Notre projet vise à développer des modèles précliniques pertinents pour les tests thérapeutiques de molécules nouvelles ou en repositionnement. Ces modèles pourront être utilisés en interne au sein de notre Unité, ou en externe pour le public ou le privé. Les retombées de notre projet ont donc des implications potentielles très importantes pour la clinique, et permettront ainsi d’ouvrir de nouvelles perspectives pour le traitement de ces cancers. Du fait que les patients deviennent généralement résistants aux thérapies anti-tumorales classiques, il y a un besoin urgent de découvrir, de développer et valoriser de nouvelles alternatives thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des patients notamment aux stades avancés. Ils permettront également d’appréhender les mécanismes de résistance aux thérapies, qui sont souvent un frein au développement de thérapies efficaces, et qui sont en grande partie dues à l’hétérogénéité tumorale, que les autres modèles, cités plus haut, ne peuvent pas reproduire.

Comme il s’agit de greffer des petits morceaux de tissus tumoraux, il est possible qu’il y ait une douleur au site d’incision, et une infection au point de suture. Une inflammation au site d’injection est aussi possible. Par ailleurs, la xénogreffe étant située en haut du dos, elle n’engendre aucune gêne de déplacement des animaux et ne génère pas non plus de douleurs particulières ; Les modèles de xénogreffes dérivées de patients (PDX, pour Patient-Derived tumor Xenografts) existent depuis quelques décennies, pour virtuellement tous les cancers, et ils sont développés par de nombreux laboratoires publics comme privés, en France, en Europe et à travers le monde, sans que des nuisances particulières aient pu être reportées. Aucun impact sur le comportement n’a été non plus répertorié dans ce type d’expérimentations.

Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expérimentations afin de collecter un maximum de tissus afin de procéder à des analyses complémentaires et soulager les douleurs éventuelles.

Les taux de prise de xénogreffe en primo-implantation pour chaque type tumoral (indiqué chapitre 3.3.2.2 sont : Poumon, 29% ; Foie, 38% ; Pancréas, >50% ; Rein, 9% ; Vessie, 18% ; Prostate, 2% : Mélanome, 27%, pouvant légèrement différer suivant les sources bibliographiques et les caractéristiques des tumeurs utilisées). Notre volonté est de pouvoir disposer et proposer entre 30 et 40 modèles PDX par type de cancer. Un large panel est nécessaire pour tenir compte de l’hétérogénéité tumorale, qui est très important dans les réponses disparates aux thérapies existants, en repositionnement et très probablement aux thérapies émergentes à venir. Par conséquent, nous estimons devoir récupérer environ 50 tumeurs par an pour chaque cancer, soit un total d'environ 350 tumeurs (environ 1750 tumeurs sur 5 ans). Il s’agit donc d’un nombre minimal d'animaux nous permettant d'une part d'optimiser la prise de greffe et d'autre part d'obtenir assez de matériel à la fois pour le maintien du modèle et les analyses/expériences éventuelles ultérieures. Par ailleurs, étant limité par la quantité de matériel biologique, le prélèvement initial (issu du patient) sera greffé au maximum sur 10 souris (entre 2 et 10 souris). Pour l'entretien du modèle, du passage 2 au passage 10 ; 5 souris par passage et par modèle sont suffisantes pour atteindre l'objectif du projet. En conclusion, 27500 animaux seront requis pour la durée du projet. Nous avons ainsi réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés pour les différentes étapes du projet. Le but étant d’établir des modèles stables, aucune analyse statistique n’est nécessaire à cette étape. Ces modèles serviront aux tests thérapeutiques par des laboratoires publique et/ou privées ainsi que par notre laboratoire.

Le raffinement sera assuré par un enrichissement des cages pour le confort des animaux (des bâtons à ronger pour limiter les querelles ; des carrés de coton pour une nidification ; des igloos, permettant le jeu et le repos). Les souris seront nourries et hébergées en groupe ; elles ne seront séparées qu'en cas de comportement agressif avec induction de plaies. Nous diminuerons la douleur et l'angoisse liées à la xénogreffe en opérant sous anesthésie générale, avec une anesthésie locale au site d’implantation, et en appliquant une analgésie péri- et post-opératoire. Les animaux seront maintenus au chaud sur un tapis chauffant pendant la xénogreffe et pendant la phase de réveil, phase pendant laquelle les animaux seront surveillés en continu. De plus, nous avons établi des points limite qui mettront fin à l’expérimentation en cas de souffrance et d’inconfort des animaux.

Les pathologies cancéreuses en général se caractérisent par une grande variabilité cytogénétique (variation de l’ADN des cellules tumorales) entre les individus et sont généralement hétérogènes au sein même de la tumeur. Or, jusqu'à présent, les modèles d'étude en oncologie se basent sur les lignées cancéreuses clonales qui ne reflètent pas l'hétérogénéité de la tumeur in situ. Par ailleurs, les modèles expérimentaux in vitro ne prennent pas en compte le rôle du microenvironnement dans le développement tumoral. Ainsi, malgré le développement de cultures 3D dont la mise en place reste difficile, les modèles animaux s'avèrent donc indispensables pour la recherche translationnelle en oncologie. Le modèle expérimental décrit dans ce projet nécessite l'utilisation d'animaux immuno-déprimés pour permettre la greffe d'un tissu étranger. Les greffes seront réalisées sur des souris jeunes âgées de 5 à 6 semaines afin d’avoir un système immunitaire encore très peu mature, permettant d’assurer une prise de greffe optimale.