Cellules souches mésenchymateuses : une nouvelle perspective de traitement du syndrome de...

2
Re ´fe ´ rences [1] Martin JT. Compartment syndromes: concepts and perspectives for the anesthesiologist. Anesth Analg 1992;75:275–83. [2] Warner ME, LaMaster LM, Thoeming AK, Shirk Marienau ME, Warner MA. Compartment syndrome in surgical patients. Anesthesiology 2001;94: 705–8. [3] Strickland SM, Westrich GH. Spontaneous compartment syndrome occurring postoperatively in 2 oral surgery patients. J Oral Maxillofac Surg 2000;58: 814–6. [4] Lagandre S, Arnalsteen L, Vallet B, Robin E, Jany T, Onraed B, et al. Predictive factors for rhabdomyolysis after bariatric surgery. Obes Surg 2006;16: 1365–70. M.-C. Vogler, V. De Pasquale, S. Molliex* De ´partement d’anesthe ´sie-re ´animation, CHU, 42055 Saint-E ´ tienne cedex 2, France *Auteur correspondant Adresses e-mail : [email protected] [email protected] (M.-C. Vogler) http://dx.doi.org/10.1016/j.annfar.2013.11.019 Cellules souches me ´ senchymateuses : une nou- velle perspective de traitement du syndrome de de ´ tresse respiratoire aigue ¨ Mesenchymal stem cells: A new perspective of treatment of the acute respiratory distress syndrome Le syndrome de de ´ tresse respiratoire aigue ¨ (SDRA) reste parmi les causes les plus fre ´ quentes de de ´ faillance pulmonaire aigue ¨ chez les patients de re ´ animation. Sa morbi-mortalite ´a modestement diminue ´ au cours de la de ´ cennie passe ´e, en premier lieu gra ˆce a ` l’ame ´ lioration des soins et des techniques de ventilation et de perfusion. A ` l’heure actuelle, aucune the ´ rapie pharmacologique n’a montre ´ chez l’homme une re ´ duction de la mortalite ´ lie ´e au SDRA. L’utilisation pre ´ clinique de la the ´ rapie cellulaire comme traitement potentiel des pathologies pulmonaires aigue ¨s, ouvre des perspec- tives prometteuses. Quelques e ´ tudes re ´ centes sugge ` rent que les cellules souches me ´ senchymateuses (mesenchymal stem cells [MSC]) pourraient avoir des applications the ´ rapeutiques dans plusieurs pathologies incluant l’infarctus du myocarde, le diabe ` te, le sepsis, l’insuffisance he ´ patique, l’insuffisance re ´ nale aigue ¨ et le SDRA. Les MSC sont des cellules pluripotentes isole ´es a ` partir de la moelle osseuse. Elles ont la capacite ´ de se diffe ´ rencier en tissu osseux, cartilagineux, musculaire, adipeux et en fibroblastes. Leur processus d’isolation est relativement simple et elles posse ` dent l’avantage de se propager facilement a ` travers l’organisme. Par ailleurs, les MSC ne ge ´ ne ` rent pas les discussions e ´ thiques relatives aux cellules souches embryonnaires. L’utilisation de MSC de ´ rive ´es de la moelle osseuse a e ´te ´e ´ value ´e dans plusieurs mode ` les in vivo de pathologies pulmonaires. Dans un mode `le murin de le ´ sion pulmonaire induite par la ble ´ omycine, des MSC isoge ´ niques de ´ livre ´es en intraveineux ame ´ lioraient la survie et diminuaient l’inflammation pulmonaire [1]. Xu et al. [2] ont montre ´ que l’administration intraveineuse de MSC isoge ´ niques, secondaire a ` l’administration intra-pe ´ ritone ´ ale d’endotoxine d’Escherichia coli, pre ´ venait l’inflammation, les le ´ sions et l’œde `me pulmonaire induits par l’endotoxine, ainsi que l’afflux de neutro- philes dans l’alve ´ ole le ´se ´ e. Ils ont de ´ couvert que des MSC murines transfecte ´es par l’angiopoı ¨e ´ tine humaine (human angiopoietin-1 [Ang1]) re ´ duisaient la se ´ve ´ rite ´ de la le ´ sion pulmonaire induite par l’endotoxine d’E. coli. Re ´ cemment, les e ´ quipes de l’institut de recherche cardiovasculaire de l’universite ´ de San Francisco (CVRI- UCSF), ont rapporte ´s sur un mode `le murin que l’instillation intra- bronchique de MSC isoge ´ niques 4 heures apre `s l’administration d’endotoxine d’E. coli, ame ´ liorait la survie et re ´ duisait l’œde `me pulmonaire [3]. Ce traitement re ´ duisait e ´ galement les taux de cytokines pro-inflammatoires dans le plasma et le lavage broncho- alve ´ olaire et augmentait les taux de cytokines anti-inflammatoires telle que l’interleukine (IL)-10. Pour approfondir la compre ´ hension du ro ˆle the ´ rapeutique des MSC, ces e ´ quipes ont de ´ veloppe ´ des mode ` les humains d’ALI. Dans un mode `le de poumon humain perfuse ´ ex vivo, l’instillation intra-bronchique de MSC humaines 1 heure apre `s l’induction d’une le ´ sion pulmonaire par l’endotoxine d’E. coli, restaurait la clairance liquidienne alve ´ olaire en partie par la se ´ cre ´ tion du facteur de croissance des ke ´ ratinocytes (keratinocyte growth factor [KGF]) [4]. Dans un mode `le similaire dont les re ´ sultats pre ´ liminaires ont e ´te ´ publie ´s sous la forme d’un re ´ sume ´ par l’American Thoracic Society, l’administration intraveineuse de MSC humaines sur des poumons re ´ cuse ´s pour transplantation et dont la clairance liquidienne alve ´ olaire e ´ tait < 10 % mais non nulle, augmentait significativement cette dernie ` re. Par ailleurs, sur des cultures de cellules alve ´ olaires humaines de type II, des MSC humaines cultive ´es sans aucun contact cellulaire sur une plaque de Transwell, restauraient la perme ´ abilite ´e ´ pithe ´ liale aux prote ´ ines induite par l’exposition a ` des cytokines inflammatoires, en partie par la se ´ cre ´ tion d’Ang1, supportant l’hypothe `se de facteurs paracrines issus de MSC, ve ´ hicule ´s par des microve ´ sicules (MV). Plusieurs e ´ tudes sont actuellement mene ´es au CVRI-UCSF, dans une dynamique transatlantique, afin de mieux connaı ˆtre les effets immunomodulateurs me ´ die ´s par les MSC [5] et les me ´ canismes des effets the ´ rapeutiques potentiels des MV issues de MSC (MV-MSC). Il s’agit de de ´ terminer si l’utilisation de MV-MSC permettrait de re ´ parer les le ´ sions de la barrie `re alve ´ olo-capillaire et d’en explorer les me ´ canismes physiopathologiques. Les e ´ quipes du CVRI-UCSF viennent tout juste de montrer cet effet re ´ parateur des MV-MSC sur un mode `le murin d’ALI induite par l’endotoxine d’E. coli : la clairance liquidienne alve ´ olaire re ´ duite par l’action de l’endotoxine, augmente gra ˆce a ` l’instillation de MV-MSC. La prochaine e ´ tape consistera a ` analyser les effets de MV-MSC sur un mode `le de poumons humains perfuse ´s ex vivo, dans l’espoir d’ame ´ liorer une clairance liquidienne alve ´ olaire initialement basse ou d’augmenter une clairance initiale- ment normale mais secondairement impacte ´e par l’utilisation de bacte ´ ries vivantes (E. coli) ou d’endotoxines. La the ´ rapie cellulaire en matie `re de SDRA n’est plus de la « me ´ decine fiction ». Les preuves de son inte ´re ˆt se sont accumule ´es ces dernie ` res anne ´ es. Il demeure ne ´ anmoins quelques interroga- tions controverse ´es relatives au risque de de ´ veloppement tumoral et a ` l’immunoge ´ nicite ´ des MSC. Les MV-MSC ne pre ´ sentent pas ces inconve ´ nients, mais leur inte ´ re ˆt the ´ rapeutique valide ´ chez l’animal, doit maintenant e ˆtre confirme ´ sur poumons humains perfuse ´s ex vivo avant d’envisager des e ´ tudes cliniques. De ´ claration d’inte ´re ˆts Les auteurs de ´ clarent ne pas avoir de conflits d’inte ´re ˆts en relation avec cet article. I N F O A R T I C L E Mots cle ´s : Cellules souches me ´ senchymateuses Syndrome de de ´ tresse respiratoire aigue ¨ Keywords: Mesenchymal stem cells Acute respiratory distress syndrome Lettres a ` la re ´daction / Annales Franc ¸aises d’Anesthe ´sie et de Re ´animation 33 (2014) 47–57 52

