Recherche de marqueurs pronostiques de récidive du cancer bronchique après chirurgie à partir des exosomes de la veine pulmonaire

Le dépistage précoce de récidive, par une recherche moléculaire, chez des patients opérés d’un cancer broncho-pulmonaire semble indispensable. En effet, le dépistage scannographie n’est aujourd’hui pas suffisant pour une prise en charge optimale de nos patients. Les exosomes, microvésicules transportant du matériel génétique, sont une porte d’entrée pour de nombreuses recherches sur l’ADN ou l’ARN tumoral. La mise en évidence d’anomalie génétique associé à un risque de récidive de cancer bronchique est une voie de recherche que nous avons explorée.

Au cours de cette année de travail, dans le cadre d’un master 2 et d’un projet de recherche, nous avons mis au point la technique d’extraction et la caractérisation des exosomes. Nous avons utilisé des échantillons de sang de nombreux patients (non inclus dans l’étude) atteint d’un cancer bronchique non à petites cellules afin de mettre au point cette technique. Purification des échantillons de sang, caractérisation par la taille (nanosight) et protéique (PCR), extraction du matériel génétique, sont différents domaines de recherches dont nous nous sommes formés pour cette étude. L’isolation du matériel génétique à partir de ces exosomes n’a pas été réalisé de façon optimale au cours de cette année de recherche.

À partir de 3 patients, inclus dans l’étude, nous avons pu confirmer notre protocole d’extraction et caractérisation des exosomes. L’isolation et l’analyse du matériel génétique se fera ultérieurement après mise au point du protocole.

Anaëlle CHERMAT

Évaluation de la pertinence des soins et de la morbimortalité des résections pulmonaires chirurgicales à visée thérapeutique pour des nodules pulmonaires isolés sans diagnostic pré-opératoire

Objectif

Déterminer l’épidémiologie, les résultats postopératoires et les déterminants cliniques des résections chirurgicales pour nodule bénin dans un programme chirurgical contemporain pour les nodules solitaires suspects.

Méthode

Nous avons réalisé une étude rétrospective monocentrique en utilisant une base de données mise en place de manière prospective entre 2010 et 2020. Nous avons sélectionné des patients opérés pour des cancers pulmonaires suspects de stade clinique I ou II sans diagnostic tissulaire préopératoire. Nous avons évalué la fréquence des lésions bénignes lors de l’examen pathologique final, comparé les résultats péri-opératoires à 90 jours de ces patients avec ceux des patients avec un diagnostic malin et identifié les déterminants cliniques de la malignité en utilisant une régression logistique multivariable.

Résultats

Parmi les 1419 patients opérés pour des cancers pulmonaires suspects de stade I ou II, 1392 ont été opérés conformément aux recommandations de la Société Fleischner pour l’exploration chirurgicale. Parmi ces 1392 patients, 213 (15,3 %) ont été diagnostiqués comme bénins ; ces patients ont subi principalement des résections cunéiformes (50,7 %) et des lobectomies (35,7 %) par approche mini-invasive (72,3 %). La bénignité englobait les infections (39,9 %), les hamartomes (19,7 %), les nodules inflammatoires (11,7 %) ou fibreux (8,9 %) et divers (19,7 %). Parmi ces résections bénignes, 80 étaient des résections anatomiques majeures emportant plus de deux segments. 38 résections majeures étaient pour des histologies nécessitant une PEC spécifique ultérieure (tuberculose..), 20 résections majeures étaient des histologies de tumeurs pouvant être évolutives ou symptomatique (hamartomes etc.) et 22 résections majeures étaient des histologies ne modifiant aucunement la PEC utlérieure. Comparés aux patients atteints de tumeurs malignes, les patients atteints de tumeurs bénignes étaient respectivement plus jeunes (48 vs 64 ans), moins fumeurs (25 vs 34 paquets-années) avec moins de comorbidités cardiovasculaires (35 % vs 56 %) ; tous P<0,05. La mortalité à 90 jours était nulle (0 % contre 2 %), la durée du séjour à l’hôpital était plus courte (5,9 contre 7,8 jours, P<0,01) mais les taux de réadmission à 90 jours étaient similaires (6,1 % contre 6,3 %, P=NS). Un âge plus avancé, une implication ganglionnaire, des antécédents d’un autre cancer contrôlé (>5 ans) et une maladie cardiovasculaire concomitante étaient des facteurs prédictifs indépendants de malignité (Odd Ratio respectif et [intervalles de confiance à 95 %] 1,02 [1,00 ; 1,04], 4,10 [1,08 ; 36,6] , 2,82 [1,34 ; 7,08], 2,09 [1,31 ; 3,38].

