raison du phénomène d'épuisement fonctionnel des lymphocytes T. Cet état se caractérise par une perte progressive des fonctions effectrices, une diminution de la capacité d'auto-renouvellement et une persistance réduite dans un microenvironnement tumoral immunosuppresseur, souvent associé à la surexpression de récepteurs inhibiteurs. Ce projet vise à évaluer des stratégies pharmacologiques innovantes et complémentaires pour contrer cet épuisement et potentialiser les thérapies cellulaires, en ciblant deux classes d'agents : des conjugués anticorps-médicament permettant de délivrer spécifiquement un agent cytotoxique ou immunomodulateur aux cellules T exprimant un récepteur de surface ; ou des • nanoparticules lipidiques ciblées pour l'inhibition in vivo de gènes clés de l'épuisement. Ce projet intègre également l'évaluation de lymphocytes T humains génétiquement modifiés par édition du génome. Ces stratégies visent à produire des cellules T dotées d'une résistance accrue à l'épuisement, à la suppression immunologique et au rejet allogénique.

Bénéfices attendus

Court terme : identification des stratégies pharmacologiques et des modifications génétiques les plus efficaces pour limiter ou reverser l'épuisement des CAR-T ; mise en évidence de combinaisons thérapeutiques plus efficaces contre des tumeurs hématologiques et solides réfractaires. Moyen terme : génération de données mécanistiques permettant de comprendre les bases biologiques des effets observés ; définition de fenêtres thérapeutiques sûres pour chaque agent ; validation de la stratégie d'édition génomique pour produire des cellules T améliorées. Long terme : développement d'essais cliniques combinant thérapies cellulaires génétiquement optimisées et modulateurs pharmacologiques ciblés, avec amélioration attendue du pronostic de patients pour lesquels les options thérapeutiques actuelles sont limitées.

Procédures

Une injection de greffe tumorale par animal. Durée : 5–10 minutes par intervention (incluant contention, anesthésie et réveil). Toujours réalisées sous anesthésie générale. • Injections de thérapies cellulaires et d’agents pharmacologiques 2 à 6 injections par animal au total (incluant les injections de cellules et des agents pharmacologiques, réparties sur la durée de l’étude). Durée : 5 minutes par séance d’injection (induction anesthésie + injection + réveil). Toutes les injections sont réalisées sous anesthésie générale . • Imagerie in vivo par bioluminescence pour suivi de la charge tumorale et de la persistance des cellules thérapeutiques. 3 à 10 séances au maximum selon le modèle tumoral et la survie des animaux. Durée : 10–20 minutes par séance (incluant anesthésie générale, injection de substrat si nécessaire, acquisition des images et réveil). • Prélèvements sanguins : 2 à 6 prélèvements par animal sur l’ensemble de l’étude. Durée : 5 minutes par prélèvement, animaux anesthésiés lors des procédures les plus invasives.

Impact sur les animaux

Pour certains animaux, les nuisances sont liées à la dissémination leucémique progressive (altération modérée de l'état général) et aux cytopénies secondaires, notamment une anémie modérée bien tolérée dans les délais de l'expérience. Les injections répétées induisent un stress ponctuel limité par l'anesthésie systématique. Pour d'autres animaux, les nuisances sont liées à la croissance tumorale au flanc (gêne mécanique, risque d'ulcération) et aux injections répétées sous anesthésie. Pour le modèle orthotopique pulmonaire, les nuisances spécifiques sont liées à l'atteinte fonctionnelle pulmonaire progressive (dyspnée, diminution modérée de la capacité respiratoire). Pour d'autres animaux (modèle humanisé) : Les nuisances incluent la croissance tumorale, les injections répétées sous anesthésie, et le risque de maladie du greffon contre l'hôte — nuisance spécifique modérée. D'autres animaux pourront avoir des nuisances liées à la croissance tumorale (gène mécanique, diminution d'apétit modérées).

Devenir

À l’issue des procédures expérimentales, tous les animaux seront euthanasiés pour des analyses immunologiques, histologiques, moléculaires et multi-omiques approfondies. Ces analyses nécessitent la mise à mort des animaux.

Remplacement

À l’heure actuelle, il n’existe pas d’alternative pertinente à l’utilisation de modèles in vivo pour atteindre les objectifs de ce projet. Ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire l’environnement immunosuppresseur complexe auquel est soumis le système immunitaire in vivo. Le système immunitaire est fortement compartimenté entre les organes lymphoïdes et les tissus, avec une régulation fine des flux cellulaires et des signaux (cytokines, chimiokines) entre ces compartiments. Seule une approche de criblage in vivo permet de prendre en compte ces interactions dynamiques entre cellules tumorales, cellules immunitaires et agents pharmacologiques, et ainsi d’identifier de manière fiable des cibles présentant un potentiel thérapeutique majeur.

Réduction

L’ensemble du plan expérimental a été conçu pour utiliser le nombre minimal d’animaux compatible avec la robustesse scientifique des résultats. L’imagerie longitudinale non invasive permet de suivre l’évolution tumorale chez un même animal au cours du temps, chaque individu servant en partie de son propre contrôle, ce qui réduit le nombre total de souris nécessaires. Les tailles de groupes ont été déterminées à partir de calculs de puissance statistique, en tenant compte de la variabilité attendue du modèle, afin de limiter le nombre d’animaux tout en garantissant la détection des effets biologiquement pertinents. Les analyses de croissance tumorale ainsi que l'évolution des maladies seront réalisées par tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les animaux en procédure auront un examen clinique quotidien. Toutes les procédures invasives, y compris l’imagerie, seront réalisées sous anesthésie générale appropriée, associée à une analgésie systématique et préemptive lorsque cela est indiqué, afin de minimiser douleur, stress et inconfort. Les animaux seront hébergés dans un environnement enrichi (abris, matériaux de nidification, objets d’exploration) et manipulés par du personnel formé aux bonnes pratiques visant à réduire le stress. Un suivi clinique quotidien sera assuré à l’aide d’une grille de score standardisée (poids, aspect du pelage, posture, activité, prise alimentaire, taille et aspect de la tumeur, etc.) et des points limites précocesseront strictement appliqués.

Choix des espèces

La souris est le modèle préclinique standard en immuno-oncologie. Les lignées immunodéficientes utilisée permettent la xénogreffe de tumeurs humaines et l'injection de cellules immunitaires humaines en créant un microenvironnement tumoral et immunitaire proche de la situation clinique. Aucune espèce alternative ne permet de réunir ces propriétés. L'ensemble des animaux est utilisé au stade adulte, entre 6 et 12 semaines (jusqu’à 16 semaines pour les suivis prolongés). Ce stade est le seul pertinent pour les objectifs du projet : les études d'efficacité antitumorale et d'immunothérapie nécessitent un système immunitaire mature et fonctionnel, une capacité de greffe tumorale établie.