Transcript Machines de Perfusion : aspects théoriques

Machines de Perfusion :
aspects théoriques
Benoit BARROU / Lionel BADET
pour le Groupe FLIRT
B Barrou, EFPMO 2010
Historique
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•
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Alternative à la conservation statique des organes
1er concept en 1935, repris dans les années 70
Abandonné du fait de sa complexité et l’absence de bénéfice
Revient en force car :
– Donneurs à cœur arrêté
– Greffons limites en augmentation
– miniaturisation
B Barrou, EFPMO 2010
Mécanismes d’action démontrés ou supposés
de la machine de perfusion
• Maintien de l’intégrité et de la fonction des cellules endothéliales
– Amélioration de la microcirculation du cortex
• Fonction de lavage : élimination des déchets toxiques
• Apport d’O2 (équilibration passive avec l’air ambiant = 21 %)
• ≠ préservation statique ( 0%) mais pas d’oxygénation « active »
• Arme à double tranchant en hypothermie ?
• Meilleure préservation des réserves en ATP
• Diminution de l’expression de certaines molécules de surface
• Effets à long terme : diminution de la fibrose ?
• Effet de sélection des greffons ?
– Sur quel paramètres ?
B Barrou, EFPMO 2010
Traub O, Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998. 18: 677-685
Effets du flux sur la cellule endothéliale
B Barrou, EFPMO 2010
Altérations des cellules endothéliales
Gattone V, Transplantation 1985, 39(4): 396-9
Cellules endothéliales
(artère interlobaire)
en début de préservation
(Rein humain)
Cellules endothéliales
(artère interlobaire)
24 H plus tard
Modifications phénotypiques : Perte de leur forme linéaire, détachement de la
membrane basale, augmentation de la taille des pores, augmentation de la
perméabilité de la barrière endothéliale
B Barrou, EFPMO 2010
Effets du flux sur la cellule endothéliale
Kamm R, Annu. Rev. Fluid Mech. 2002. 34:211–32
Endothelial cells
under no-flow
conditions (a)
and after exposure to
1.2 Pa of steady,
laminar shear stress
for 24 h (b).
B Barrou, EFPMO 2010
- Michel EUGENE Lab. Physiologie / Centre de recherche en transplantation INRA Le Magneraud & Université de Poitiers
Rôles des intégrines
Ross R, Cir Res. 2001; 88: 1112-1119
Un aspect particulièrement complexe de la biologie cellulaire… à surveiller
B Barrou, EFPMO 2010
Le Shear stress en pratique :
Allegro ma non troppo
importance des pressions de perfusion sur machine
• Allegro :
– Perfusion insuffisante annule les bénéfices
• Ma non troppo :
– Car des pressions trop élevées sont délétères
– Grundmann R, Surgery, 1975
– Cerra F : Surgery, 1977
• Lésions endothéliales les plus sévères dans le groupe
perfusé à 60 mmHg
– Maathuis MH, Ann Surg 2007
B Barrou, EFPMO 2010
Amélioration de la microcirculation corticale
Maathuis MH, Ann. Surg 2007
• Modèle d’autotransplantation rénale chez le porc
• Mesure du flux érythrocytaire cortical par laser doppler,
10 mn après déclampage
• Mesurée en 3 endroits différents
• Exprimée en % versus contrôles
Méthode de préservation
microcirculation
Préservation statique
85 ± 8 %
perfusion basse pression (30/20 mmHg)
130 ± 10 %
Perfusion haute pression (60/40 mmHg)
109 ± 4 %
p<0.05
B Barrou, EFPMO 2010
Oxygénation : Maintien des réserves en ATP
t’Hart N, Liver transplant. 2005: 1403-1411
Coupes de foie de rat
préservées dans de l’UW
gluconate avec :
0% d’O2
21% d’O2
95% d’O2
*: p<0.05 vs. Groupes B et C
B Barrou, EFPMO 2010
Diminution de l’expression
de molécules de surface ?
Lauschke, H Cryobiol. 2003 (46): 53-60
•
•
•
Modèle de préservation hépatique chez le rat avec oxygénation (95%)
Pas d’expression d’ICAM-1 sur les foies non ischémiques
Diminution de l’expression de MHC classe II et de ICAM-1 au niveau
veinules post-sinusoides
Préservation statique
Perfusion machine HTK
Perfusion machine
Belzer MPS
B Barrou, EFPMO 2010
Effet machine/effet solution ?