Elsa ARMAND

Bioingénierie des voies aeriennes : la place de la matrice aortique dans l’obtention d’une néotrachée

Introduction

La génération cartilagineuse de novo, au sein d’une matrice aortique cryopréservée, représente une avancée majeure dans l’approche et la pratique de la chirurgie trachéo-bronchique. Néanmoins chez l’homme, la régénération cartilagineuse se produit plus tardivement que chez l’animal, ce qui est à l’origine de complications nécessitant des procédures relativement invasives. Pour répondre à cette problématique, nos précédents travaux avaient permis d’identifier des conditions d’environnement cytokinique et d’hypoxie semblant influer l’initiation du processus de chondrogénèse de la matrice aortique après son implantation in vivo ; et de les tester avec succès sur des CSM in vitro ; ceci dans une optique d’enrichissement des matrices aortiques cryopréservées avant leur implantation chez l’homme pour optimiser la chondrogénèse. L’objectif de ce travail est d’évaluer spécifiquement le rôle des matrices aortiques cryopréservées dans l’initiation du processus de chondrogénèse.

Matériel et méthode

Des fragments d’aorte humaine cryopréservée à -80°C ont été récupérés au décours de procédures chirurgicales. Quatre séries de culture ont alors été initiées, dès la sortie du bloc opératoire pour les deux premières et à partir de notre banque de tissus locale contenant des matrices aortiques récupérées et recongelées à -80°C. Ces cultures ont permis de tester différentes conditions d’enrichissement cytokinique (culture 1 et 4), de tension en oxygène (culture 2 et 4), et de modalités de cryopréservation (culture 3 et 4) sur une durée de 3 à 6 semaines. Une analyse histologique (HE, TM et BA) et immunohistochimique (Ki-67, PHH3 et TUNEL) comparatives dans le temps a été effectuée sur chacune des cultures.

Résultats

La cryopréservation et ses modalités de réalisation semblent influer sur la matrice aortique. Alors qu’il apparait qu’un marquage de prolifération persiste malgré la cryopréservation, la multiplication des cycles de congélation-décongélation entre -80°C et 4°C, majore la fragilité intimale et la désorganisation de la média et diminue la population nucléaire. Néanmoins, une décongélation rapide à température ambiante tend à préserver les noyaux. L’enrichissement du milieu de culture, en TGF-β3, notamment lorsqu’il est associé à de l’IL-6 ou de l’IL-8, semble provoquer un remodelage de la matrice aortique lorsque celle-ci est mise en culture, à savoir principalement un épaississement intimal et une désorganisation de la média. De même l’hypoxie apparait tout autant comme un accélérateur de ces changements entraînés par les cytokines inflammatoires, que comme un inducteur indépendant de remaniement de la matrice aortique. À l’échelle nucléaire, l’apparition dans l’adventice et la média de cellules à gros noyaux à chromatine décondensée fixant le bleu alcian, témoin potentiel de l’apparition d’un processus d’initiation chondrogénèse. De plus, on retrouve une majoration du marquage de prolifération en conditions d’enrichissement cytokinique et en hypoxie, bien qu’in fine après 6 semaines de culture, aucun marquage ne soit détectable.

