Diagnostic des maladies

Une partie des souris utilisées développe spontanément une maladie auto-immune dès vingt-cinq semaines d'âge, et le projet cherche à accélérer ce développement par une infection. 240 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées en fin de protocole ou plus tôt si elles atteignent un point limite. Les expérimentateurs leur injectent des bactéries dans l'abdomen pour provoquer un sepsis, les traitent aux antibiotiques deux heures après, puis prélèvent leur sang derrière l'œil sous anesthésie jusqu'à cinq fois, avec cinq à dix semaines entre deux prélèvements. Une partie d'entre elles sera gardée jusqu'à quarante semaines après l'infection, le porteur indiquant ne pas pouvoir prédire les symptômes qui apparaîtront.

Objectifs

Les maladies auto-immunes à autoanticorps sont des maladies où le système immunitaire, qui est censé protéger le corps, se met à produire des anticorps contre l’organisme lui-même (autoanticorps), et à attaquer certains organes voire tout le corps (on dit alors que c’est systémique). Ces maladies sont rares (moins d’une personne sur 2000) et peuvent être causées par l’environnement (comme la pollution ou l’alimentation), des hormones (elles touchent plus souvent les femmes), et/ou des prédispositions génétiques, c’est-à-dire que certaines personnes sont plus à risque à cause de leurs gènes. On a remarqué que les personnes qui font une infection grave (comme un sepsis, qui est une infection très sévère) et qui vont en réanimation ont un risque cent fois plus élevé que les autres de développer une maladie auto-immune dans les six mois qui suivent leur sortie de l’hôpital. On ne comprend pas pourquoi, après une infection très grave, certains patients développent une maladie auto-immune et d’autres non. Si on arrive à prédire quels patients risquent de développer ce genre de maladies dans ces conditions, on pourra mieux les soigner et essayer d’empêcher que la maladie auto-immune ne se développe, car ces maladies diminuent la qualité de vie des patients et coûtent très cher à la société. Notre projet a pour but de comprendre comment une infection grave peut déclencher une maladie auto-immune, en utilisant des souris pour faire des expériences et observer ce qu’il se passe. On veut répondre à deux questions principales : 1) Est-ce qu’une infection sévère peut déclencher une maladie auto-immune chez des souris déjà à risque ? 2) Est-ce qu’une infection sévère peut aussi déclencher une maladie auto-immune chez des souris normales qui ne sont pas à risque ? En comprenant mieux ces mécanismes, on espère trouver de nouvelles façons d’identifier les individus à risque et ainsi améliorer leur prise en charge et mettre en place des stratégies de prévention.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet se situent à deux niveaux. Le premier niveau concerne les connaissances scientifiques car le projet permettra d’accroître la compréhension des mécanismes du lien entre infection sévère et développement de l’auto-immunité. Les cellules et molécules impliquées dans cette induction auto-immune seront ainsi identifiées. Le deuxième niveau concerne la santé humaine. En effet, la compréhension de ces mécanismes et l’identification des biomarqueurs (marqueurs de maladie faciles à détecter dans le sang ou les urines) associés à cette évolution de l’inflammation aiguë vers l’auto-immunité permettront de pouvoir identifier les patients à risques et de prévenir le développement de telles affections chroniques.

Procédures

Les animaux utilisés dans ce projet seront soumis à 3 types d’interventions : des injections dans le ventre (« intrapéritonéales ») et sous la peau (« sous-cutanées), des contentions (attrapés et immobilisés dans une main) et les animaux seront soumis au prélèvement d’un petit volume de sang sous anesthésie générale. Les gestes réalisés durent moins de 30 secondes chacun. L'anesthésie générale dure entre 1 et 2 minutes. Des animaux seront injectés par voie intrapéritonéale avec des bactéries une seule fois pour imiter une infection sévère. 2 heures plus tard, elles seront traitées avec des antibiotiques par injection sous-cutanée quatre fois sur une période de 24h dans le but de les guérir de l’infection, comme les patients en réanimation. Ces souris auront un prélèvement sanguin sous anesthésie générale avant l’infection, puis certaines seront à nouveau prélevées 4 fois avec 5 à 10 semaines entre deux prélèvements. Cela nous permettra de comparer les paramètres sanguins des souris avant et après infection pour voir si elles ont développé une maladie auto-immune.

Impact sur les animaux

Certaines souris utilisées ici développent une maladie auto-immune légère mais quantifiable dès 25 semaines d’âge. Ces animaux entreront en procédure à l’âge de 10 semaines (+/- 2 semaines), c’est-à-dire à l’âge adulte, et ne seront conservés que deux semaines supplémentaires après l’infection sévère traitée par antibiotique. Nous nous attendons à cette procédure entraîne une accélération du développement de la maladie avec des signes d’auto-immunité à 12 semaines d’âge équivalents à ceux d’animaux non-infectés de 25 semaines. Une autre procédure utilisera des animaux normaux qui seront conservés sur un maximum de 40 semaines après l’infection sévère afin de déterminer s’ils développent une maladie auto-immune ou non, sans que nous puissions prédire concrètement les symptômes éventuels induits. Une grille d’évaluation clinique sera utilisée sur toute la durée de l’expérience afin d’éviter les éventuelles nuisances sur le bien-être des animaux. Lors des procédures, les souris seront soumises à quatre types de nuisance. 1) les contentions nécessaires à la réalisation des actes (injections et prélèvements d’urine) entraîneront un stress léger et bref pour les animaux (moins de 30 secondes chacun). 2) les injections intrapéritonéales (ip) et sous-cutanées (sc) (1 ip et 4 sc/animal réparties sur 24 heures) entraineront des douleurs brèves de piqure à chaque occurrence (moins de 30 secondes). 3) les prélèvements sanguins de faible volume par voie rétro-orbitale sous anesthésie générale gazeuse (1 à 2 minutes) pourront entraîner ensuite un inconfort à l'orbite le temps que la cicatrisation soit complète (24 heures). 4) l’infection entraînera une gêne pour les souris (fièvre et inconfort) durant les deux premières heures. Le traitement antibiotique sera alors réalisé ce qui soulagera les souris rapidement.

