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B Barrou, EFPMO 2010
Machines de Perfusion :aspects théoriques
Benoit BARROU / Lionel BADET pour le Groupe FLIRT
B Barrou, EFPMO 2010
Historique
• 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
Effets du flux sur la cellule endothéliale Tra
ub O
, A
rteri
osc
ler
Thro
mb V
asc
Bio
l 19
98.
18:
677
-685
B Barrou, EFPMO 2010
Altérations des cellules endothélialesGattone 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
Endothelial cells under no-flow conditions (a) and after exposure to 1.2 Pa of steady, laminar shear stress for 24 h (b).
- Michel EUGENE Lab. Physiologie / Centre de recherche en transplantation INRA Le Magneraud & Université de Poitiers
Effets du flux sur la cellule endothélialeKamm R, Annu. Rev. Fluid Mech. 2002. 34:211–32
B Barrou, EFPMO 2010
Rôles des intégrinesRoss 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 % p<0.05
perfusion basse pression (30/20 mmHg)130 ± 10 %
Perfusion haute pression (60/40 mmHg) 109 ± 4 %
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
Groupe 1:
KPS Lifeport®(n = 7)
Groupe 2:
KPS statique(n = 6)
Groupe 3:
UW Lifeport®(n = 6)
Groupe 4:
UW statique(n = 6)
KPS
UW
Solution de préservation
Modalité de préservation
Machine Statique
• 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
Imperméant : gluconate
Na/K : type extracellulaire
Imperméant : lactobionate
Na/K : type intracellulaire
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 SolutionEffet Machine > Effet Solution
B Barrou, EFPMO 2010
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 vs. KPS perf., &p<0.001 vs. KPS statique
Créatininémie Flirt 2007
N Vaziri , B Barrou
Effet Machine > Effet SolutionEffet Machine > Effet Solution Effet Machine + Effet SolutionEffet Machine + Effet Solution
B Barrou, EFPMO 2010
Protéinurie moyenne M1
0
1
2
3
4
5
6
KPS machine KPS statique UW machine UW statique
Groupe
g/2
4hProtéinurie à M1
Flirt 2007 N Vaziri , B Barrou
*°
* p < 0.05 versus machine + UW, static KPS and static UW
° p < 0.05 versus static KPS and static UWEffet machine > Effet solutionEffet machine > Effet solution
B Barrou, EFPMO 2010
KPS machine KPS statique
UW machine UW statique
Lésions chroniques M1 : Fibrose interstitielle Flirt 2007, N Vaziri, B Barrou
< 6 %*
< 20 %
> 45 %
> 50 %
*p<0.01 vs UW machine, KPS statique et UW statique
Effet machine > Effet solutionEffet machine > Effet solution
B Barrou, EFPMO 2010
0,1
1
10
100
TGFbeta Timp2 Thrombospondine
Fo
lds
to C
t
KPS Statique
KPS Perf.
1
10
100
1000
TNFalpha
Fo
lds
to
Ct
KPS Statique
KPS Perf.
1
10
100
TLR4 TLR2
Fo
lds
to
Ct
KPS Statique
KPS Perf.
**
¥¥
**
**
**¥¥
¥ p<0.01; * p<0.05
mRNA expression à M3
Flirt 2008R Thuillier, F Favreau, N Vaziri, B Barrou
B Barrou, EFPMO 2010
Cellules CD3 positives
0
10
20
30
40
50
60
J7 J14 M1 M3
Ce
llu
les
po
sit
ive
s p
ar
ch
am
ps
UW statique
UW Perf.
KPS statique
KPS Perf.
**
* *
*
*
P < 0.05 vs. KPS perf.
P < 0.05 vs. KPS perf.
Infiltrat leucocytaire Flirt 2008
R Thuillier, F Favreau, N Vaziri, B Barrou
Modèle d’autotransplantation rénale chez le porc après 60 mn d’ischémie chaude et 24 H de préservation sur Lifeport® à 4°C
Effet solution + Effet machineEffet solution + Effet machine
Conséquence d’une meilleure préservation de la barrière endothéliale ?
Limitation de l’activation endothéliale ?
B Barrou, EFPMO 2010
Intégrité endothélialeFlirt 2008
R Thuillier, F Favreau, N Vaziri, B Barrou
* p<0.01 vs Contrôle, KPS machine, KPS statique; ** p<0.05 vs contrôle, KPS machine; # p<0.05 vs contrôleModèle 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
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
Lifeport® (ORS)
• Contrôle pression
• IR = (syst+diast)/2)/ Q
• Transportable
• Protection si panne
RM3 (Waters Medical)
• Contrôle volume du bolus
• IR = (syst+2diast) / 3) /Q
• Non transportable
• Pas de 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
- 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
30 mm Hg
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
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DGF [N=63] IF [N=266]
30 min P=0.056
10 min P=0.042
1 h P=0.1754 h P=0.025 END P=0.021
2 h P=0. 021
Perfusion time (hrs)
End-MP
RRF (n=63) FI (n=266)
B Barrou, EFPMO 2010
Index de résistance de l'essai Eurotransplant et non fonction primaire
00.10.20.30.40.50.60.70.80.9
1
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DGF [N=63] IF [N=266] PNF [N=7]
B Barrou, EFPMO 2010
Seuil de résistance de fin de perfusion
et risque de RRFAnalyse 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
Pr Benoit Barrou – Dptmt Transplantation rénale – Hôp Pitié Salpétrière – ParisINSERM U927
Pr Lionel Badet TransplantationHôp Edouard Hériot Lyon FranceINSERM U927
Pr Marc de Broe,Department of Nephrology, University of Antwerp, Belgium
Dr Diethard Monbaliu Departement de Chirurgie Transplantation AbdominaleLeuven, Belgique
Dr Alain LemoineInstitut d’Immunologie MédicaleUniversité Libre de Bruxelles Belgique
Pf. Chirurgie Expérimentale Transplantation, INRA
Le Magneraud, SurgèresDir Sci
Pr T Hauet
U927
René Ferrera INSERM U886 Université de Lyon France
Groupe FlirtFédération pour l’étude des lésions d’ischémie reperfusion
en transplantation
Collaborations : Groningen, Barcelone, Baltimore, Rochester, Georgetown
GIS MoBiPo Pdt. Pr M Eugène
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