Conclusion

Nos données semblent dessiner un rôle de la matrice aortique cryopréservée dans le processus de chondrogénèse dépassant celui de simple support mécanique pour les CSM du receveur. En effet, il persiste une vitalité cellulaire malgré la cryopréservation, dont l’optimisation du protocole de décongélation permettrait d’obtenir une désorganisation de l’architecture matricielle favorable à la pénétration des CSM sans pour autant compromettre les capacités des cellules résidentes. De même, l’enrichissement cytokinique en TGF-β3, en IL-6 et en IL-8, ainsi que l’hypoxie apparaissent comme des stimuli déclencheurs d’un remodelage orienté de la matrice aortique. De études complémentaires restent nécessaires à l’identification d’une potentielle entrée dans une voie de différenciation chondrogénique en l’absence de CSM exogène.

Thomas CHARRIER

Mapping et corrélations anatomo-biologiques dans le remodelage ventriculaire gauche post-ischémique :
étude de méthode

Après un infarctus, le coeur peut évoluer vers l’insuffisance cardiaque ou récupérer par la mise en place de mécanismes de compensations tels que la réactivation de voies embryologiques (neuregulin-1). Mais pourquoi donc une évolution différente avec une même lésion initiale ? Ne serait-il pas intéressant de pouvoir prédire l’avenir de mon patient ? Pour cela, notre mission est de comprendre qui envoie les signaux de détresse et de mobilisation des troupes, mais aussi comment ces signaux sont transmis et surtout à quel endroit dans le coeur ? Une partie de cluedo débute alors. Pour cela, nous avons étudié des coeurs de souris après ligature coronaire gauche.

Qui envoie les signaux ? Notre enquête nous a mis sur la piste des cellules musculaires lisses péri-vasculaires de la zone bordante l’infarctus du myocarde. On a une réactivation de la voie de signalisation en péri-infarctus avec une réponse des récepteurs dans le myocarde sain.

Mais alors comment sont activées ces voies de signalisation ? L’étude des forces mécaniques s’exerçant sur ces zones frontières nous montre une majoration de l’étirement des cellules par rapport au reste du myocarde sain. Où se passe donc la bataille ? Et bien en étudiant la corrélation entre forces mécaniques atypiques et synthèse de nos marqueurs embryologiques, il semble que l’on puisse établir une carte précise du coeur post infarctus : quelles sont les forces mécaniques qui s’exercent exactement sur une zone précise du coeur et quelle est la réponse apportée pour faire face à ces forces de traction.

Il semblerait que l’on puisse établir un plan de bataille précis, et qui sait pouvoir nous aussi amener nos pions.

Pauline WANTIEZ

Réinterventions chirurgicales chez les patients opérés de switch artériel pour transposition artérielle des gros vaisseaux

Objectif

Évaluation de la survie a long terme des patients opérés d’un switch artériel pour transposition artérielle des gros vaisseaux et des causes de réinterventions.

Matériel et méthode

Étude de cohorte rétrospective, monocentrique, incluant 720 patients opérés d’un switch artériel pour transposition artérielle des gros vaisseaux entre mars 1982 et avril 2021. 67 patients ayant bénéficié de réinterventions dans les suites ont été identifiés et répartis dans deux groupes. Le groupe 1 (n=46) comprenait les patients réopérés une fois et le groupe 2 (=21) les patients ayant bénéficié d’au moins 2 réinterventions. Les informations relatives aux réinterventions, aux suites post-opératoires et au suivi clinique et échocardiographique ont été collectées pour ces 67 patients.

Résultats

La survie globale est de 87,6 % pour notre cohorte totale avec une médiane de 11,9 ans (4,4-19,5). Il n’y a pas de différence de survie entre les patients non réopérés et les patients réopérés. On retrouve une différence significative (p < 0,001) de mortalité entre les patients opérés avant l’an 2000 (26 % mortalité) et ceux opérés depuis (7 %). Cette différence est également significative (p < 0,001) sur la mortalité précoce (21 % avant l’an 2000, 5 % depuis). 67 patients (9,3 %) ont bénéficié de 91 réinterventions. 55 % de ces réopérations concernaient la voie pulmonaire. Dans les suites, 3,7 % des patients réopérés souffraient d’une dysfonction ventriculaire gauche et 60 % des patients présentaient une insuffisance aortique minime (25 patients) a modérée (8 patients).

