Modélisation animale

De nombreux modèles animaux ont été développés dans le but de comprendre la pathogénie de l’OB chez l’homme. Certains modèles ont permis de reproduire la séquence carcinogénétique en induisant de manière expérimentale un reflux. L’utilité de la modélisation animale se justifie car elle permet (i) d’étudier les mécanismes carcinogénétiques et de tester l’effet thérapeutique de certaines molécules, (ii) l’adénocarcinome humain sur OB est un événement rare et imprévisible à l’échelon individuel, les travaux chez l’homme nécessitant donc de grandes cohortes et un suivi de plusieurs années, enfin (iii) les limites des modèles in

vitro et ex vivo, ont été soulignées précédemment.

Le modèle animal idéal pour comprendre la pathogénie de l’OB devrait avoir des caractéristiques anatomiques, physiopathologiques et génétiques similaires à l'homme. Il a été proposé un modèle avec développement spontané d’une métaplasie intestinale au niveau de la JOG avec présence de glandes œsophagiennes sous-muqueuses qui pourraient mimer au mieux l’œsophage humain (Macke, Nason et al. 2011). Cependant hormis chez les primates aucun modèle animal ne présente de développement spontané d’AO sur OB.

Cependant l’induction d’AO a pu être réalisée par manipulation chirurgicale dans différents modèles.

49 Ainsi, le premier modèle décrit a été réalisé chez le chien (Bremner, Lynch et al. 1970). Il s’agissait d’une cardioplastie associée à une mucosectomie permettant de créer un reflux. Les résultats témoignaient de la formation d’un épithélium glandulaire, avec des cellules caliciformes dans la zone d’œsophage exposée au reflux, permettant de démontrer le caractère acquis de lésion de métaplasie et de renforcer la théorie transitionnelle (les glandes sous muqueuse étant emportées par la mucosectomie).

1.5.3.1 Modélisation chez le rat

Les études de modélisation de la séquence carcinogénétique ont été principalement développées chez le rat (Ireland, Peters et al. 1996; Miwa, Sahara et al. 1996; Goldstein, Yang et al. 1997; Moore, Barry et al. 2001; Pera, de Bolos et al. 2007) et donnent des résultats hétérogènes.

La réalisation d'une cardioplastie a été proposée afin de reproduire un RGO mais avec des résultats inconstants (Melo, Kruel et al. 1999). Les deux principaux types d’interventions utilisés ont été les anastomoses œso-duodénales et les anastomoses œso-jéjunales (Mirvish 1997). L'adjonction ou non d'une gastrectomie permet d’exposer l’œsophage à un reflux uniquement biliaire (avec gastrectomie) ou acido-biliaire (sans gastrectomie).

Dans ces modèles de rat, l'analyse du liquide de reflux retrouvait la présence des principaux acides biliaires et de l'acide gastrique. Il existait une œsophagite constante, témoin de l’agression chronique par le reflux. On retrouvait les différents stades de la séquence carcinogénétique qui surviennent dans le même ordre que chez l'homme au fur et à mesure de l'allongement du délai d'exposition au reflux (Jang, Min et al. 2004).

La présence de lésions de métaplasie intestinale chez le rat est en faveur de la théorie de la métaplasie de novo (Goldstein, Yang et al. 1997; Kumagai, Mukaisho et al. 2003; Su,

50 Chen et al. 2004). En effet, l’œsophage de rat ne comporte pas de glandes sous muqueuses, écartant donc l’hypothèse de la théorie de la métaplasie d’origine canalaire (Pera 2000).

Selon les études, les délais d’apparition de ces lésions différaient. Les lésions de métaplasie étaient constatées généralement à partir de 20 semaines. Les lésions de dysplasie et de cancer apparaissaient dans des délais plus variables, s’échelonnant de 10 à 30 semaines et de 10 à 50 semaines, respectivement (Pera 2000; Oyama, Fujimura et al. 2005; Miyashita, Ohta et al. 2006). Ces variations s’expliquent possiblement par l’administration de cocarcinogènes dans certaines de ces études (Ireland, Peters et al. 1996; Goldstein, Yang et al. 1997; Melo, Kruel et al. 1999; Bonde, Sui et al. 2007).