Devenir

Les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin de procédure pour analyse ou avant dans le cas d’atteinte de points limites.

Remplacement

Les études des maladies de systèmes (impactant différents organes) et de leurs traitements (validés ou expérimentaux) nécessitent de pouvoir tester les hypothèses sur des organismes entiers vivants avant de pouvoir passer chez l’humain. La localisation et l’activation des cellules d’intérêt au cours du développement des maladies étudiées ne peuvent être observées que dans des organismes entiers. Les études in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité des organismes, ni des maladies étudiées, ni de la séquence infection/auto-immunité à l’échelle d’un organisme. Malheureusement, aucune des technologies actuelles ne peut se substituer aux modèles animaux dans ce domaine. Nous ne pouvons donc pas utiliser d’autre approche que l’expérimentation animale pour ces études visant à améliorer la prise en charge des patients.

Réduction

Dans notre laboratoire, on a déjà fait le modèle de péritonite avant, ce qui nous permet d’utiliser seulement le nombre de souris nécessaire. Il y aura 10 souris par groupe pour bien prendre en compte les différences entre chaque animal et voir comment ils réagissent à l’infection et au risque de maladies auto-immunes. Cela nous aide à être sûrs que nos résultats sont fiables et qu’on peut vraiment voir s’il y a une différence entre les groupes, sans utiliser plus d’animaux que nécessaire. Les souris qui servent de contrôles seront juste traitées avec des antibiotiques et on n’ajoutera pas d’autres groupes pour ne pas en utiliser trop. Après les expériences, on gardera des échantillons pour pouvoir répondre à d’autres questions plus tard, toujours dans l’idée d’utiliser le moins d’animaux possible. Enfin, pour prouver que nos résultats sont solides et que l’expérience peut être refaite par n’importe quel autre laboratoire avec le même résultat, on fera chaque test trois fois, ce qui est le minimum demandé pour que ce soit accepté scientifiquement.

Raffinement

Avant et pendant les expériences, les souris vivent dans de bonnes conditions pour éviter qu’elles soient stressées. Elles ne sont jamais seules, ont toujours des objets pour s’occuper (comme du coton pour faire leur nid ou des petites maisons pour se cacher) et sont observées tous les jours. Pendant les expériences, on fait tout pour que les souris souffrent le moins possible. Après l’infection, on les surveille toutes les 6 heures pendant 24 heures et il n’y a que quelques souris à la fois pour pouvoir bien toutes les observer. Le traitement avec des antibiotiques commence 2 heures après que les souris ont reçu les bactéries, et donc aucune ne mourra à cause de cela. Si une souris est trop malade, elle sera euthanasiée tout de suite, sans attendre la fin de l’expérience. L’état de santé des souris est suivi grâce à une grille d’évaluation. On regarde à chaque fois trois choses : sa posture, sa façon de bouger et l’état de ses poils. À chaque critère, on donne un score de 0 à 3. Si la souris a 6 points ou plus au total, ou si elle a 3 points dans la posture ou la mobilité, elle sera euthanasiée. Après le traitement, en plus de surveiller les souris chaque jour, on continue de calculer les scores des souris chaque jour pendant 3 jours, puis une fois par semaine pendant 40 semaines, pour vérifier si elles restent en bonne santé. On regarde aussi leur poids et si elles n’ont pas de problèmes de peau, de poumons ou d’articulations. Si une souris atteint certains scores qui montrent qu’elle va trop mal, elle est euthanasiée et analysée immédiatement.

Choix des espèces

Notre projet s’inscrit dans l’objectif de définir des mécanismes de développement de maladies d’intérêt pour la santé humaine afin de pouvoir améliorer la prise en charge des patients. Les procédures et les souris utilisées dans le présent projet nous permettront d’atteindre cet objectif. L’espèce Mus musculus domesticus est le seul modèle de mammifères disposant des lignées modifiées génétiquement pertinentes pour les objectifs scientifiques de notre projet et dont la biologie se rapproche suffisamment de la biologie humaine pour que son étude puisse y être transférée. De plus les outils d’analyse disponibles et l’expertise acquise des modèles utilisés ici justifient l’utilisation de ce modèle. Les animaux entrant en procédure auront tous un âge supérieur ou égal à 10 semaines (stade adulte). Ce stade adulte correspond au stade de la population de patients concernés par la présente investigation.