Conclusion

Le switch artériel représente un véritable succe s dans la prise en charge chirurgicale de la transposition artérielle des gros vaisseaux. La mortalité est en diminution avec l’amélioration des techniques et de la gestion périopératoire. Le taux de réintervention est relativement bas et ne semble pas influencer la survie.

Mots clefs

Transposition artérielle des gros vaisseaux (TGV) ; switch artériel ; réinterventions ; cardiopathies congénitales.

Solenne VASSE

Modèle de simulation numérique spécifique aux patients et temps réel de l’hémodynamique des dissections aortiques de type B

Introduction

Les dissections aortiques de type B sont des pathologies aiguës graves dont on distingue deux formes, les formes compliquées pour lesquelles une prise en charge endovasculaire devient le traitement de référence et les formes non compliquées pour lesquelles le traitement est uniquement médical par obtention d’une hypotension contrôlée et nécessite un suivi clinico-radiologique régulier. Ce suivi est important car 30 % à 40 % vont évoluer à 5 ans vers une forme anévrismale dont la majorité peut être prise en charge par voie endovasculaire, cependant le traitement est plus complexe qu’à la phase aiguë/sub-aiguë, voire un remplacement complet de l’aorte par chirurgie ouverte pour les formes les plus complexes.

La question qui se pose donc est À qui proposer une procédure endovasculaire précoce en situation pour prévenir les complications chroniques ? Certains éléments anatomiques sont reconnus comme prédicteurs de mauvaise évolution à long-terme mais ne sont pas suffisants pour déclencher une prise en charge chirurgicale. En revanche, il semblerait que les données hémodynamiques puissent répondre à cette question. Certaines de ces données sont accessibles par le biais de l’imagerie médicale telle la géométrie aortique par les scanners ou les données de flux par IRM. Cependant aucun examen ne permet de quantifier la pression et les forces de cisaillement qui s’appliquent sur la paroi aortique. Ces données sont donc accessibles que par le biais de modèles de simulation numérique qui sont rarement patient-spécifiques et demandent beaucoup de temps de calculs, ce qui limite leur application clinique. Matériel et méthode Afin de réduire les calculs de simulation nous avons utilisé une réduction de modèle par couplage 0D-3D, c’est-à-dire nous avons réalisé les simulations 3D de la crosse aortique en utilisant des conditions limites issues d’un modèle 0D. Ce modèle 0D repose sur le concept d’analogie hydraulique-électrique de Windkessel où le flux sanguin correspond au courant électrique, la pression sanguine à la tension du courant électrique, l’élasticité vasculaire à la capacitance, les résistances vasculaires aux résistances électriques et l’inertie sanguine à l’inductance.

En faisant une revue de la littérature nous avons choisi le modèle OD de Korakianitis et Shi car il s’agit d’un modèle fermé représentant l’ensemble du système cardio-vasculaire et étant compartimenté.

Parallèlement nous avons fait un scanner thoracique basse dose et non injecté au volontaire sain (x2) et récupéré le scanner diagnostic d’un patient disséqué (inclusion prospective) afin de réaliser la segmentation aortique. Nos deux patients ont également eu une IRM 2D contraste de phase afin d’obtenir les données hémodynamiques essentielles à la calibration de notre modèle.

Afin de réduire la complexité de notre modèle initial de faisabilité, nous avons uniquement travaillé sur la crosse aortique et non l’aorte entière.

Le problème du modèle de Korakianitis est qu’il n’intègre pas la crosse aortique nous avons donc obtenu ces valeurs 0D par simulation 3D statique de la crosse aortique. Pour cela nous sommes partis des segmentations aortiques pour représenter la crosse sous forme de 5 ou 6 branches, selon s’il s’agit d’un patient sain ou disséqué, chacune étant constituée d’une source de pression remplaçant la résistance et d’une inductance. La source de pression correspond aux pressions à la sortie des branches (Poutlet) et est déterminé en fonction de la pression à l’entrée de la crosse et des débits de sortie de branches à travers de nombreuses simulations de variation des valeurs via un ROM statique et obtention d’une surface de réponse. Les valeurs d’inductance quant à elles sont issues de la loi de Poiseuille.

Nous avions donc à présent notre modèle 0D avec intégration de la crosse aortique.

