Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale, reproduit depuis ALURES
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-152120)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les souris immunodéficientes sont depuis plusieurs décennies des modèles de choix pour la transplantation de cellules humaines pour obtenir des souris humanisées car elles sont particulièrement tolérantes à l’implantation de cellules ou tissus. Les souris sont dites « humanisées » lorsqu’elles développent un système immunitaire humain après la greffe des cellules humaines. Le développement et la production de souris humanisées par injection de cellules souches humaines consiste à proposer des modèles expérimentaux pertinents et adaptés en recherche biomédicale sur les maladies inflammatoires aux utilisateurs finaux (académiques et industriels). L’une des particularités de ces modèles est le développement de plusieurs sous populations de globules blancs humains restant présents pendant plusieurs mois chez l’animal injecté, permettant ainsi de réaliser des études plus longues. Ainsi ce type de modèle permet l’étude de nombreuses pathologies dans lesquelles le système immunitaire joue un rôle majeur chez l’Homme dans des domaines tels que la production de cellules du sang, l’immunologie, les maladies infectieuses, la vaccination, l’oncologie et les maladies auto-immunes. Ces modèles permettent également l’amélioration de traitements et des méthodes de diagnostics notamment en oncologie, le cancer étant la première cause de mortalité prématurée ; mais aussi les maladies inflammatoires chroniques et certaines maladies d’origines infectieuses. Parmi les traitements, l’immunothérapie fait partie de ces nouveaux traitements innovants qui a révolutionnée la prise en charge des patients atteints de cancer. L’oncologie n’est pas le seul domaine dans lequel l’immunothérapie a eu des effets prometteurs et encourageants, les maladies inflammatoires chroniques ainsi que certaines maladies d’origines infectieuses sont sensibles à l’immunothérapie. Le recours à ces souris humanisées devrait permettre d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques nécessitant des modèles expérimentaux au plus proche de la situation humaine et permettant l’étude des réactions inflammatoires.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le développement des souris humanisées pour le système immunitaire permet d’améliorer la compréhension des mécanismes pathologiques et immunologiques, d’identifier des marqueurs biologiques caractéristiques et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques pour l’Homme. Les modèles de souris « humanisées » sont donc des modèles très pertinents pour le développement de traitements pharmacologiques. Depuis quelques décennies, le modèle humanisé est notamment très présent dans les études de nouvelles thérapies innovantes, dites immunothérapies. Il s’agit de thérapie qui se basent sur le fonctionnement du système immunitaire et de sa compréhension afin de combattre la pathologie du patient. Il n’est plus question de viser directement l’infection ou la tumeur, mais d’activer/booster le système immunitaire. De grand espoirs sont fondés notamment sur la médecine dite « personnalisée », pour laquelle ces modèles permettraient de greffer le système immunitaire et la tumeur d’un patient à des souris pour tester plusieurs thérapies avant l’administration du traitement le plus efficace au patient.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Une partie des animaux recevront des injections d’un produit réduisant les cellules de la moelle osseuse ou une dose d’irradiation comme pré-traitement. Pour chacune des procédures dans la phase de validation, une injection unique de cellules humaines sera réalisée dans la veine de la queue ou dans le foie en fonction de l’âge de l’animal. Pour toutes les procédures, des prélèvements sanguins seront effectués à plusieurs reprise jusqu’à 1 fois toutes les deux semaines post-humanisation dans la veine sous-mandibulaire. Pour chacune des procédures dans la phase de production, une injection intraveineuse unique de cellules humaines sera réalisée dans la veine de la queue ou dans le foie en fonction de l’âge de l’animal. Chaque geste sera réalisé en moins d’une minute pour diminuer au maximum le stress et la douleur.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Après production et validation des contrôles qualités, les souris seront expédiées aux partenaires. Ces déplacements peuvent induire un certain stress par la manipulation et les bruits inhabituels. Lors du protocole d’humanisation les injections ou les rayons X, pourront induire un bref état de stress et/ou de douleur. Un ou plusieurs prélèvements de sang seront réalisés sur de petit volume et ave un écart d’au moins deux semaines entre les prélèvements, ce qui pourra aussi induire un stress et/ou une douleur transitoire. Un effet secondaire connu lié à l’injection de cellules humaines du sang se déclare chez la souris injectée. Il s’agit de l’apparition de la maladie du greffon contre l’hôte, amenant à des lésions tissulaires à travers une réponse inflammatoire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux de la phase de validation seront mis à mort (points limites atteints ou fin de protocole). Les animaux de la production seront expédiés à nos partenaires pour une utilisation continue ou gardés en fin de validité si un suivi de l’humanisation dans le temps est nécessaire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Pour le moment, ce type de modèle n’est pas remplaçable car il s’agit d’un modèle complexe et innovant mimant le système immunitaire humain, mélangeant de nombreux mécanismes encore méconnus qui nécessitent encore des avancées en recherche fondamentale. Actuellement, il n’existe pas d’équivalent aussi complet in vitro, ex vivo ou in silico. Par ailleurs, les souris humanisées permettent d’approcher la situation physiologique humaine en limitant le recours aux modèles de primates non-humains.