Transcript of Cellules souches mésenchymateuses : une nouvelle perspective de traitement du syndrome de...

Page 1: Cellules souches mésenchymateuses : une nouvelle perspective de traitement du syndrome de détresse respiratoire aiguë

Re

[1]

[2]

[3]

[4]

ht

Cevede

M

re

leledil’apemL’upotiv

mavinhecelamesprneso

da

I N

Mo

Ce

Sy

Ke

Me

Ac

Lettres a la redaction / Annales Francaises d’Anesthesie et de Reanimation 33 (2014) 47–5752

´ ferences

Martin JT. Compartment syndromes: concepts and perspectives for theanesthesiologist. Anesth Analg 1992;75:275–83.

Warner ME, LaMaster LM, Thoeming AK, Shirk Marienau ME, Warner MA.Compartment syndrome in surgical patients. Anesthesiology 2001;94:705–8.

Strickland SM, Westrich GH. Spontaneous compartment syndrome occurringpostoperatively in 2 oral surgery patients. J Oral Maxillofac Surg 2000;58:814–6.

Lagandre S, Arnalsteen L, Vallet B, Robin E, Jany T, Onraed B, et al. Predictivefactors for rhabdomyolysis after bariatric surgery. Obes Surg 2006;16:1365–70.

un modele murin de lesion pulmonaire induite par la bleomycine,des MSC isogeniques delivrees en intraveineux amelioraient lasurvie et diminuaient l’inflammation pulmonaire [1]. Xu et al. [2] ontmontre que l’administration intraveineuse de MSC isogeniques,secondaire a l’administration intra-peritoneale d’endotoxined’Escherichia coli, prevenait l’inflammation, les lesions et l’œdemepulmonaire induits par l’endotoxine, ainsi que l’afflux de neutro-philes dans l’alveole lesee. Ils ont decouvert que des MSC murinestransfectees par l’angiopoıetine humaine (human angiopoietin-1

[Ang1]) reduisaient la severite de la lesion pulmonaire induite parl’endotoxine d’E. coli. Recemment, les equipes de l’institut de

reUCbrd’

M.-C. Vogler, V. De Pasquale, S. Molliex*

Departement d’anesthesie-reanimation, CHU,

42055 Saint-Etienne cedex 2, France

*Auteur correspondantAdresses e-mail : [email protected]

[email protected] (M.-C. Vogler)

tp://dx.doi.org/10.1016/j.annfar.2013.11.019

llules souches mesenchymateuses : une nou-lle perspective de traitement du syndrome detresse respiratoire aigue

esenchymal stem cells: A new perspective of treatment of the acute

spiratory distress syndrome

pucyaltedumexapresegr

prl’AhuclaucuhuTrinlaiss

unimefs’areleviunliqgranpealmba

« mcetioetinl’ape

De

Le syndrome de detresse respiratoire aigue (SDRA) reste parmis causes les plus frequentes de defaillance pulmonaire aigue chezs patients de reanimation. Sa morbi-mortalite a modestementminue au cours de la decennie passee, en premier lieu grace amelioration des soins et des techniques de ventilation et derfusion. A l’heure actuelle, aucune therapie pharmacologique n’aontre chez l’homme une reduction de la mortalite liee au SDRA.tilisation preclinique de la therapie cellulaire comme traitementtentiel des pathologies pulmonaires aigues, ouvre des perspec-es prometteuses.Quelques etudes recentes suggerent que les cellules souches