Des furoncles couvrant une certaine surface du corps déclenchent la mise à mort de l'animal, selon la grille à sept critères du projet. 273 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont infectées par la bactérie de la furonculose puis observées deux fois par jour jusqu'à l'apparition de lésions cutanées, d'hémorragies ou d'une septicémie pour les formes les plus graves, les survivantes étant tuées par surdosage d'anesthésique et exsanguination. Le porteur justifie l'absence de relâcher par l'impossibilité sanitaire de remettre en circulation des poissons infectés, et rattache l'étude aux pertes économiques de la pisciculture, la truite arc-en-ciel étant l'espèce de poisson la plus élevée en France.

Objectifs

La furonculose est une maladie bactérienne des Salmonidés causée par la bactérie Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Elle entraîne des pertes économiques importantes en raison de sa forte mortalité lors des formes suraiguës et des lésions cutanées qu’elle provoque dans les cas aigues à chroniques. La maladie est saisonnière et se déclare pour toutes les classes d’âges des poissons particulièrement en période estivale. Les signes cliniques et la mortalité peuvent varier entre les souches, soulignant l’importance de mieux comprendre l’expression de leur virulence pour aboutir à des vaccins protégeant contre les formes les plus mortelles. Des travaux in vitro réalisés sur 46 souches isolées d’élevages piscicoles touchés par la furonculose montrent des différences d’expression de facteurs de pathogénicité notamment la couche A. Certaines souches expriment toutes (100% des colonies) ce facteur à partir d’un même clone (A+) alors que d’autres non (A-). Enfin, d’autres souches montrent deux sous-populations produisant ou non la couche A (A±). L’objectif est d’étudier si ces différences peuvent expliquer les variations de signes cliniques observés en élevage et ainsi proposer de nouveaux antigènes dans le cadre du développement de nouveaux vaccins mais également permettre la distinction au sein des populations pathogènes pour le diagnostic en élevage.

Bénéfices attendus

La compréhension du pouvoir pathogène d’A. salmonicida salmonicida permettra de proposer de nouvelles approches diagnostic pour distinguer la virulence des souches isolées en élevages piscicoles et adapter le recours à un traitement mais aussi de contribuer à optimiser les vaccins sur le terrain en sélectionnant des souches possédant des antigènes pertinents pour améliorer la protection des truites.

Procédures

Les animaux seront soumis à une infection expérimentale en condition contrôlée. Les animaux vigiles seront suivis quotidiennement. Ceux morts en raison de l’infection ou nécessitant une mise à mort sur la base des points limites décrits en 3.3.6.3. seront anesthésiés puis mis à mort par surdosage d’anesthésique accompagnée d’une exsanguination. En fin d’expérimentation, les animaux survivants seront également mis à mort selon la procédure préalablement décrite ci-avant. Toutes les manipulations seront réalisées sous anesthésie, par des personnes expérimentées, en possession du niveau "concepteur" ou de niveau "applicateur" de la formation expérimentation animale", et formées aux gestes techniques nécessaires à la procédure

Impact sur les animaux

L’étude du pouvoir pathogène des différentes populations bactériennes nécessite d’infecter des poissons pour mieux le comprendre. Le déclenchement de la maladie peut aboutir à des signes cliniques pouvant entrainer de la souffrance chez les animaux (furoncles superficiels jusqu’à hémorragie et septicémie pour les formes les plus graves). Sept critères d’observation ont été choisis pour évaluer la souffrance des animaux avec pour chacun des niveaux) de gravité (de la condition normale à l’état dégradé de l’animal. A chacun de ces niveaux est affecté un score dont la somme permet de définir un seuil d’intervention pour augmenter la fréquence de surveillance des animaux voire de les mettre à mort pour certains points limites individuels comme la présence de furoncles sur une superficie de l’animal.

Devenir

L'euthanasie des poissons est prévue en fin de protocole, pour des raisons notamment sanitaires (impossibilité de relâcher ou de réutiliser des poissons potentiellement infectés par A. salmonicida)

Remplacement

L’objectif du projet étant de comparer le pouvoir pathogène de différentes souches d’A. salmonicida salmonicida, cela ne peut se faire uniquement sur animaux vivants. Bien que des modèles cellulaires de truites existent, ils ne permettent pas de valider l’apparition de signes cliniques tels que les furoncles ni d’évaluer le taux de mortalité.

Réduction

Dans l’étude préliminaire, nous limiterons le nombre d’animaux en testant 3 souches uniquement (A+, A-, A. Ainsi, l’expérimentation préliminaire contiendra 3 groupes test et 1 groupe contrôle. Chacun contiendra 31 animaux en duplicat, soit 62 animaux par groupe au total. Ce nombre a été calculé en utilisant un outil statistique qui nous permettra d’obtenir des résultats exploitables tout en minimisant le nombre d’animaux utilisés dans l’expérimentation.

Raffinement

Une observation quotidienne des poissons est assurée. Lors des procédures de challenge infectieux, les poissons font l’objet d’une observation deux fois par jour, chaque jour, de manière systématique avec des seuils d’alarme définis pour la température et l’oxygène. Une photopériode de 12h de jour et 12h de nuit sera respectée en lien avec le rythme de poissons, ainsi que des enrichissements pour leur permettre de se cacher et réduire le stress. Enfin, les points limites ont été définis sur la base de 7 critères pour lesquels sont attribués 4 niveaux d’observation (de l’état normal à dégradé de l’animal) avec des scores pour chacun. La somme de ces scores permet de définir un seuil d’intervention pour augmenter la fréquence de surveillance des animaux. Cinq de ces critères ont également un niveau d’observation pouvant conduire à la mise à mort de l’animal indépendamment des autres critères car ils peuvent être à l’origine d’une souffrance animale à eux seuls.

