Evaluation de l’effet FLASH sur animal éveillé.

La radiothérapie est l’une des méthodes les plus efficaces et les plus utilisées pour traiter les cancers. Au moins 50% des patients atteints d’un cancer sont traités par radiothérapie durant leur maladie. Le principal défi de la radiothérapie est de parvenir à déposer une dose curative dans la tumeur tout en s’assurant que les tissus sains environnants soient préservés dans leur intégrité. Pour certains types de tumeurs radiorésistantes comme les gliomes (tumeurs cérébrales), la radiothérapie ne peut être que palliative. Pour parvenir à une dose de radiation curative, le risque de dommages graves aux tissus sains est trop élevé pour pouvoir être considéré. Dans ce contexte, notre objectif principal s’inscrit dans l’amélioration des traitements de radiothérapie. Dans le cadre de ce projet, nous nous focaliserons sur des techniques innovantes utilisant de nouvelles modalités de traitement qui ont montré un intérêt significatif dans la préservation des tissus sains (même à des doses très élevées) ainsi qu’un effet très efficace sur le contrôle de la croissance tumorale et une activation efficace du système immunitaire chez des rongeurs. Il s’agit de la thérapie FLASH, qui utilise un fort débit de la dose, ca veut dire les temps d’irradiation sont très courts (< 1 ms) Nous cherchons à améliorer encore la compréhension et utilisation optimale de ce techniques innovantes qui utilisent un fort débit de la dose. Nos critères d’évaluation pour l’efficacité de la technique vont porter sur la préservation des tissus sains environnants la tumeur . En particulier, l’objectif est de comprendre si la diminution d’oxygénation des tissus irradiés liée à l’anesthésie impacte ou non l’effet de l’irradiation des tissus environnants et évaluer la pertinence du modèle d’irradiation chez l’animal anesthésié alors qu’en clinique l’irradiation est faite sur patient vigile. Il est donc pertinent de réaliser une expérience avec des animaux éveillés afin de vérifier si l’effet FLASH se maintient ou pas du tout dans des conditions de traitement réalistes.

Ce projet pionnier a un fort impact sociétal. Il explore des techniques novatrices en radiothérapie (RT), moins agressives pour les tissus sains. Le gain en matière d’épargne/récupération tissulaire contribuera à l’élimination du principal obstacle dans les traitements de cancer par RT : les doses de tolérance des tissus normaux. A la fin du projet, nous disposerons d’études radiobiologiques dans des conditions réalistes qui aideront a établir ou dessiner des essais cliniques de façon moins risquée et qui pourront bénéficier à des patients qui actuellement reçoivent un traitement seulement palliatif et pour lesquels les conséquences sur les tissus sains sont très impactantes pour leur qualité de vie et pouvant également ouvrir une voie vers un traitement efficace des tumeurs très radiorésistantes. En outre, les connaissances biologiques acquises permettront d’améliorer l’utilisation de la radiothérapie FLASH et les protocoles de patients futurs

Dans un premier groupe, les animaux vigiles seront maintenus en contention en vue d’être irradiés au niveau de la patte (durée du geste inférieure à 3 minutes). Dans un second groupe, les animaux anesthésiés seront irradiés au niveau de la patte (durée de l’anesthésie : 20 minutes). Les deux groupes seront ensuite suivis pendant 3 mois pour évaluer les effets de l’irradiation sur la peau (contrôle visuel).

Suite à l’irradiation des signes de détresse ou de mal-être (douleur à la patte irradiée)peuvent apparaître, suivis d’une perte de poids transitoire et d’une Réduction de la mobilité pendant 3 à 5 jours. Les animaux peuvent présenter des dépilations voire des croûtes et même des ulcérations au site d’irradiation pendant 5 à 6 jours . Les souris seront maintenues dans un tube de contention adapté à l’irradiation de la patte (quelques secondes),

Les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem

Nos critères d’évaluation pour l’efficacité de la technique vont porter sur la préservation des tissus sains. De même, les mécanismes inflammatoires et vasculaires induits par l’irradiation ne pourront être étudiés que dans la globalité d’un organisme vivant intégré. Il est donc impossible de faire nos d’études avec des approches in vitro ou en utilisant des organoïdes. Aussi, le recours à des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans ce projet et il nous est indispensable de développer des modèles animaux.

Le nombre d’animaux a été déterminé à l’aide d’outils statistiques pour utiliser le moins d’animaux possibles tout en obtenant des résultats significatifs.

Un délai minimum d’une semaine est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Une étape de socialisation des souris sera mise en place avant toute expérimentation : les souris seront manipulées quotidiennement pour les habituer au manipulateur et à la préhension et permettre ainsi une réalisation plus aisée et moins stressante des procédures expérimentales par la suite. Les souris seront habituées au tube de contention dès la fin de leur acclimatation à leur nouvel hébergement. Dans un souci de Raffinement, tout d’abord, nous veillerons quotidiennement au bien-être des animaux (une grille de score est mise en place pour évaluer de façon objective l’état des animaux) pour permettre la détection de signes précoces de détresse ou de mal-être (détail des points limites appliqués dans la description de la procédure). Suite à l’irradiation des signes de détresse ou de mal-être peuvent apparaître, suivis d’une perte de poids et d’une Réduction de la mobilité pendant quelques jours (3 à 5 jours) pour y remédier, des aliments appétants sont ajoutés dans la cage. Les animaux peuvent présenter des dépilations voire des croûtes et même des ulcérations à l’endroit de l’irradiation pendant quelques jours (5 à 6 jours), une crème apaisante-cicatrisante et des antalgiques seront administrés sur la peau pour permettre la cicatrisation (au minimum 1 semaine, application quotidienne). En cas d’atteinte d’un point limite, conformément à la grille de score, les animaux seront mis à mort.

Les rongeurs sont particulièrement utilisés en cancérologie et dans les études de radiothérapie car il s’agit d’espèces génétiquement caractérisées et pour lesquelles les références bibliographiques sont très nombreuses dans la littérature ayant trait au domaine de la radiothérapie. De plus le modèle utilisé est pertinent pour une translation clinique future des résultats. Si l’anesthésie induit une perte d’effet FLASH, son utilisation sera déconseillée pour les futurs patients. Le modèle de souris est parfaitement adapté pour répondre à cette question. Les procédures seront réalisées sur des animaux adultes de 8-10 semaines, âge compatible avec un développement suffisant et la possibilité de garder les animaux assez longtemps pour permettre une étude des effets à long terme de l’irradiation.