Afin de rendre ce modèle patient spécifique, nous avons ajusté les différents paramètres pour chaque patient en fonctions de leurs données IRM par utilisation de la méthode d’optimisation de Levenberg-Marquardt.

Pour pouvoir réaliser les simulations 3D de la crosse aortique il faut réaliser de nombreux calculs avec différentes conditions limites. Pour réduire ces temps de calcul nous avons créé des Reduced-Order Modelling ou ROM dynamique de la crosse aortique afin de réduire la complexité des calculs. Nous avons deux types de ROMs 0D et 3D.

Un ROM dynamique 0D est créé afin de remplacer le ROM statique pour avoir les conditions limites OD de chaque simulation et des ROM dynamique 3D sont intégrés au ROM dynamique 0D pour obtenir les valeurs de simulations des critères hémodynamiques d’intérêt qui sont les pressions aux parois, les forces de cisaillement et les vitesses sanguines dans l’aorte.

Résultats

La comparaison entre notre modèle de simulation et la simulation 3D fluide (simulation de référence de l’étude des fluides) on obtient une différence relative de 1,55 % pour le patient sain et 0,61 % pour le patient disséqué et une différence maximale absolue des pressions aux sorties de 4,26mmHg et 3,6mmHg sachant que la simulation fluide pour un cycle cardiaque met 17h pour le patient sain et 23 heures pour le patient disséqué alors qu’avec notre modèle et l’utilisation de ROM elle est plus rapide que le temps réel (facteur 30).

Afin d’évaluer notre modèle, et de déterminer différents profils hémodynamiques nous avons réalisé différentes simulations à travers des scénarios tensionnels. À l’état de base le patient disséqué avait une pression artérielle systolique a 135mmHg soit une pression moyennement contrôlée avec un pic de débit à 0,38L/sec. Pour ce patient nous avons décidé de réaliser un scénario de pression contrôlée et un scénario de pression non contrôlée. Pour le scénario pression contrôlé nous avons imaginé la prise d’un traitement par bétabloquant puisqu’il s’agit du traitement de première intention dans les dissections aortiques. Rappelons que les bétabloquants agissent principalement sur le coeur en diminuant la fréquence, l’excitabilité et la contraction cardiaque. De ce fait nous avons directement diminué la fréquence cardiaque dans les paramètres de notre modèle à 60 bpm et diminué l’élastance du coeur gauche de 8,33 fois. Cela nous a permis d’obtenir une PAs à 112 mmHg et un pic de débit à 0,31L/sec.

Pour le scénario pression non contrôlé nous avions 2 moyens physiologiques d’augmenter la tension soit par augmentation des résistances artérielles soit par augmentation de la volémie. Ne sachant pas lequel choisir nous avons testé les deux scénarios. Dans les deux cas nous avions une PAs à 165mmHg. Pour le scénario de vasoconstriction le pic de débit était inchangé alors qu’il était de 0,47L/sec pour le scénario d’hypervolémie.

À l’issue des simulations numériques, pour la représentation 3D des pressions au niveau de la paroi de la crosse aortique du patient disséqué, on remarque que plus la pression artérielle augmente, plus la pression à la paroi augmente elle aussi dans le vrai et le faux chenal avec une différence d’environ 30mmHg dans chaque cas. Il semblerait que l’augmentation du pic de débit entraîne une augmentation des pressions à la paroi.

Pour la représentation des forces de cisaillement nous avons une augmentation de ces dernières en fonction de l’augmentation de la pression artérielle systémique et du pic de débit. Ceci se remarque au niveau de la suture de l’aorte ascendante (antécédent de Bentall), des deux entrées au pied de la sous clavière gauche, au niveau des deux réentrées dans l’aorte descendante et sur la paroi aortique en regard des 4 communications.

Pour les vitesses sanguines dans la crosse les constatations sont les même là aussi, elles augmentent avec la pression artérielle et le pic de débit et ce au niveau de la suture et des entrées et réentrées.