Choix des espèces

La truite arc-en-ciel est un hôte naturel d'Aeromonas salmonicida salmonicida. C'est de plus l'espèce de poisson la plus élevée en France et donc pour laquelle il est essentiel de mieux comprendre le processus infectieux pour améliorer le diagnostic, la thérapeutique et les approches vaccinales. Les truites utilisées seront de 20 à 30g. La furonculose est une maladie que l'on observe à différents stades d'élevage (alevins, truites portions = 200-250g et grosse truite > 1kg)

Immunodéprimées par des injections répétées puis infectées par un ver parasite, par voie orale ou sous la peau, 450 gerbilles de Mongolie développent des diarrhées chroniques. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et toutes les gerbilles sont tuées, pour empêcher la dissémination du parasite dans l'environnement. L'objet est de récolter des antigènes parasitaires complets, destinés aux industriels qui développent des tests de dépistage de l'anguillulose. Le porteur écrit vouloir limiter le nombre d'animaux et prévoit une procédure pilote suivie d'une procédure de production, sans jamais expliquer d'où sort le chiffre de 450.

Objectifs

La strongyloïdose (également appelée anguillulose) est une infection humaine causée par un ver microscopique vivant dans l’intestin. L’espèce responsable chez l’Homme, Strongyloides stercoralis, toucherait entre 30 et 80 millions de personnes dans le monde. Chez la plupart des personnes, l’infection peut passer inaperçue ou provoquer des troubles digestifs modérés. En revanche, chez les patients dont le système immunitaire est affaibli, cette infection peut devenir très grave, se disséminer dans l’organisme et entraîner un risque de décès élevé en l’absence de traitement. Le diagnostic repose actuellement principalement sur des tests diagnostiques sanguins. Cependant, il n'existe pas à ce jour de test sanguin de confirmation suffisemment sensible et spécifique pour cette infection. Le développement d’un test diagnostique plus fiable nécessite l’obtention d’éléments du parasite dans leur forme complète et naturelle. Or, il n’est pas possible de maintenir durablement ce parasite en culture au laboratoire. La seule solution consiste donc à reproduire son cycle biologique chez l’animal. La gerbille est à ce jour le seul rongeur capable de permettre ce développement complet, comme l’ont montré des publications scientifiques récentes. Dans ce projet, après une diminution contrôlée des défenses immunitaires par un traitement adapté, les gerbilles seront infectées expérimentalement. L’infection entraîne principalement des troubles digestifs chroniques. Ce modèle permettra d’obtenir les éléments parasitaires nécessaires au développement d’un test diagnostique plus performant pour améliorer la prise en charge des patients.

Bénéfices attendus

Dans ce projet, nous proposons de reproduire sur un modèle animal (gerbille) un cycle biologique d'anguillulose (parasitose digestive) afin de produire des antigènes (Ag) naturels de ce parasite. Cette production d'Ag a été récemment publiée et, est un élément essentiel à la fabrication de tests de diagnostic de cette maladie humaine. Ces antigènes seront destinés aux professionnels de santé (industriels) qui développent des techniques de dépistage de cette parasitose. L’utilisation d’antigènes naturels améliore la sensibilité de ces tests par rapport aux antigènes recombinants. Les bénéfices attendus du projet seraient donc directs et immédiats : permettre la production de tests diagnostiques fiables (plus spécifiques et plus sensibles) de cette maladie et ainsi améliorer le diagnostic, la prise en charge et le traitement de patients humains infectés par ce parasite.

Procédures

Ce modèle expérimental comportera plusieurs étapes. Dans un premier temps, les défenses immunitaires des gerbilles seront temporairement diminuées à l’aide d’un traitement administré par injection. Cette étape est nécessaire pour permettre au parasite de se développer de manière comparable à ce qui peut être observé chez des patients dont le système immunitaire est affaibli. Le traitement sera administré à intervalles réguliers pendant la durée de l’expérience, en tenant compte de l’état de santé et de la tolérance des animaux. Dans un second temps, les gerbilles seront infectées par le parasite, soit par une injection sous la peau, soit par administration par voie orale. L’infection provoquera principalement des troubles digestifs, notamment des diarrhées. Enfin, les animaux feront l’objet d’une surveillance attentive. En cas de signes de déshydratation ou de perte de poids significative liés aux troubles digestifs, une prise en charge adaptée sera mise en place, notamment par l’administration d’un traitement dans l’eau de boisson afin de limiter le risque de complications.

Impact sur les animaux

Ce projet est conçu pour accorder une attention particulière au bien-être des animaux et à la prise en charge de toute douleur ou inconfort. Plusieurs effets indésirables peuvent survenir au cours de l’étude. Tout d’abord, la diminution temporaire des défenses immunitaires nécessite des injections régulières pendant une période limitée. Ces injections peuvent provoquer un inconfort transitoire. Le développement de l’infection peut entraîner des troubles digestifs, notamment des diarrhées, susceptibles d’être inconfortables ou douloureuses. Ces signes seront surveillés attentivement et soulagés par l’administration d’un traitement antidouleur adapté dans l’eau de boisson. Dans certains cas, une déshydratation ou une perte de poids peuvent apparaître. Ces situations seront détectées précocement grâce à un suivi rapproché. Si nécessaire, le traitement diminuant les défenses immunitaires sera ajusté afin d’améliorer rapidement l’état clinique des animaux. Plus rarement, une aggravation de l’infection peut survenir et entraîner des complications sévères. Les animaux feront alors l’objet d’une surveillance quotidienne renforcée afin d’adapter immédiatement leur prise en charge (ajustement du traitement, traitement complémentaire, ou arrêt de la procédure si l’état de l’animal l’exige). L’ensemble du protocole a été conçu pour limiter autant que possible la fréquence et l’intensité des effets indésirables, et pour garantir une intervention rapide en cas de dégradation de l’état de santé.