L'utilisation de cocarcinogènes comme la 2,6-di-méthyl-nitrosamine et la méthyl-n- nitrosamine permet de raccourcir la durée d'expérimentation de moitié (Attwood, Smyrk et al. 1992; Ireland, Peters et al. 1996; Miwa, Sahara et al. 1996). Leur utilisation est controversée car :

- les co-carcinogènes induisent des cancers en l’absence de reflux (Melo, Kruel et al. 1999; Sakuramoto, Sasako et al.) et favorisent l'apparition de cancers de type épidermoïde ou muco-épidermoïde (forme mixte d’adénocarcinome et de carcinome épidermoïde),

- l'existence d’OB dans ces modèles avec co-carcinogène a été fortement remise en question (Melo, Kruel et al. 1999)

- ils sont à l'origine d'une toxicité hépatique et rénale des taux de mortalité pouvant atteindre 20% des cas (Balansky 2002, Sallet 2002).

Le fer par voie parentérale a été décrit comme un cocarcinogène efficace (Goldstein, Yang et al. 1997), avec comme avantages :

51 - l’absence d’impact direct sur les types histologiques des cancers induits (Goldstein, Yang et al. 1997; Buttar, Wang et al. 2002; Chen, Mukaisho et al. 2007), et, -

la lutte contre l’anémie postopératoire induite par le saignement peropératoire et la malabsorption induite par le montage chirurgical. C'est d'ailleurs dans ce but qu'il avait été initialement utilisé par Goldstein et al, (Goldstein, Yang et al. 1997).

- les caractéristiques des tumeurs ne semblent pas modifiées par la prise de fer avec la constatation d’adénocarcinomes mucineux bien différenciés développés au contact d’une zone d’OB et associées à des zones de dysplasie (Goldstein, Yang et al. 1997) .

Cet effet co-carcinogène du fer semble être imputable à son pouvoir oxydatif, et n’est pas modifié par l’ajout de N-nitrosamines (Goldstein, Yang et al. 1997; Chen, Yang et al. 1999; Su, Chen et al. 2004).

Au total, les résultats de ces études menées chez le rat sont variables et ne sont pas strictement similaires à ceux observées chez l'homme. En effet la fréquence des lésions de métaplasie et d'adénocarcinomes varie de 22 à 100% et 15 à 87% respectivement. Un taux aussi élevé de cancérisation est surprenant étant donné la rareté de sa survenue chez l’homme soumis au RGO. Les adénocarcinomes chez le rat sont habituellement de type mucineux, un type histologique rarement rencontré chez l’homme avec dans certaines études la description de carcinomes adénosquameux voire de carcinomes épidermoïdes. L’adjonction de cocarcinogènes ne permet pas d'individualiser l'effet du reflux dans la genèse des lésions. Les effectifs étudiés sont souvent faibles sans analyse statistique. Enfin l’authenticité des cancers observés a rarement été vérifiée et étudiée de façon approfondie sur le plan moléculaire. L’ensemble de ces constatations nous a incité à développer un modèle d’étude de la séquence carcinogénétique œsophagienne chez le rat en se basant sur des calculs d’effectifs précis avec

52 plusieurs groupes contrôles et une analyse de biologie moléculaire complète, afin d’en réaliser une approche critique. C’est l’objet de la première partie de notre travail.

1.5.3.2 Modélisation chez la souris

La modélisation animale de la séquence carcinogénétique chez la souris a également été rapportée de façon plus limitée dans la littérature. Les inconvénients principaux sont que : (i) le risque de développer une tumeur est plus faible que dans le modèle de rat, et (ii) la chirurgie est techniquement plus difficile du fait de la petite taille de l’animal avec un taux de mortalité postopératoire plus important (Xu, LoCicero et al. 2000; Garman, Orlando et al. 2012). Cependant les modèles de souris offrent l’opportunité de l’étude d’animaux transgéniques notamment mutés pour des gènes d’intérêt dans la carcinogenèse œsophagienne et constituent donc un axe de recherche intéressant.

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