Flirt 2007
N Vaziri , B Barrou
Solution de Modalité de
préservation préservation
KPS
Imperméant : gluconate
Na/K : type extracellulaire
UW
Imperméant : lactobionate
Na/K : type intracellulaire
•
•
•
•
Machine
Statique
Groupe 1:
Groupe 2:
KPS Lifeport®
(n = 7)
KPS statique
(n = 6)
Groupe 3:
Groupe 4:
UW Lifeport®
(n = 6)
UW statique
(n = 6)
Porcs Large White, 4 semaines, 29 à 52 kg
1 heure d’ischémie chaude  prélèvement rein gauche
22 heures d’ischémie froide
Autotransplantation après néphrectomie droite
B Barrou, EFPMO 2010
Survie et Non Fonction Primaire
Flirt 2007
N Vaziri , B Barrou
• Groupes préservation statique :
– NFP : 6/11
– Survie à M1 : 3/11
• Groupes préservation sur machine :
– NFP : 3/12
– Survie à M1 : 9/12
Effet Machine > Effet Solution
B Barrou, EFPMO 2010
Créatininémie
Flirt 2007
N Vaziri , B Barrou
UW statique
UW perf.
KPS statique
KPS perf.
Créatinine J7 (µmol/l)
1907 ± 414
521 ± 143
887 ± 443
533 ± 102
Créatinine M3 (µmol/l)
-
217 ± 59 *
227 ± 56 *
132 ± 12
$p<0.001
vs. UW perf, KPS statique et KPS perf;
**p<0.01, *p<0.05
Effet Machine > Effet Solution
vs. KPS perf., &p<0.001 vs. KPS statique
Effet Machine + Effet Solution
B Barrou, EFPMO 2010
Protéinurie à M1
Flirt 2007
N Vaziri , B Barrou
Protéinurie moyenne M1
6
5
g/24h
4
3
2
1
°
*
0
KPS machine
KPS statique
UW machine
UW statique
Groupe
*
p < 0.05 versus machine + UW, static KPS and static UW
° p < 0.05 versus static KPS and static UW
Effet machine > Effet solution
B Barrou, EFPMO 2010
Lésions chroniques M1 : Fibrose interstitielle
Flirt 2007, N Vaziri, B Barrou
KPS machine
< 6 %*
KPS statique
> 45 %
Effet machine > Effet solution
UW machine
< 20 %
UW statique
*p<0.01 vs UW machine, KPS statique et UW statique
> 50 %
B Barrou, EFPMO 2010
mRNA expression à M3
KPS Statique
10 0 0
Flirt 2008
KPS Statique
100
KPS Perf.
*
Folds to Ct
R Thuillier, F Favreau, N Vaziri, B Barrou
*
KPS Perf.
10 0
10
*
1
10
Folds to Ct
TNFalpha
¥
100
KPS Statique
KPS Perf.
1
0,1
Timp2
Thrombospondine
¥ p<0.01; * p<0.05
Folds to Ct
TGFbeta
10
¥
*
1
TLR4
TLR2
B Barrou, EFPMO 2010
Infiltrat leucocytaire
Flirt 2008
R Thuillier, F Favreau, N Vaziri, B Barrou
Cellules positives par
champs
Monocytes Macrophages
25
*
P < 0.05 vs. KPS perf.
20
UW statique
*
15
*
10
°
*
UW Perf.
KPS statique
*
*
5
KPS Perf.
0
J7
J14
M1
M3
Cellules CD3 positives
Conséquence d’une meilleure
préservation de la barrière
endothéliale ?
Cellules positives par
champs
60
*
50
*
40
30
UW statique
*
*
20
10
UW Perf.
*
*
KPS statique
Limitation de l’activation
endothéliale ?
KPS Perf.
P < 0.05 vs. KPS perf.
0
J7
J14
M1
M3
Effet solution + Effet machine
Modèle d’autotransplantation rénale chez le porc après 60 mn d’ischémie chaude et
24 H de préservation sur Lifeport® à 4°C
B Barrou, EFPMO 2010
Intégrité endothéliale
Flirt 2008
R Thuillier, F Favreau, N Vaziri, B Barrou
p<0.05 vs contrôle
Modèle d’autotransplantation rénale chez le porc après 60 mn d’ischémie chaude et
24 H de préservation sur Lifeport® à 4°C
B Barrou, EFPMO 2010
* p<0.01 vs Contrôle, KPS machine, KPS statique; ** p<0.05 vs contrôle, KPS machine; #
Les 2 machines actuellement disponibles
B Barrou, EFPMO 2010
Comparaison des résistances au labo
Lifeport®
RM3®
Les Pressions « systoliques » sont celles que l’on règle sur les machines. Pour une même
pression commandée, la pression moyenne et le débit sont supérieurs dans la Lifeport®
car l’amplitude des variations sont moindres
B Barrou, EFPMO 2010
Différence de concept
RM3 (Waters Medical)
Lifeport® (ORS)
• Contrôle volume du bolus
• Contrôle pression
• IR = (syst+2diast) / 3) /Q
• IR = (syst+diast)/2)/ Q
• Non transportable
• Transportable
• Pas de protection si panne
• Protection si panne
• Paramètres de perfusion non comparables
• Pas d’études comparatives
B Barrou, EFPMO 2010
En pratique clinique
B Barrou, EFPMO 2010
Conception de l'essai
Tirage au sort
30 mm Hg
- Attribution des greffons selon les règles habituelles d'Eurotransplant
- Aucune décision selon les paramètres machines
- 336 donneurs consécutifs (DDME et DDAC) : Belgique, Pays-bas, Allemagne
B Barrou, EFPMO 2010
B Barrou, EFPMO 2010
Résultats
B Barrou, EFPMO 2010
Analyse multivariée :
Reprise retardée de fonction
B Barrou, EFPMO 2010
Effet de la préservation sur machine
sur la survie des greffons à un an
Machine : 94 %
Statique : 90 %
P<0,04
B Barrou, EFPMO 2010
Analyse multivariée
survie du greffon à 1 an :
B Barrou, EFPMO 2010
La machine de perfusion permet-elle
de sélectionner les greffons ?