Devenir

Une mise à mort sera systématique, elle permettra d’empêcher le risque de dissémination du parasite dans l’environnement.

Remplacement

Pour produire les éléments du parasite nécessaires au développement d’un test diagnostique fiable, le recours à l’animal est indispensable. À ce jour, il n’existe pas d’alternative permettant d’obtenir ces éléments dans leur forme complète et en quantité suffisante. La gerbille est le modèle le plus adapté, car elle est capable de développer une infection chronique comparable à celle observée chez l’être humain, ce qui permet au parasite d’accomplir l’ensemble de son cycle biologique. Les techniques de laboratoire réalisées en dehors de l’animal, comme la culture en milieu artificiel ou les méthodes de biologie moléculaire, ne permettent pas de produire un parasite complet ni d’obtenir les quantités nécessaires. Ces approches restent limitées et ne reproduisent pas l’ensemble des caractéristiques naturelles du parasite. En conséquence, la production d’un antigène complet et exploitable pour le développement d’un test diagnostique ne peut actuellement être réalisée qu’à l’aide d’un modèle animal.

Réduction

Nous sommes contraints à une production importante d’Ag tout en limitant au maximum la gravité et la souffrance de cette infection expérimentale et le nombre d’animaux utilisés. Ce cycle a été publié récemment mais cela a été dans un contexte scientifique différent. Nous allons donc essayer de l’adapter et de l’optimisser pour réduire le nombre d’animaux et réduire aussi les effets indésirables associés. En conséquence, 2 procédures se suivront, la première pilote pour valider la faisabilité de ce projet et pour définir les conditions expérimentales optimales, la seconde, identique en selectionnant les conditions optimales par rapport à la première pour la production d’antigène en quantité pour le developpement de tests diagnostiques.

Raffinement

L’expérience acquise sur ce modèle d’étude (gerbille) nous permet de définir les mesures à mettre en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. Les gerbilles seront hébergées par groupes d’individus compatibles, par fratrie de 2 minimum, dans des conditions contrôlées et avec la mise en place d’un environnement enrichi (copeaux, matériel de nidification, bâtonnets à ronger). L'eau et la nourriture sont mises à disposition ad libitum. Aucun des animaux ou groupe d’animaux ne sera traité différemment de ses congénères. Une fiche de suivi sera rédigée pour chaque cage avec un suivi de signes comportementaux, physiques et physiologiques. Les soins/suivi et la procédure expérimentale seront réalisés par du personnel qualifié et permanent. En effet, les gerbilles ont le temps de se familiariser avec les manipulateurs spécialement affectés à leur suivi. La détermination de point(s) limite(s) bien définis, suffisamment précoces et prédictifs, permettra immédiatement de reconnaitre un animal en souffrance. Nous attacherons une grande importance à l’apparence physique externe et aux changements comportementaux des animaux. Dès lors que l’animal montre des signes de positivité à l’infection et de douleur (diarrhées symptomatiques), il sera traité par antalgique (paracétamol) et placé en armoire ventilé afin de ne pas stresser ses congénères non malades.

Choix des espèces

La gerbille est la seule espèce de petit rongeur connue à ce jour capable de reproduire l’ensemble du cycle naturel de ce parasite lorsque ses défenses immunitaires sont temporairement diminuées. Ce modèle permet le développement de l’infection principalement sous forme de troubles digestifs, sans autres manifestations cliniques majeures au préalable. La production des éléments parasitaires nécessaires au projet sera donc réalisée chez ces animaux, car aucune autre méthode ne permet actuellement d’obtenir un parasite complet dans des conditions comparables. Les gerbilles utilisées seront de jeunes adultes, mâles ou femelles. À cet âge, elles présentent un comportement stable, sont peu agressives et s’adaptent facilement à la manipulation, ce qui contribue à limiter le stress et à favoriser leur bien-être pendant l’étude.

Des cellules de cancer humain de la bouche sont injectées dans la patte arrière gauche de 70 souris, qui reçoivent ensuite une séance de radiothérapie, une à deux IRM de quarante-cinq minutes sous anesthésie, ou les deux. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré et toutes les souris sont tuées à l'issue, tumeurs, ganglions, foie et poumons étant prélevés. Le porteur énumère les atteintes possibles, gêne fonctionnelle progressive, infection, ulcération, brûlures dans les 24 à 48 heures suivant l'irradiation, puis ajoute qu'il n'a "jamais observé ces nuisances à cette dose". Sur le remplacement, il écrit qu'aucun modèle informatique ni organoïde ne reproduit la réponse aux radiations et que l'animal reste "incontournable".

