Des chercheurs de l'Université du Michigan ont prolongé les délais de conservation du cœur au-delà de 24 heures grâce à une technique appelée NEHP, promettant d'élargir la fenêtre de transplantation et d'améliorer l'utilisation du cœur des donneurs.
Des progrès significatifs dans les techniques de préservation pourraient libérer davantage de cœurs pour la transplantation.
Plus de cinq décennies après la première transplantation cardiaque interhumaine, plus de 5 000 transplantations cardiaques sont réalisées chaque année dans le monde. Cependant, ce nombre est nettement inférieur à la demande, puisque jusqu’à 50 000 personnes peuvent avoir besoin d’une greffe à tout moment. Le temps d'attente pour une greffe peut s'étendre sur des années, en fonction de la gravité de l'état du patient ainsi que de divers facteurs physiologiques et logistiques. Une limitation majeure pour répondre à ce besoin est la rareté des cœurs de donneurs appropriés, en partie due au délai très court pour la transplantation une fois le cœur retiré du donneur décédé.
La « référence » actuelle en matière de conservation des cœurs de donneurs est le stockage statique à froid (CSS), où les cœurs sont conservés sur la glace jusqu'à la transplantation. La transplantation réussit mieux lorsque le CSS dure moins de six heures, avant que le cœur ou ses vaisseaux sanguins ne subissent des dommages. Des périodes allant jusqu'à 12 heures sont parfois possibles, mais nécessitent un maintien en vie mécanique tel qu'une oxygénation extracorporelle par membrane (ECMO) pendant plusieurs jours sur le receveur. Prolonger la durée de conservation au-delà de six heures sans recourir à l’ECMO constituerait ainsi une avancée médicale.
Désormais, les chercheurs publiant dans Frontières de la médecine cardiovasculaire ont montré qu'il était possible de maintenir en vie des cœurs de porc transplantés hors du corps pendant plus de 24 heures en utilisant un processus appelé perfusion cardiaque normothermique ex vivo (NEHP).
« Si cela se traduisait chez l'homme, cela constituerait une amélioration majeure par rapport à la fenêtre de temps de six heures dans la pratique clinique standard », a déclaré le Dr Robert Bartlett, professeur émérite et chef du laboratoire de survie extracorporelle de la faculté de médecine de l'Université du Michigan. à Ann Arbor.
Continuez à pomper
NEHP signifie que les cœurs, une fois retirés de leur donneur, sont maintenus dans un état partiellement physiologique à température ambiante en pompant un liquide oxygéné et riche en nutriments (« perfusat ») dérivé du sang. plasma à travers eux jusqu'à la transplantation. Les médicaments et les cellules souches réparatrices des tissus peuvent être délivrés au cœur par le biais du perfusat. Actuellement, la seule variante du NEHP approuvée pour un usage clinique par la Food and Drug Administration des États-Unis est le Transmedics-OCS, qui, comme le CSS, est limité à six heures.
Au cours des sept dernières années, le laboratoire de survie extracorporelle a travaillé à prolonger progressivement la durée de conservation des cœurs des donneurs grâce à des améliorations du NEHP. Leurs expériences précédentes ont montré qu'une étape critique consiste à filtrer le perfusat pour éliminer toutes les molécules inférieures à 26 kilodaltons. Sans cela, pour des raisons inconnues, les cœurs deviennent rapidement inutilisables pour la transplantation.
Ici, Bartlett et ses collègues ont gardé en vie le cœur de 30 porcs immatures et de 10 porcs juvéniles pendant diverses périodes avec des variantes expérimentales du NEHP. Par exemple, le perfusat pour tous les cœurs des donneurs était une solution de plasma sanguin et de concentrés de globules rouges (provenant d’autres porcs en bonne santé), d’électrolytes, de glucose et d’antibiotiques. Le perfusat a été pompé dans le cœur à un débit moyen de 0,7 millilitre par minute par gramme de poids cardiaque et remplacé toutes les 60 minutes.
HEHP – avec une différence
Ils ont ensuite comparé les effets entre trois variantes : NEHP avec hémofiltration pour purifier en continu le perfusat et éliminer les toxines (10 cœurs de porcs immatures) ; NEHP où le composant plasmatique du perfusat était échangé en continu (cinq cœurs immatures) ; et contrôler le NEHP sans modifications (15 cœurs immatures).
Pour tester ces méthodes sur des cœurs plus gros, ils ont également utilisé NEPH avec hémofiltration sur cinq cœurs de porcs juvéniles, et NEPH avec une modification supplémentaire (perfusion auriculaire gauche intermittente ou iLA) sur sept autres cœurs de juvéniles, pour surveiller la fonction cardiaque. Dans l'iLA, un volume fixe de sang est injecté dans l'oreillette gauche à intervalles réguliers, pour tester sa capacité continue à éjecter ce sang.
Les auteurs ont surveillé la santé des cœurs préservés en temps réel en vérifiant visuellement leur contractilité, leur rythme, leur couleur et leur œdème, et en mesurant la concentration de lactate (un sous-produit des dommages cellulaires) toutes les heures. Chaque cœur a été maintenu jusqu'à ce qu'il entre en asystolie ou en arythmie, qu'il présente une pression artérielle systolique minimale dans le ventricule gauche ou qu'il présente des concentrations élevées de lactate pendant au moins deux heures.
Fortes améliorations
Tous les cœurs témoins sont morts entre 10 et 24 heures après le retrait du donneur, tandis que tous les cœurs maintenus avec des modifications du NEPH standard ont survécu pendant 24 heures complètes. Les auteurs concluent que l'hémofiltration, l'échange plasmatique et l'iLA constituent des améliorations majeures qui permettent la préservation systématique des cœurs au-delà d'une journée. Il n'est pas encore possible de répondre à laquelle des trois dernières méthodes est la meilleure.
« Je pense que la différence majeure se fera lorsque nous prolongerons nos expériences au-delà de 24 heures, où l'échange plasmatique sera peut-être meilleur car les toxines plus grosses pourront être éliminées. iLA semble également constituer une amélioration majeure, car en principe, il permettrait d'utiliser le NEPH sur des cœurs ayant subi des blessures ou ayant une fonction limite chez le donneur », a déclaré Bartlett.
Plus de cœurs disponibles pour la transplantation
« Ce travail pourrait à terme augmenter le bassin de donateurs. Premièrement, en prolongeant le temps de conservation, surmontant ainsi les limitations dues à la logistique. Deuxièmement, en donnant une évaluation objective de la viabilité de chaque cœur de donneur potentiel, afin de réduire le nombre de cœurs qui ne sont actuellement pas utilisés lorsqu'on ne sait pas clairement dans quelle mesure ils fonctionnent à l'intérieur du donneur », a déclaré le Dr Alvaro Rojas-Pena, chercheur. au même institut et l’auteur correspondant de l’étude.
« Le défi majeur pour l’application clinique sera la validation des méthodes chez l’homme. À cette fin, nous avons commencé à travailler avec des cœurs humains refusés à la transplantation », a déclaré Rojas-Pena.
