Décrire les objectifs du projet (par exemple, répondre à certaines interrogations scientifiques ou à des besoins scientifiques ou cliniques).
L’immunothérapie, une avancée majeure en médecine, exploite les mécanismes naturels du système immunitaire pour combattre diverses maladies, notamment le cancer. Une approche importante de cette thérapie consiste à isoler des cellules du système immunitaire du patient (les lymphocytes T) et à les modifier génétiquement pour les rendre capables de reconnaitre et cibler des protéines présentes à la surface des cellules cancéreuses. Après culture et expansion en laboratoire, ces cellules modifiées connues sur le nom de CAR-T, sont réintroduites dans le patient, où elles traquent et détruisent sélectivement les cellules cancéreuses, constituant ainsi une approche innovante et un espoir dans le traitement du cancer. En effet, les cellules CAR-T sont désormais un élément essentiel de la prise en charge des patients atteints de cancers, tout comme la chirurgie, la chimiothérapie, la radiothérapie et autres thérapies ciblées. Et pour cause, elles ont démontré des résultats cliniques remarquables dans le traitement des cancers du sang en rechute ou résistants aux traitements classiques, et sont en cours de développement pour les tumeurs solides. Malgré leurs succès, les cellules CAR-T présentent des défis et des limites. Des recherches actuelles visent à améliorer ces cellules en utilisant des manipulations génétiques pour réduire leur toxicité, les rendre plus durables dans le corps et prévenir leur perte d’efficacité anti-tumorale au fil de temps. De nombreux partenaires, faisant appel à notre expertise, s'efforcent à comprendre et à évaluer les conséquences des modifications génétiques spécifiques introduites dans les cellules CAR-T sur leur efficacité dans la lutte contre les tumeurs. Ils cherchent également à étudier comment les cellules CAR-T interagissent avec d'autres traitements potentiels tels que des médicaments ou des anticorps pour contrôler la progression des tumeurs. Pour ce faire, après la conception et la modification génétique de variants spécifiques de cellules CAR-T, nous évaluerons leur réponse anticancéreuse en les caractérisant d'abord dans le laboratoire (in vitro), puis en suivant leur évolution et en étudiant leur fonctionnement dans un modèle ronger (in vivo) greffé avec des lignées cancéreuses d’origine humaine. L’évaluation fonctionnelle in vivo est cruciale pour valider l'efficacité thérapeutique préclinique des différents variants de cellules CAR-T dans le traitement de différents types de cancers chez l'homme.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet? Expliquer en quoi le projet pourrait faire progresser les connaissances scientifiques ou quels bénéfices les êtres humains, les animaux ou l’environnement pourraient en tirer à terme. Le cas échéant, distinguer les bénéfices à court terme (pendant la durée du projet) et les bénéfices à long terme (susceptibles d’être obtenus après l’achèvement du projet).
Bien que les cellules CAR-T, approche thérapeutique en plein essor, offrent des avantages significatifs dans le traitement de certains types de cancer, elles font face à plusieurs défis et limitations. Pour mieux comprendre le fonctionnement de ces cellules, des études expérimentales approfondies et des essais précliniques sont nécessaires Les traitements ciblant spécifiquement les tumeurs avec des cellules CAR-T peuvent parfois entraîner des effets secondaires sérieux, comme une réponse inflammatoire sévère et des problèmes neurologiques. De plus, ces thérapies peuvent être limitées par la durée pendant laquelle les cellules CAR-T restent actives dans le corps, la complexité de l'environnement autour de la tumeur et le manque d'antigènes spécifiques aux tissus cancéreux et n’étant pas exprimés sur les tissus sains du patient. Malgré les avancées dans le développement de différentes générations de cellules CAR-T, les progrès technologiques offrent de nouvelles possibilités pour améliorer encore leur efficacité et leur tolérance chez les patients. Dans le domaine de la recherche sur les cellules CAR-T, les modèles murins de greffes de cellules tumorales humaines sont extrêmement importants. Ils fournissent une plateforme pour étudier différents aspects, tels que la façon dont les cellules CAR-T reconnaissent les cibles tumorales, comment elles s'activent, leurs mécanismes d'action, leur durée d'activité, et comment elles sont tolérées. En recréant des conditions similaires à celles des patients atteints de cancer, ces modèles offrent un environnement expérimental précieux. En outre, ils reproduisent la diffusion et la migration des cellules CAR-T dans tout le corps, contribuant ainsi à une meilleure compréhension des réponses thérapeutiques et des interactions complexes entre cellules dans le contexte du traitement du cancer.
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale (par exemple, injections, procédures chirurgicales)? Indiquer le nombre et la durée de ces procédures.