Perspectives

Ce projet a été initié au cours d’un travail de Master 2 et se poursuit dans le cadre d’un travail de thèse de science depuis la rentrée 2021. Les perspectives d’amélioration de ce travail reposent dans un premier temps sur l’extension à un modèle d’aorte entière puis secondairement de l’intégration d’un modèle de fatigue pariétal afin de réaliser des simulations de prédiction d’évolution anévrysmale dans le temps, dans un délai bien moindre que le temps réel pour que le modèle de prédiction ait un intérêt clinique. Parallèlement aux simulations numériques il est également essentiel de créer une cohorte de patients afin de perfectionner notre modèle numérique mais aussi pour disposer de différents cas de dissections, chacune étant unique mais pouvant avoir des points communs, afin d’essayer de déterminer des profils hémodynamiques d’évolution péjorative.

Florent LE BARS

Étude comparative du saignement et recours à la transfusion des patients sous uni ou bi anti-agrégation plaquettaire, pris en charge pour pontages coronaires isolés sous CEC biocompatible

Introduction

Les cardiopathies ischémiques représentent la première cause de mortalité dans le monde et peuvent être prises en charge de manière chirurgicale ou en cardiologie interventionnelle. Le traitement par antiagrégant plaquettaire occupe une place centrale dans le traitement de ces patients mais expose à un risque accru de saignement. En péri-opératoire de chirurgie cardiaque, les sociétés savantes incitent à suspendre les antiagrégants plaquettaires (hormis l’aspirine). L’utilisation d’une CEC biocompatible avec objectif d’anticoagulation ciblée permet de réduire l’anticoagulation systémique administrée au patient et de s’affranchir de l’arrêt des antiagrégants plaquettaires en péri-opératoire.

Cette étude comparative s’intéresse au saignement et risque de transfusion chez les patients sous uni ou bi anti-agrégation plaquettaire, pris en charge par CEC biocompatible pour pontages coronaires isolés.

Matériel et méthodes

Il s’agit d’une étude de cohorte historique monocentrique menée sur 18 année consécutive. Les patients inclus étaient pris en charge pour pontages coronaires isolés sous CEC biocompatible avec un ACT cible à 250 secondes et avaient reçu un ou deux antiagrégants plaquettaires en péri-opératoire. Le critère de jugement principal était le score E-CABG, un score composite évaluant le risque de saignement lors de prise en charge par pontages coronaires isolés. L’étude comparative a été menée en constituant deux groupes : patients sous uni ou sous bi AAP.

Résultats

Parmi 4217 patients pris en charge par pontages entre le 1er janvier 2002 et le 31 décembre 2020, 3222 patients ont été inclus dans l’étude, répondant aux critères d’inclusion. Les deux groupes présentaient des différences significatives en pré-opératoire : l’âge au moment de la chirurgie (p<0.001) ; l’hypertension artérielle (p= 0.001) ; le diabète (p<0.001) ; la dyslipidémie (p=0.005) ; les antécédents d’artériopathie (p<0.001) ; les antécédents d’angioplastie et d’infarctus du myocarde en pré-opératoire (p<0.001). Concernant la prise en charge au bloc opératoire, les durées de clampage et CEC variaient significativement entre les deux groupes (p=0008 et p=0.022 respectivement). La dose d’héparine administrée pendant la prise en charge chirurgicale différait significativement entre les deux groupes (p=0.011).

Conclusion

Les premiers résultats de l’étude, toujours en cours, suggèrent des différences significatives des durée d’intervention différentes entre les deux groupes mais surtout une héparinothérapie systémique qui varie de façon signification lors de l’utilisation d’une CEC biocompatible, en dehors d’un arrêt de l’AAP en péri-opératoire. L’analyse selon le critère de jugement principal doit être réalisée.

Une absence de différence entre les deux groupes selon ce critère composite pourrait suggérer que le recours à une CEC biocompatible en contexte de pontages permettrait de sursoir à l’arrêt de l’anti-agrégation plaquettaire, diminuant ainsi le risque de thrombose de stent sans majorer le risque de saignement et ses complications lors de la prise en charge.

Maroua EID

Article paru dans la revue « Revue du jeune chirurgien thoracique, cardiaque et vasculaire » / AJCTCV N°1

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