2. Réduction
Les modèles testés sont déterminés en fonction des tendances et besoins sur les avancées scientifiques en lien avec les pathologies citées en introduction, par conséquent aux besoins expérimentaux liés à l’utilisation de ces animaux auprès de nos partenaires. Nous avons utilisé un test statistique afin de déterminer le nombre d’animaux à inclure dans nos sous-groupes. Les paramètres utilisés sont tirés de la recherche bibliographique et de nos données internes ou partenariat relatives au processus. Pour la partie mise au point ou amélioration de protocole, nous testerons un ou différents paramètres pour un modèle donné. Pour chaque modèle, le nombre de groupes de souris entrant en protocole pourra varier en fonction des paramètres suivants : •Nouveau-nés versus juvéniles (entre le sevrage et la maturité sexuelle), •Techniques de traitement : produit réduisant les cellules de la moelle osseuse versus irradiation ou absence de traitement (en fonction du modèle), •Dose de traitement : jusqu’à 5 doses différentes testées, •Quantité de cellules souches humaines : jusqu’à 3 quantités différentes, •L’injection d’un mélange de donneurs de cellules souches humaines versus l’injection d’un donneur unique, •L’ajout ou non d’un agent booster du système immunitaire humain. Pour chaque test, un groupe contrôle sera ajouté, compris entre 1 et 10 souris, pour observer l’impact de nos protocoles sur les animaux et servir de témoins dans nos analyses. Pour un modèle donné, les paramètres testés seront choisis en fonction des données bibliographiques, des données internes et des spécificités du modèle, équivalent à 20 souris maximum par sous-groupes. Si les résultats ne sont pas concluants, des tests complémentaires pourront être menés pour évaluer la dose administrées ou l’impact des quantités de cellules humaines injectées lors de l’humanisation. Pour la partie production, des lots de souris produites seront proposées aux partenaires sur des souches préalablement étudiées et connues par notre établissement, répondant aux besoins commerciaux. Un nombre maximal de 100 souris par lot pourront être produites, toute demande supérieure fera l’objet d’une commande spécifique demandée par le client (Les commandes spécifiques seront réalisées dans le respect du protocole de la souche concernée et le bien-être des souris).
3. Raffinement
Un hébergement sous barrière sanitaire de niveau élevé est appliqué (litière, enrichissement et congénères) associé à une surveillance quotidienne. Toutes les observations feront l’objet d’une documentation adaptée. Le maintien de conditions d’hygiènes strictes exemptes de pathogènes et d’opportunistes étant la clé pour éviter l’expression du phénotype dommageable des animaux immunodéficients et limiter les nuisances associées. En fonction du pré-traitement choisi, un analgésique pourra être injecté si les animaux présentent des signes de douleur. En cas manipulation répétés sur les nouveaux nés, il sera nécessaire d’imprégner l’odeur de chaque cage par application de sciure souillé sur les gants du manipulateur pour éviter l’abandon des nouveaux nés par la mère. Concernant les prélèvements sanguins, les animaux seront prélevés de manière répétée jusqu’à 1 fois toutes les deux semaines à partir de 2 semaines post-humanisation au niveau de la veine sous mandibulaire pour que le prélèvement soit le moins invasif possible. Le volume maximal prélevé respectera les recommandations de 7,5% du volume sanguin de la souris afin que les souris puissent être prélevées 1 fois toutes les deux semaines en alternant le coté de prélèvement. Si nécessaire, une injection de sérum physio pourra être réalisé après chaque prélèvement pour rétablir la volémie des animaux et leur permettre une récupération plus rapide. Une attention particulière sera apportée à tout animal présentant des signes potentiellement avant-coureurs de la maladie du greffon pour appliquer des points limites. Après production, les souris seront expédiées aux partenaires. Pour limiter le stress occasionné par le transport, des processus d’envoi ont été établi. Pour des transports de moins de 24 heures à 48heures, tous nos colis contiennent de la litière, de l’enrichissement de l’aliment et un gel de transport. Pour les transports plus longs comme ceux en avion, la quantité d’aliment et de gel de transport est doublé.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix de l’espèce est conditionné par les besoins scientifiques des projets de nos partenaires. Les rongeurs sont des modèles animaux simples à élever, relativement peu coûteux à reproduire et à entretenir en grand nombre ainsi qu’à manipuler et modifier génétiquement comparativement à d’autres espèces. Ils représentent un modèle de choix pour les études précliniques en raison de leur petite taille, de leur courte gestation, de leur durée de vie et de la disponibilité en réactifs expérimentaux. Le génome des souris est bien caractérisé et très comparable au génome humain, avec 90% des gènes humains qui ont un équivalent chez la souris. Enfin, la proximité clinique entre les modèles de rongeurs génétiquement modifiés et les maladies humaines fait de ceux-ci des modèles de choix relativement robustes pour extrapoler les résultats et en tirer des résultats pertinents pour la pathologie humaine. Que ce soit pour la mise au point ou la production, les souris pourront entrer dans le protocole à des âges différents. Cet âge sera choisi en fonction du protocole le plus pertinent pour une souche donnée. Les souris pourront être humanisées soit à l’état nouveau-né ou soit entre le sevrage et la maturité sexuelle. Pour une humanisation à l’état nouveau-né, les souris recevront une injection de cellules souches humaines entre 3 et 4 jours après naissance. Pour une humanisation entre le sevrage et la maturité sexuelle, les souris recevront une injection de cellules souches humaines entre la 3ème et la 8ème semaine après la naissance.