Les souris seront soumises à divers actes de manipulation tout au long de ce projet, à savoir : 2 injections uniques de cellules par voie intraveineuse sur animal anesthésié au début de projet (<1 minute par souris). 1 injection en sous-cutanée sous anesthésie (<30 secondes par souris). 1 injection en intrapéritonéal sur animal vigile (<15 secondes par souris) + anesthésie gazeuse pendant <8 minutes pour analyse de croissance tumorale par imagerie spécial (bioluminescence). Ceci 1 fois/semaine sur toute la durée du suivi (4 semaines pour les tumeurs liquides, 6 semaines pour les tumeurs solides). Le cas échéant, mesure de la croissance tumorale au pied à coulisse suivant la même fréquence. 1 prélèvement sanguin par voie intraveineuse sur animal vigile, 3 semaines après l’injection de cellules CAR-T (< 2 minutes par souris) une seule fois par projet. Pesées hebdomadaires 1 fois/semaine sur animal vigile, effectuées le jour même de l’analyse de suivi tumoral. En cas de perte de poids observée, des pesées supplémentaires seront réalisées deux fois par semaine ou tous les jours.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux, par exemple, douleur, perte de poids, inactivité/mobilité réduite, stress, comportement anormal, et la durée de ces effets?
La durée de chaque étude inscrite dans ce projet est de 4-6 semaines, en fonction du type de tumeur ciblée et du temps nécessaire à sa croissance. Au cours de cette période, les animaux seront soumis à plusieurs procédures techniques nécessitant une contention pouvant engendrer du stress, tels que : injections de cellules tumorales, injection de cellules CAR-T, suivi tumorale par imagerie ou par pied au coulisses, prélèvement sanguin (1 seul prélèvement de sang 3 semaines après l’injection de cellules CAR-T) et des pesées hebdomadaires. Des effets indésirables liés à la croissance tumorale pourraient apparaître : douleur, mobilité réduite, perte de poids, prostration. Cependant, nous avons mis en place des points limites pour minimiser la gêne et l'inconfort des animaux causéx par la présence de la tumeur. En cas de persistance de ces signes l’animal sera mis à mort. Tous les actes techniques sur les souris seront réalisés par du personnel expérimenté et spécialisé dans ces techniques afin de limiter les contraintes subies par l’animal, ce qui garantit leur bien-être tout au long des étapes expérimentales
Quelles espèces et combien d’animaux est-il prévu d’utiliser? Quels sont le degré de gravité des procédures et le nombre d’animaux prévus dans chaque catégorie de gravité (par espèce)?
Espèce
Nombre total
Nombre estimé par degré de gravité
Sans réveil
Légère
Modérée
Sévère
Souris (Mus musculus)
5600
Qu’adviendra-t-il des animaux maintenus en vie à la fin de la procédure?
Espèce
Nombre estimé d’animaux à réutiliser, à replacer dans l’habitat/le système d’élevage ou à proposer à l’adoption
Réutilisé
Replacé dans l’habitat naturel ou le système d’élevage
Proposé à l’adoption
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Au début de notre étude, lors de la constitution des différents groupes d’animaux en expérimentation (randomisation), ceux qui ne remplissent pas les conditions requises pour que la tumeur se développe correctement seront euthanasiés immédiatement. L'euthanasie par inhalation de CO2 sera appliquée à tous les animaux de l'étude avant d'atteindre tout point limite éthique, à la fin de la période expérimentale, ou dès que l'objectif scientifique est accompli.
1. Remplacement
Indiquer quelles sont les alternatives non animales disponibles dans ce domaine et pourquoi elles ne peuvent pas être utilisées aux fins du projet.
Nous étudions attentivement comment différents modèles de cellules CAR-T, qui sont des cellules immunitaires modifiées pour combattre les cellules cancéreuses, fonctionnent. Pour ce faire, nous effectuons plusieurs tests pour comprendre à quoi elles ressemblent (leur phénotype) et comment elles agissent (leur fonction). Cependant, ces tests ont leurs limites car ils sont réalisés dans des conditions de laboratoire, en utilisant des plaques de culture où les cellules CAR-T sont mises en contact avec des cellules tumorales. Malgré toute l’information qu’il nous apporte, ce système en laboratoire est très simplifié et ne prend pas en compte de nombreux éléments importants qui existent dans le corps humain, notamment l'environnement complexe autour des tumeurs. Pour vraiment comprendre comment ces cellules CAR-T pourraient fonctionner chez les personnes, en l’occurrence chez les patients atteins de cancers, il est nécessaire de les étudier dans un organisme vivant, tel quel un modèle murin, qui reproduit de manière plus réaliste les conditions que l'on trouve chez les humains. En utilisant des souris, nous pouvons confirmer comment les cellules CAR-T agissent et si elles peuvent surmonter les défis rencontrés dans l'environnement autour des tumeurs. Ces défis incluent un réseau complexe de différentes cellules, de signaux moléculaires, de vaisseaux sanguins, et d'autres éléments qui interagissent de manière dynamique et qui peuvent limiter l'efficacité des cellules CAR-T. Ces interactions sont difficiles à reproduire de manière réaliste en laboratoire. En résumé, étudier ces cellules dans des organismes vivants nous aide à choisir les cellules CAR-T qui sont les plus prometteuses pour le traitement du cancer, en éliminant celles qui ne montrent pas d'activité anticancéreuse. Cela nous donne une base solide pour continuer notre recherche et pouvoir apporter ainsi du rationnel scientifique pour le développement des traitements plus efficaces contre le cancer.