esenchymateuses (mesenchymal stem cells [MSC]) pourraientoir des applications therapeutiques dans plusieurs pathologiescluant l’infarctus du myocarde, le diabete, le sepsis, l’insuffisancepatique, l’insuffisance renale aigue et le SDRA. Les MSC sont desllules pluripotentes isolees a partir de la moelle osseuse. Elles ont

capacite de se differencier en tissu osseux, cartilagineux,usculaire, adipeux et en fibroblastes. Leur processus d’isolationt relativement simple et elles possedent l’avantage de seopager facilement a travers l’organisme. Par ailleurs, les MSC

generent pas les discussions ethiques relatives aux cellules

F O A R T I C L E

ts cles :

llules souches mesenchymateuses

ndrome de detresse respiratoire aigue

ywords:

senchymal stem cells

ute respiratory distress syndrome

uches embryonnaires.L’utilisation de MSC derivees de la moelle osseuse a ete evaluee

ns plusieurs modeles in vivo de pathologies pulmonaires. Dans re

cherche cardiovasculaire de l’universite de San Francisco (CVRI-SF), ont rapportes sur un modele murin que l’instillation intra-

onchique de MSC isogeniques 4 heures apres l’administrationendotoxine d’E. coli, ameliorait la survie et reduisait l’œdemelmonaire [3]. Ce traitement reduisait egalement les taux detokines pro-inflammatoires dans le plasma et le lavage broncho-veolaire et augmentait les taux de cytokines anti-inflammatoireslle que l’interleukine (IL)-10. Pour approfondir la comprehension

role therapeutique des MSC, ces equipes ont developpe desodeles humains d’ALI. Dans un modele de poumon humain perfuse

vivo, l’instillation intra-bronchique de MSC humaines 1 heureres l’induction d’une lesion pulmonaire par l’endotoxine d’E. coli,staurait la clairance liquidienne alveolaire en partie par lacretion du facteur de croissance des keratinocytes (keratinocyte

owth factor [KGF]) [4]. Dans un modele similaire dont les resultatseliminaires ont ete publies sous la forme d’un resume parmerican Thoracic Society, l’administration intraveineuse de MSCmaines sur des poumons recuses pour transplantation et dont la

airance liquidienne alveolaire etait < 10 % mais non nulle,gmentait significativement cette derniere. Par ailleurs, sur desltures de cellules alveolaires humaines de type II, des MSCmaines cultivees sans aucun contact cellulaire sur une plaque deanswell, restauraient la permeabilite epitheliale aux proteinesduite par l’exposition a des cytokines inflammatoires, en partie par

secretion d’Ang1, supportant l’hypothese de facteurs paracrinesus de MSC, vehicules par des microvesicules (MV).Plusieurs etudes sont actuellement menees au CVRI-UCSF, dans

e dynamique transatlantique, afin de mieux connaıtre les effetsmunomodulateurs medies par les MSC [5] et les mecanismes des

fets therapeutiques potentiels des MV issues de MSC (MV-MSC). Ilgit de determiner si l’utilisation de MV-MSC permettrait de

parer les lesions de la barriere alveolo-capillaire et d’en explorers mecanismes physiopathologiques. Les equipes du CVRI-UCSFennent tout juste de montrer cet effet reparateur des MV-MSC sur

modele murin d’ALI induite par l’endotoxine d’E. coli : la clairanceuidienne alveolaire reduite par l’action de l’endotoxine, augmenteace a l’instillation de MV-MSC. La prochaine etape consistera aalyser les effets de MV-MSC sur un modele de poumons humainsrfuses ex vivo, dans l’espoir d’ameliorer une clairance liquidienne

veolaire initialement basse ou d’augmenter une clairance initiale-ent normale mais secondairement impactee par l’utilisation decteries vivantes (E. coli) ou d’endotoxines.La therapie cellulaire en matiere de SDRA n’est plus de laedecine fiction ». Les preuves de son interet se sont accumulees

s dernieres annees. Il demeure neanmoins quelques interroga-ns controversees relatives au risque de developpement tumoral

a l’immunogenicite des MSC. Les MV-MSC ne presentent pas cesconvenients, mais leur interet therapeutique valide cheznimal, doit maintenant etre confirme sur poumons humainsrfuses ex vivo avant d’envisager des etudes cliniques.