Objectifs

Les cancers de la tête et du cou (comme ceux de la bouche ou de la gorge) sont parmi les plus fréquents dans le monde. Chaque année, ils sont responsables de plus de 440 000 décès. L’un des traitements les plus utilisés est la radiothérapie, qui consiste à envoyer des rayons pour détruire les cellules cancéreuses. Mais ce traitement ne fonctionne pas toujours aussi bien : certaines parties de la tumeur résistent, ce qui complique la guérison. Pourquoi certaines cellules cancéreuses survivent-elles à la radiothérapie ? C’est la question à laquelle notre projet veut répondre. Pour cela, nous allons utiliser une nouvelle méthode appelée radiomique. Elle permet d’analyser très finement les images médicales (IRM) des tumeurs. Grâce à des outils informatiques, on peut extraire des informations que l’œil humain ne voit pas. Cela pourrait nous aider à repérer, à l’avance, les zones d’une tumeur qui risquent de ne pas bien réagir au traitement. Mais pour l’instant, on ne sait pas encore si ce que l’on voit sur les images correspond bien à la réalité des tissus malades. Notre étude va donc tester cette idée dans un modèle animal (des souris). Des cellules cancéreuses humaines seront implantées dans la patte des souris. Ensuite, elles recevront une radiothérapie, et passeront des examens IRM avant et après le traitement. On analysera ensuite les tumeurs pour comparer ce que montrent les images avec ce qu’on observe réellement dans les tissus. Ce projet se déroulera sur 3 EU différents : pour des fins d’hébergement, de radiothérapie et d’imagerie. Le projet se déroule en deux grandes étapes. La première servira à mettre au point les bonnes conditions expérimentales (taille des tumeurs, bons moments pour les IRM, méthode d’analyse des tissus, etc.). Dans la deuxième étape, nous comparerons deux groupes de souris (traitées ou non) pour vérifier si certaines caractéristiques visibles à l’IRM permettent de prédire la réponse à la radiothérapie. Si cette méthode fonctionne, elle sera testée ensuite chez l’humain. À long terme, l’objectif est de mieux personnaliser les traitements : si on sait à l’avance qu’une tumeur va mal réagir à la radiothérapie, on pourra adapter la stratégie, par exemple en augmentant la dose ou en ajoutant un autre traitement. Cela permettrait d’améliorer les chances de guérison tout en réduisant les effets secondaires.

Bénéfices attendus

Ce projet préclinique sur la souris sera suivi par la validation des résultats sur pièces chirurgicales de patients (biopsies), suivi d’une étude clinique de phase II de radiothérapie adaptative en fonction des résultats de ce projet.

Procédures

70 souris recevront une injection de cellules tumorales dans la patte arrière gauche. Ces 70 souris recevront différentes interventions : 14 souris recevront 2 IRM (45 minutes chaque séance) espacées d’au moins 5 jours (EU imagerie). 28 souris recevront une séance unique de radiothérapie (5 minutes) (EU radiothérapie), dont 14 seulement recevront une IRM (EU hébergement et EU imagerie). 28 souris recevront une séance d’IRM de 45 minutes (EU imagerie), dont 14 souris recevront une séance unique de radiothérapie qui dure 5 minutes (EU radiothérapie). Avant toute injection de cellules tumorales, IRM, radiothérapie : les souris sont anesthésiées par un gaz volatile anesthésiant.

Impact sur les animaux

L’injection des cellules tumorales peut générer une inconfort local léger et transitoire. La masse tumorale peut entraîner une gêne fonctionnelle progressive, une infection ou une ulcération. La radiothérapie peut causer des brûlures autour du site irradié 24 à 48 heures post-irradiation. Néanmoins, nous n’avons jamais observé ces nuisances à cette dose.

Devenir

Les souris seront mises à mort pour analyses histologiques de la tumeur. De plus, d’autres organes comme les ganglions, le foie et les poumons seront prélever pour des expérimentations ultérieures afin d’étudier la dissémination tumorale.

Remplacement

A l’heure actuelle, aucun modèle informatique, in vitro ou organoïde ne permet de reproduire fidèlement la complexité des zones résistantes et la réponse aux radiations ionisantes in vivo. L’utilisation d’un modèle animal demeure donc incontournable pour garantir la pertinence des résultats avant une transposition à l’Homme.

Réduction

Le nombre de souris utilisées a été rigoureusement calculé afin d’obtenir des résultats exploitables sur le plan statistique, tout en limitant au maximum le nombre d’animaux engagés dans l’étude. Chaque groupe expérimental comporte ainsi un effectif restreint, mais suffisant pour assurer la validité scientifique des conclusions. Selon l’expérience de l’équipe et les équipes qui travaillent en collaboration sur ce projet, 12 souris par groupe sont nécessaires afin de mener l’étude et de garantir une puissance statistique suffisante. Sur la base de l’expérience de l’équipe, un taux d’échec de pousse tumorale d’environ 15 % est observé, donc . Pour compenser ces pertes et disposer d’un nombre suffisant de données exploitables, 14 souris par groupe sont prévues.