B Barrou, EFPMO 2010
Critères de viabilité sur machine
• Très largement étudiés
– Résistances vasculaires
• Différentes pour les différentes machines de perfusion
– alpha Glutathion S Transférase
• Corrélés à la durée de l’ischémie chaude
• Mais faible valeur pronostique indépendante quant
à la survie des greffons
• Largement utilisés… mais peut-être à tort
– l’essai Eurotransplant ne les a pas pris en compte pour décider
ou non de greffer
B Barrou, EFPMO 2010
Quels paramètres prédictifs ?
De Vries B, AJT 2006, 6: 2686-2693
Analyse du perfusat de 231
greffons rénaux humains
B Barrou, EFPMO 2010
B Barrou, EFPMO 2010
Index de résistance de l'essai
Eurotransplant et reprise retardée de
fonction
RRF[N=63]
(n=63)
DGF
(n=266)
IFFI
[N=266]
1
0.9
0.8
0.7
10 min P=0.042
0.6
0.5
30 min P=0.056
0.4
1 h P=0.175
0.3
0.2
4 h P=0.025
END P=0.021
2 h P=0. 021
0.1
0
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Perfusion time (hrs)
9
10
11
12
End-MP
B Barrou, EFPMO 2010
Index de résistance de l'essai
Eurotransplant et non fonction primaire
DGF [N=63]
IF [N=266]
PNF [N=7]
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
End-MP
12
Perfusion time (hrs)
B Barrou, EFPMO 2010
Seuil de résistance de fin de perfusion
et risque de RRF
Analyse multivariée
Factor
Odds ratio (95% CI)
P-value
RR @ end ≥0.28 vs <0.28
2.69 (1.10–6.61)
0.030
Donor age
1.02 (0.99–1.05)
0.14
Donor type
7.71 (3.37–17.63)
<0.0001
CIT
1.06 (0.99–1.14)
0.080
Re transplant vs First transplant
2.31 (1.44–3.68)
<0.0001
Duration of pre transplant dialysis
1.10 (0.95–1.27)
0.22
B Barrou, EFPMO 2010
Influence RRF et IR sur la survie du greffon
B Barrou, EFPMO 2010
Conclusion
• La préservation dynamique ne fait que commencer
• Son intérêt est démontré formellement
• Nombreuses possibilités d’intervention sur les organes ex vivo
• Nombreux travaux expérimentaux encore nécessaires pour
déterminer :
– Les solutions idéales
– Les machines idéales
– Les cibles d’une « réanimation ex vivo « des organes qui sont
potentiellement nombreuses
• L’organisation de nos services devra probablement intégrer ces
nouveaux aspects de la transplantation
B Barrou, EFPMO 2010
Groupe Flirt
Fédération pour l’étude des lésions d’ischémie reperfusion
en transplantation
Pr Benoit Barrou – Dptmt
Transplantation rénale –
Hôp Pitié Salpétrière – Paris
INSERM U927
René Ferrera
INSERM U886
Université de Lyon France
Pf. Chirurgie Expérimentale
Transplantation, INRA
Le Magneraud, Surgères
Dir Sci
Pr T Hauet
U927
Pr Lionel Badet
Transplantation
Hôp Edouard Hériot Lyon France
INSERM U927
Dr Diethard Monbaliu
Departement de Chirurgie
Transplantation Abdominale
Leuven, Belgique
GIS MoBiPo
Pdt. Pr M Eugène
Pr Marc de Broe,
Department of Nephrology,
University of Antwerp, Belgium
Dr Alain Lemoine
Institut d’Immunologie Médicale
Université Libre de Bruxelles
Belgique
Collaborations : Groningen, Barcelone, Baltimore, Rochester, Georgetown
B Barrou, EFPMO 2010