´claration d’interets

Les auteurs declarent ne pas avoir de conflits d’interets enlation avec cet article.

Page 2: Cellules souches mésenchymateuses : une nouvelle perspective de traitement du syndrome de détresse respiratoire aiguë

References

[1] Ortiz LA, Gambelli F, McBride C, Gaupp D, Baddoo M, Kaminski N, et al.Mesenchymal stem cell engraftment in lung is enhanced in response to bleo-mycin exposure and ameliorates its fibrotic effects. Proc Natl Acad Sci U S A2003;100:8407–11.

[2] Xu J, Woods CR, Mora AL, Joodi R, Brigham KL, Iyer S, et al. Prevention ofendotoxin-induced systemic response by bone marrow-derived mesenchymalstem cells in mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2007;293:L131–41.

[3] Gupta N, Su X, Popov B, Lee JW, Serikov V, Matthay MA. Intrapulmonary deliveryof bone marrow-derived mesenchymal stem cells improves survival andattenuates endotoxin-induced acute lung injury in mice. J Immunol2007;179:1855–63.

[4] Lee JW, Fang X, Gupta N, Serikov V, Matthay MA. Allogeneic human mesench-ymal stem cells for treatment of E. coli endotoxin-induced acute lung injury inthe ex vivo perfused human lung. Proc Natl Acad Sci U S A 2009;106:16357–62.

[5] Monsel A. Vers une colaboration transatlantique pour le developpement d’unaxe de recherche sur l’immunomodulation dans le SDRA. Ann Fr Anesth Reanim2012;31:744–5. http://dx.doi.org/10.1016/j.annfar.2012.07.007.

S. Gennaia,*,b,c, A. Monselc, J.W. Leec

aPole urgences Samu-Smur, CHU de Grenoble, CS 10217,

38043 Grenoble cedex 09,

FrancebLaboratoire TIMC-IMAG, UMR 5525,

domaine de la Merci, 38706 La Tronche cedex,

Francec

93 %. La rachianesthesie par ponction au niveau de l’espace lombaireL4-L5 etait realisee avec 12 mg de bupivacaıne hyperbare et 3 mg desufentanil. Apres 20 minutes le niveau sensitif etait a T10.L’intervention qui durait une heure se deroulait sans complication.A son admission en salle de surveillance post-interventionnelle(SSPI), la SpO2 etait a 89 % en air ambiant et a 92 % sous2 L.min�1 d’oxygene. La dissociation entre l’examen cardiorespir-atoire normal et la diminution de la saturation en oxygene mesureepar oxymetrie de pouls sera expliquee par un nouvel interrogatoirede la patiente qui fournit un document non date du serviced’hematologie de l’hopital Henri-Mondor (Creteil). Ce documentindiquait que la patiente etait atteinte d’une hemoglobinopathieavec presence d’une hemoglobine anormale dite Hazebrouck. Cettehemoglobine anormale a ete diagnostiquee dans la famille de lapatiente qui est originaire du Nord de la France [1].

Les gaz du sang arteriels preleves en SSPI, sous oxygenotherapie,et mesures par co-oxymetrie montraient : pH = 7,40 ; PO2 =63 mmHg ; PCO2 = 42 mmHg ; SaO2 = 92,6 % ; CO2 total =28,7 mmol.L�1, hemoglobine = 9,4 g.dl�1 ; oxyhemoglobine =89,5 % ; carboxyhemoglobine = 1,8 % ; methemoglobine = 1,6 %.Les suites postoperatoires etaient simples.

L’hemoglobine Hazebrouck est une hemoglobine anormalecaracterisee par une mutation sur la chaıne beta 38(C4)Thr!Pro

e..

e

tse.

elaasterreeseb

,t

rechercher une cause plus inhabituelle, dont une hemoglobineanormale. Les hemoglobines anormales les plus frequentes sont lesmethemoglobinemies acquises (medicaments, toxiques). Leshemoglobines anormales genetiques sont souvent non spontane-ment declarees par le patient, car la plupart ont un impact limitesur son activite de la vie courante.