2. Réduction
Expliquer comment le nombre d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé. Décrire les mesures prises pour réduire le nombre d’animaux à utiliser et les principes appliqués pour concevoir les études. S’il y a lieu, décrire les pratiques qui seront appliquées tout au long du projet pour limiter le plus possible le nombre d’animaux utilisés sans perdre de vue les objectifs scientifiques. Ces pratiques peuvent notamment consister en études pilotes, modélisation informatique, partage et réutilisation des tissus.
Dans la première étape de ce projet, nous étudions et vérifions l’activité anti-tumorale des diverses versions de cellules CAR-T face à un ou plusieurs modèles de tumeur, augmentant ainsi la probabilité d’obtention de réponses favorables dès les premières séries d’expérimentations sur des souris. Cela signifie que nous essayons de faire le moins d'essais possible et d'utiliser le moins d'animaux nécessaires, tout en faisant en sorte de garantir la fiabilité de nos résultats. Nous considérons également d’autres éléments nous permettant de réduire le nombre de souris en expérimentation, notamment : a) l’analyse de plusieurs groupes d’étude en même temps avec un seul groupe témoin ; b) le suivi de la croissance de tumeurs chez les souris par imagerie spécial (bioluminescence), ce qui permet de réduire le nombre d'animaux étudiés, car les images peuvent être extraites des mêmes sujets au fil du temps sans avoir à sacrifier l’animal pour mesurer la croissance des tumeurs ; c) les types de lignées de cellules cancéreuses que nous utilisons ont été étudiés en détail, ce qui nous permet de déterminer la quantité optimale de cellules à injecter pour que la tumeur se développe, réduisant ainsi le nombre de groupes d’animaux nécessaires pour tester différentes quantités de cellules tumorales.
3. Raffinement
Donner des exemples des mesures spécifiques qui seront prises (par exemple, surveillance accrue, soins postopératoires, gestion de la douleur, entraînement des animaux) pour réduire au minimum les effets sur le bien-être des animaux (les nuisances causées). Décrire les mécanismes permettant d’intégrer de nouvelles techniques de raffinement pendant la durée de vie du projet.
Les animaux utilisés dans les expériences seront hébergés dans un environnement dédié, appelé zone EOPS, dans des cages par groupes de 5 au maximum, du même sexe, avec suffisamment d'espace pour se déplacer librement et un accès libre à la nourriture et à l'eau. Pour rendre leur habitat plus agréable, nous enrichirons leurs cages en ajoutant de la litière en copeaux de bois stérilisée, une maisonnette en carton pour qu'ils aient un endroit où se cacher, ainsi que des morceaux de papier Kraft ou "Sizzle Pad" qu'ils pourront grignoter pour construire un nid. Un temps d’adaptation d’une semaine minimum sera également respecté entre la réception des animaux et le début du protocole expérimental. Pour limiter les effets de stress et de douleur des animaux, les interventions telle que les injections de cellules tumorales et de cellules CAR-T seront réalisées sous anesthésie. Une surveillance quotidienne sera effectuée pour repérer tout signe de détresse ou de souffrance chez les souris, et des mesures appropriées seront immédiatement prises Pour évaluer leur bien-être, nous utiliserons une grille de notation qui prend en compte leur comportement naturel, leur comportement en réponse à certaines situations, les changements de poids, ainsi que les caractéristiques expérimentales, comme l'apparence et la taille des tumeurs. Si les scores atteignent des seuils critiques préétablis, cela pourrait entraîner l'euthanasie de l'animal. Toutes les personnes impliquées dans ce projet ont les qualifications nécessaires et ont démontré les compétences requises pour manipuler les animaux de manière éthique. Pour suivre la croissance des tumeurs, nous utiliserons principalement une méthode non invasive appelée bioluminescence in vivo sous anesthésie gazeuse. Si nécessaire, nous effectuerons des mesures régulières à l'aide d'un pied à coulisse.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents
Le projet nécessite l'utilisation d'une espèce animale dont le fonctionnement interne (physiologie) se rapproche le plus de celui de l'Homme ce qui justifie notre choix d'utiliser des souris comme modèle. Les souris présentent une similitude génétique élevée avec les humains, avec 99% de leurs gènes correspondants à ceux de l'homme. Cela signifie que les résultats obtenus lors des études sur les souris sont plus susceptibles de refléter les réponses biologiques humaines. Actuellement, l'utilisation de souris immunodéficientes (agées de 8 semaines), répresent un avantage majeur pour notre approche, en raison de leur déficit immunitaire profond, facilitant ainsi la prise de greffe de cellules immunitaire et de cellules tumorales, toutes les deux d’origine humaine. Ceci offre la possibilité d'évaluer les immunothérapies avec des cellules CAR-T humaines dans un modèle de souris. En outre, les souris sont des animaux de petite taille, qui se reproduisent rapidement et sont faciles à élever en laboratoire.
Raisons de l’appréciation rétrospective
Prévoit des procédures sévères
Utilise des primates non humains
Explication de l’autre raison de l’appréciation rétrospective