Raffinement

Dans le cadre de ce projet, plusieurs mesures de raffinement ont été mises en place afin de limiter au maximum la douleur, le stress et l’inconfort des animaux, tout en garantissant la validité scientifique des données recueillies. Une habituation à la manipulation sera réalisée progressivement. Le choix du site d’injection des cellules tumorales (patte postérieure gauche, en sous-cutanée) a été réfléchi pour limiter la gêne fonctionnelle et éviter l’exposition des organes internes sensibles lors de la radiothérapie. Ce site permet également une croissance tumorale plus homogène et plus facilement mesurable, tout en étant bien maîtrisé par l’équipe. Le suivi des animaux est rigoureux : les animaux sont observés au minimum trois fois par semaine, et quotidiennement à partir de l’apparition de la tumeur. Toute altération de leur état de santé entraînera l’administration d’antalgiques : injection en sous-cutanée d’anti-inflammatoire. Si la douleur persiste plus que 24h, une injection d’analgésique sera effectuée. Si nécessaire, l’expérimentation sera arrêtée selon les points limites mis en place. Les anesthésies nécessaires aux injections de cellules, examens IRM et à l’irradiation sont réalisées avec un apport en oxygène, pour une induction et un réveil rapide. Un tapis chauffant est utilisé pour éviter l’hypothermie, et une surveillance post-anesthésique est assurée jusqu’au retour complet à l’état de veille. Le transport des animaux entre les sites d’hébergement et d’imagerie est limité au strict nécessaire (5 minutes sur un chariot adapté) et le transport entre le site de radiothérapie et d’imagerie sera effectué dans des véhicules à température contrôlée, avec des caisses ventilées adaptées (25 minutes). Les trajets sont courts et les animaux sont replacés rapidement dans un environnement familier.

Choix des espèces

Le modèle de souris a été choisi pour sa pertinence biologique, sa robustesse et son large usage en recherche préclinique en oncologie. Son génome est entièrement connu, avec une forte similarité fonctionnelle avec celui de l’Homme. Ce modèle permet une vision intégrée de la tumeur et de son microenvironnement. Le modèle tumoral utilisé, basé sur l’injection de cellules tumorales issues de carcinomes oraux chimiquement induits, est bien documenté et reproduit les caractéristiques des cancers ORL humains. L’utilisation de souris immunocompétentes permet d’étudier les interactions entre tumeur, radiothérapie et système immunitaire. Leur petite taille les rend compatibles avec les plateformes d’IRM préclinique et d’irradiation ciblée. Ce choix favorise ainsi une cohérence entre les données d’imagerie et histologiques animales, et celles prévues chez l’Homme, renforçant la validité translationnelle du modèle. Les souris seront âgées de 7 semaines à la réception afin qu’elles aient atteint le stade adulte et un système immunitaire mature lors de la séquence thérapeutique.

Toute altération de l'état de santé déclenche une injection anti-inflammatoire, et une injection d'analgésique si la douleur dure plus de 24 heures. 70 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées ensuite pour l'analyse des tumeurs, des ganglions, du foie et des poumons. Une tumeur ORL est implantée dans leur patte arrière gauche, puis viennent une ou deux IRM de 45 minutes et, pour la moitié d'entre elles, une séance de radiothérapie de cinq minutes, chaque acte sous anesthésie gazeuse. Le porteur annonce que l'irradiation peut brûler la peau 24 à 48 heures après la séance, puis ajoute n'avoir jamais observé ces nuisances à cette dose, sans indiquer sur combien d'animaux.

Objectifs

Les cancers de la tête et du cou (comme ceux de la bouche ou de la gorge) sont parmi les plus fréquents dans le monde. Chaque année, ils sont responsables de plus de 440 000 décès. L’un des traitements les plus utilisés est la radiothérapie, qui consiste à envoyer des rayons pour détruire les cellules cancéreuses. Mais ce traitement ne fonctionne pas toujours aussi bien : certaines parties de la tumeur résistent, ce qui complique la guérison. Pourquoi certaines cellules cancéreuses survivent-elles à la radiothérapie ? C’est la question à laquelle notre projet veut répondre. Pour cela, nous allons utiliser une nouvelle méthode appelée radiomique. Elle permet d’analyser très finement les images médicales (IRM) des tumeurs. Grâce à des outils informatiques, on peut extraire des informations que l’œil humain ne voit pas. Cela pourrait nous aider à repérer, à l’avance, les zones d’une tumeur qui risquent de ne pas bien réagir au traitement. Mais pour l’instant, on ne sait pas encore si ce que l’on voit sur les images correspond bien à la réalité des tissus malades. Notre étude va donc tester cette idée dans un modèle animal (des souris). Des cellules cancéreuses humaines seront implantées dans la patte des souris. Ensuite, elles recevront une radiothérapie, et passeront des examens IRM avant et après le traitement. On analysera ensuite les tumeurs pour comparer ce que montrent les images avec ce qu’on observe réellement dans les tissus. Ce projet se déroulera sur 3 EU différents : pour des fins d’hébergement, de radiothérapie et d’imagerie. Le projet se déroule en deux grandes étapes. La première servira à mettre au point les bonnes conditions expérimentales (taille des tumeurs, bons moments pour les IRM, méthode d’analyse des tissus, etc.). Dans la deuxième étape, nous comparerons deux groupes de souris (traitées ou non) pour vérifier si certaines caractéristiques visibles à l’IRM permettent de prédire la réponse à la radiothérapie. Si cette méthode fonctionne, elle sera testée ensuite chez l’humain. À long terme, l’objectif est de mieux personnaliser les traitements : si on sait à l’avance qu’une tumeur va mal réagir à la radiothérapie, on pourra adapter la stratégie, par exemple en augmentant la dose ou en ajoutant un autre traitement. Cela permettrait d’améliorer les chances de guérison tout en réduisant les effets secondaires.

