Modèles AnimauxEn Pathologie Cardiaque

Dr Alain BelHEGP, Paris

Lyon, le 25 Novembre 2010

Contrôle du débit ou de la pression de perfusion

Cœur soumis à une postcharge (working heart)

Cœur ischémique ou hypoxique (altération de l’oxygénation du perfusat et/ou du débit de perfusion)

Etude de la fonction VG (systolique et diastolique)

Cœur Isolé PerfuséLangendorff

Nouveaux Modèles Animaux

Pour quoi faire?

Recherche fondamentale? vs échantillons humains

Quelle pathologie étudier? Contrôle de l’environnement

PertinenceSimilitude/humainReproductibilitéFacilité d’étude clinique et para-clinique

Pas de limite à l’imagination humaine! / comités d’éthique

• Recherche fondamentale, physiologie

•Ischémie

• Cardiopathie dilatée

• Valves

• Pathologie congénitale (shunts, HTAP…)

• Athérosclérose, Troubles du rythme, Tx…

Domaines

Nouveaux Modèles

Se poser toutes sortes de questions +++!!!

Recherche fondamentale ou appliquéeMécanisme, facteursCœur sain: isolé (Langendorff) ou corps entier (contrôle autres variables) Hémodynamique, marqueurs, traceurs, imagerie (écho, IRM, PetScan, microscopie, biologie fondamentale)Cœur pathologique: pertinence du modèle pathologique créé, reproductibilité, tester des mécanismes ou des drogues, moyens d’appréciation

Limites +++ (anatomique, physiologique, immunologique…)

Choix de l’AnimalPathologie existe (état naturel, génétique) ex: lapin Watanabe et athérome, chien et dystrophie musculaire, souris transgénique et cardiomyopathieImportance ou non de l’anatomie proche ou validation d’un conceptCréer la pathologie

Taille: adaptée à l’étude (ex: cellules ou valve)ou aux outils (chirurgicaux, techniques, biologiques…)

Age: période de croissance de l’animal intéressante ou non

Outils d’appréciation: biologie (marquage monoclonal pour l’espèce)imagerie (échographie, IRM, angiographie…)immunologie (primates)

Durée du suivi: jours, mois, années

Possibilités de l’animalerie: coût, personnel, compétences, autorisations…

Choix « éthique » ex: chien en France (dystrophies musculaires….)

Cardiopathie IschémiqueIschémie temporaire ou création d’un IDM localiséDéfinitif (+ répétitions si besoin)

aigu: ligature, embolisation (coils), toxique (alcoolisation, venin..)progressif: améroïdes

Temporaire (+/- fermeture pariétale)tirettenœud coulant

Petit animal:• Thoracotomie gauche: ligature prox CG, mortalité >1/3• Sternotomie: choix du lieu de ligature coronaire

Gros animal:• Sternotomie, thoracotomie ou percutané• Choix de l’artère coronaire à occlure

Ischemie 1 heure, reperfusion

IDM

Anapath de lAnapath de l ’’ IDMIDM

IDM par ligature coronaire

IDM temporaire

Cardiopathie Ischémique Toxique

Anapath après injection de venin

Améroïde

Thérapie cellulaire: voies de délivrance

Intraveineux Intracoronaire Endocardique Epicardique

Sinus Coronaire

Thérapie Cellulaire Epicardique

Thérapie Cellulaire Endocardique

Thérapie Cellulaire Endocoronaire

Patch Cellularisé

Shimizu et al. Biomaterials 2003;24:2309-16.

Memon et al. J Thorac Cardiovasc Surg2005;130:1333-41.

Thérapie CellulairePatch Cellularisé

Cardiopathie Dilatée, Hypertrophique ou Restrictive

• Ischémique à répétition + temps• Médicamenteuse (adriamycine), radique• Par électro-stimulation rapide• Surcharge volumique chronique• Surcharge de pression (post-charge) chirurgicale(sténose Ao abdominale, cerclage de l’AP)• A(dys)kinésie chirurgicale (patch ventriculaire)

Animaux transgéniques: surexpression de mutationsSouris MyBPc (cardiopathie hypertrophique)Souris cardiomyopathie desmine-dépendante,cardiopathie dilatée, surexpression myotrophine

Electro Stimulation Rapide

Cardiopathie Restrictive

Valves

Création de la pathologie valvulaire: difficilechirurgie en 2 temps, valvules (ballonisation, perforation)percutané: section de cordages

ischémie de pilierperforation par emporte pièce

Chirurgie directe (mouton, chèvre, porc) sous CEC

Chirurgie percutanée: endoprothèse valvulaire, clips mitraux…

Procédures Endo-ventriculaires

Plastie Mitrale

Bioprothèse Péricardique

Carmat

Des valves cardiaques au cœur artificiel

Pathologie Congénitale

HTAP cerclage de l’AP ajustable (technologie chambres implantables)Améroïdeanastomose systémico-pulmonaireExposition chronique en caisson hypobare

HTAcoarctation de l’aorte par cerclage ajustable

Shunts CIA par dilatation au ballonnet, CIV par alcoolisation, FAV…

Shunts: création de CIA

Rythmologie

Electro-physiologie in vivo

AC/FAStimulation rapide prolongée de l’oreilletteApplication topique d’acétylcholineArythmies post-ischémiques

Création de BAV par radiofréquence

Athérosclérose Coronaire

Plaque d’athérome vulnérable +++

Modèles porcins d’athérosclérose avancéePorcs transgéniques

Lapin Watanabe

Divers:Membranes anti-adhérences

Cova™ vs Seprafilm ®

Animaux transgéniques

Micro-chirurgie

Transplantation hétérotopique rat / souris

Circulation extra-corporelle chez le rat

Avancées

Surexpriment des gènes ciblés(fabriquent davantage de molécules intéressantes qu’un animal normal)

Animaux knock-out (KO) : un gène d’intérêt a été inactivé afin de mieux connaître son rôle en observant l’impact de l’absence de la ou des protéines qu’il code

La production de ces animaux est difficilesoit technique de micro-injection d’ADN utilisée pour la transgenèse n’est pas assez efficace (vecteurs viraux)soit il est délicat d’obtenir des rats KO via la manipulation de cellules embryonnairesTechnique nommée genome walking permet de localiser les transgènes intégrés dans les cellules

Animaux Transgéniques

Canule artérielle

Canule veineuse

Tête de pression

Abord carotidien

Trachéotomie

Ventilation mécanique

V. Le GuillouCHU Rouen

Pompe àgalet

Oxygénateur

Ligne veineuse

Ligne artérielle

Réservoir de cardiotomie

Oxygène

V. Le GuillouCHU Rouen

Rien n’est impossible!

Beaucoup d’obstination, de patience !Multi-disciplinarité !Discuter, écouter les conseils!

Hôpital Européen Georges Pompidou

Cell Therapy of Cardiac Diseases

Pôle Cardio-vasculaire