Declaration d’interets

Les auteurs declarent ne pas avoir de conflits d’interets enrelation avec cet article.

l.Structural study of hemoglobin Hazebrouck, b38(C4)Thr!Pro. A new abnormalhemoglobin with instability and low oxygen affinity. FEBS Lett 1984;172:155–8.

Lettres a la redaction / Annales Francaises d’Anesthesie et de Reanimation 33 (2014) 47–57 53

Cardio Vascular Research Institute, University of California,

505, Parnassus avenue, Box 0648, San Francisco,

CA 94143-0648, Etats-Unis

*Auteur correspondantAdresse e-mail : [email protected] (S. Gennai)

http://dx.doi.org/10.1016/j.annfar.2013.11.024

Oxymetrie de pouls et hemoglobine Hazebrouck

Low SpO2 associated with variant hemoglobin Hazebrouck

Une patiente, agee de 74 ans, etait prise en charge pour unechirurgie programmee de prothese totale de hanche droite. Dans sesantecedents on notait un tabagisme evalue a 30 paquets-annees. Lesantecedents chirurgicaux comportaient une appendicectomie, uneplastie abdominale et une prothese totale de hanche. La patiente nesignalait aucune complication perioperatoire. L’examen cliniquepreoperatoire etait normal. Les examens biologiques objectivaientune anemie moderee avec une hemoglobine a 10,9 g.dl�1. Laradiographie pulmonaire etait normale. L’electrocardiogrammemontrait un bloc de branche droit incomplet. La patiente donnaitson accord pour la rachianesthesie. A l’admission au bloc operatoire,elle avait une SpO2 en air ambiant a 84 %, une frequence respiratoire a16 c.min�1, une pression arterielle a 160/65 mmHg et une frequencecardiaque a 70 b.min�1. L’auscultation pulmonaire etait normale.Sous oxygenotherapie (3 L.min�1 par lunette nasale) la SpO2 etait a

I N F O A R T I C L E

Mots cles :

Oxymetrie de pouls

Hemoglobine anormale

Hemoglobine Hazebrouck

Keywords:

Pulse oximetry

Abnormal hemoglobin

Hemoglobin Hazebrouck

(threonine remplacee par la proline). La mutation entraıne uninstabilite de l’hemoglobine qui est plus facilement hemolyseeL’hemolyse reste moderee. L’affinite pour l’oxygene est diminueeLa P50 est augmentee, dans ce cas a 36 mmHg pour une normalentre 27 a 29.

Plus de 1000 hemoglobines anormales ont ete identifiees, donplusieurs dizaines en France. Les mutations sont plus frequenteau niveau de la chaıne beta. Les hemoglobines anormales ont unaffinite pour l’oxygene, normale, augmentee ou diminueeLorsque l’affinite pour l’oxygene est diminuee, la SpO2 mesurepar oxymetrie de pouls et la saturation mesuree sur le sang arteriesont diminuees et ceci dans les memes proportions [2,3]. Ldiminution de l’affinite pour l’oxygene n’interfere pas avec ldelivrance de l’oxygene aux tissus peripheriques. Dans certaincas, la SpO2 est abaissee, mais la SaO2 mesuree sur sang arteriel esnormale. C’est le cas de l’Hb Bonn, pour laquelle la courbd’absorption des lumieres rouge et infrarouge mesuree paspectrophotometrie a montre une absorption augmentee poula longueur d’onde de 660 nm qui est celle qui mesurl’hemoglobine reduite (l’oxymetre est leurre et la mesure dl’hemoglobine reduite est faussement augmentee) [3]. Parmi lehemoglobines anormales decrites en France la SpO2 est diminuepour l’Hb Saint-Mande [4], l’Hb Canebiere [5], mais non pour l’HToulouse.

En conclusion, en l’absence d’une maladie cardiorespiratoirecause la plus frequente d’une diminution de la SpO2, il fau

References

[1] Blouquit Y, Delanoe-Garin J, Lacombe C, Arous N, Cayre Y, Peduzzi J, et a