Bénéfices attendus

Ce projet préclinique sur la souris sera suivi par la validation des résultats sur pièces chirurgicales de patients (biopsies), suivi d’une étude clinique de phase II de radiothérapie adaptative en fonction des résultats de ce projet.

Procédures

70 souris recevront une injection de cellules tumorales dans la patte arrière gauche. Ces 70 souris recevront différentes interventions : 14 souris recevront 2 IRM (45 minutes chaque séance) espacées d’au moins 5 jours (EU imagerie). 28 souris recevront une séance unique de radiothérapie (5 minutes) (EU radiothérapie), dont 14 seulement recevront une IRM (EU hébergement et EU imagerie). 28 souris recevront une séance d’IRM de 45 minutes (EU imagerie), dont 14 souris recevront une séance unique de radiothérapie qui dure 5 minutes (EU radiothérapie). Avant toute injection de cellules tumorales, IRM, radiothérapie : les souris sont anesthésiées par un gaz volatile anesthésiant.

Impact sur les animaux

L’injection des cellules tumorales peut générer une inconfort local léger et transitoire. La masse tumorale peut entraîner une gêne fonctionnelle progressive, une infection ou une ulcération. La radiothérapie peut causer des brûlures autour du site irradié 24 à 48 heures post-irradiation. Néanmoins, nous n’avons jamais observé ces nuisances à cette dose.

Devenir

Les souris seront mises à mort pour analyses histologiques de la tumeur. De plus, d’autres organes comme les ganglions, le foie et les poumons seront prélever pour des expérimentations ultérieures afin d’étudier la dissémination tumorale.

Remplacement

A l’heure actuelle, aucun modèle informatique, in vitro ou organoïde ne permet de reproduire fidèlement la complexité des zones résistantes et la réponse aux radiations ionisantes in vivo. L’utilisation d’un modèle animal demeure donc incontournable pour garantir la pertinence des résultats avant une transposition à l’Homme.

Réduction

Le nombre de souris utilisées a été rigoureusement calculé afin d’obtenir des résultats exploitables sur le plan statistique, tout en limitant au maximum le nombre d’animaux engagés dans l’étude. Chaque groupe expérimental comporte ainsi un effectif restreint, mais suffisant pour assurer la validité scientifique des conclusions. Selon l’expérience de l’équipe et les équipes qui travaillent en collaboration sur ce projet, 12 souris par groupe sont nécessaires afin de mener l’étude et de garantir une puissance statistique suffisante. Sur la base de l’expérience de l’équipe, un taux d’échec de pousse tumorale d’environ 15 % est observé, donc . Pour compenser ces pertes et disposer d’un nombre suffisant de données exploitables, 14 souris par groupe sont prévues.

Raffinement

Dans le cadre de ce projet, plusieurs mesures de raffinement ont été mises en place afin de limiter au maximum la douleur, le stress et l’inconfort des animaux, tout en garantissant la validité scientifique des données recueillies. Une habituation à la manipulation sera réalisée progressivement. Le choix du site d’injection des cellules tumorales (patte postérieure gauche, en sous-cutanée) a été réfléchi pour limiter la gêne fonctionnelle et éviter l’exposition des organes internes sensibles lors de la radiothérapie. Ce site permet également une croissance tumorale plus homogène et plus facilement mesurable, tout en étant bien maîtrisé par l’équipe. Le suivi des animaux est rigoureux : les animaux sont observés au minimum trois fois par semaine, et quotidiennement à partir de l’apparition de la tumeur. Toute altération de leur état de santé entraînera l’administration d’antalgiques : injection en sous-cutanée d’anti-inflammatoire. Si la douleur persiste plus que 24h, une injection d’analgésique sera effectuée. Si nécessaire, l’expérimentation sera arrêtée selon les points limites mis en place. Les anesthésies nécessaires aux injections de cellules, examens IRM et à l’irradiation sont réalisées avec un apport en oxygène, pour une induction et un réveil rapide. Un tapis chauffant est utilisé pour éviter l’hypothermie, et une surveillance post-anesthésique est assurée jusqu’au retour complet à l’état de veille. Le transport des animaux entre les sites d’hébergement et d’imagerie est limité au strict nécessaire (5 minutes sur un chariot adapté) et le transport entre le site de radiothérapie et d’imagerie sera effectué dans des véhicules à température contrôlée, avec des caisses ventilées adaptées (25 minutes). Les trajets sont courts et les animaux sont replacés rapidement dans un environnement familier.

Choix des espèces

Le modèle de souris a été choisi pour sa pertinence biologique, sa robustesse et son large usage en recherche préclinique en oncologie. Son génome est entièrement connu, avec une forte similarité fonctionnelle avec celui de l’Homme. Ce modèle permet une vision intégrée de la tumeur et de son microenvironnement. Le modèle tumoral utilisé, basé sur l’injection de cellules tumorales issues de carcinomes oraux chimiquement induits, est bien documenté et reproduit les caractéristiques des cancers ORL humains. L’utilisation de souris immunocompétentes permet d’étudier les interactions entre tumeur, radiothérapie et système immunitaire. Leur petite taille les rend compatibles avec les plateformes d’IRM préclinique et d’irradiation ciblée. Ce choix favorise ainsi une cohérence entre les données d’imagerie et histologiques animales, et celles prévues chez l’Homme, renforçant la validité translationnelle du modèle. Les souris seront âgées de 7 semaines à la réception afin qu’elles aient atteint le stade adulte et un système immunitaire mature lors de la séquence thérapeutique.