Évaluation du dispositif du cathéter pulsatile:

Des prototypes ont été testés dans deux études sur de modèles animaux pour les traitements de l’infarctus aigu du myocarde et l’hypertension artérielle pulmonaire aigue comme suit:

2.1. Modèle d’infarctus aigu du myocarde* :

Position du problème : La maladie cardiaque ischémique est une cause importante de mortalité liée aux faibles possibilités thérapeutiques incapables de corriger l’insuffisance fonctionnelle endothéliale sous jacente. Pour surmonter ces limitations nous proposons donc de mettre en œuvre un nouveau traitement utilisant un cathéter pulsatile intravasculaire pulmonaire qui , en augmentant de façon contrôlée les forces de cisaillement intravasculaire, renforce l’homeostasie vasculaire pulmonaire endothélium dépendante.

Matériels et Méthodes :

Deux groupes de 6 porcelets sont étudiés ; après sternotomie on réalise une ligature de la coronaire ascendante gauche dans chacun des 2 groupes expérimentaux respectivement pulsatile (P) et non pulsatile (NP). Après une heure d’ischemie chez les animaux héparinés on introduit un cathéter à balonnet pulsatile dans le tronc de l’artère pulmonaire des animaux du groupe P ; le cathéter sera pulsé de façon intermittente pendant 1 heure a la fréquence de 110 pulsations par minute quelle que soit la fréquence cardiaque. Le groupe NP recevra seulement un traitement pharmacologique (Trinitrines; 7±2mg/kg/min IV).

Résultats :

On obtient une survie post-ischémique de 120 min. dans le groupe P contre 93 min. dans le groupe NP. On observe une amélioration du débit cardiaque du groupe P à 0,92±015 L/min. contre 0,52±0,08 L/min dans le groupe NP et la différence est significative (P<0,05). Les résistances vasculaires pulmonaires sont significativement plus basses dans le groupe P que dans le groupe NP (119±13 vs 400±42 dynes.sec/cm-5/kg) et la différence est statistiquement significative. les résistances vasculaires systémiques sont de 319±43 pour le groupe P contre 1857±326 dans le groupe NP. La quantification de l’apoptose dans le tissu myocardique donne un chiffre de 0,66±0,07 dans le groupe P contre 4,18±0,27 dans le groupe NP.

2. Évaluation du dispositif du cathéter pulsatile:

Des prototypes ont été testés dans deux études sur de modèles animaux pour les traitements de l’infarctus aigu du myocarde et l’hypertension artérielle pulmonaire aigue comme suit:

2.1. Modèle d’infarctus aigu du myocarde* :

Position du problème : La maladie cardiaque ischémique est une cause importante de mortalité liée aux faibles possibilités thérapeutiques incapables de corriger l’insuffisance fonctionnelle endothéliale sous jacente. Pour surmonter ces limitations nous proposons donc de mettre en œuvre un nouveau traitement utilisant un cathéter pulsatile intravasculaire pulmonaire qui , en augmentant de façon contrôlée les forces de cisaillement intravasculaire, renforce l’homeostasie vasculaire pulmonaire endothélium dépendante.

Matériels et Méthodes :

Deux groupes de 6 porcelets sont étudiés ; après sternotomie on réalise une ligature de la coronaire ascendante gauche dans chacun des 2 groupes expérimentaux respectivement pulsatile (P) et non pulsatile (NP). Après une heure d’ischemie chez les animaux héparinés on introduit un cathéter à balonnet pulsatile dans le tronc de l’artère pulmonaire des animaux du groupe P ; le cathéter sera pulsé de façon intermittente pendant 1 heure a la fréquence de 110 pulsations par minute quelle que soit la fréquence cardiaque. Le groupe NP recevra seulement un traitement pharmacologique (Trinitrines; 7±2mg/kg/min IV).

Résultats :

On obtient une survie post-ischémique de 120 min. dans le groupe P contre 93 min. dans le groupe NP. On observe une amélioration du débit cardiaque du groupe P à 0,92±015 L/min. contre 0,52±0,08 L/min dans le groupe NP et la différence est significative (P<0,05). Les résistances vasculaires pulmonaires sont significativement plus basses dans le groupe P que dans le groupe NP (119±13 vs 400±42 dynes.sec/cm-5/kg) et la différence est statistiquement significative. les résistances vasculaires systémiques sont de 319±43 pour le groupe P contre 1857±326 dans le groupe NP. La quantification de l’apoptose dans le tissu myocardique donne un chiffre de 0,66±0,07 dans le groupe P contre 4,18±0,27 dans le groupe NP.

L’expression des ARN messagers myocardique pour la NO synthase est plus importante dans le groupe P (0,90±0,09) que dans le groupe NP (0,25±0,04).

Conclusion :

Dans l’ischémie myocardique aigue la mise en œuvre d’un dispositif pulsatile approprié permettant de moduler les forces de cisaillement sur l’endothélium vasculaire pulmonaire permet d’obtenir une bonne stabilisation hémodynamique. La mise en œuvre de cette technique peut coûteuse permet d’enrichir l’arsenal thérapeutique dans le traitement de l’ischemie myocardique aigue au prix d’une faible morbidité et mortalité.

* Soumis pour publication : (Chapitre VIII).

L’expression des ARN messagers myocardique pour la NO synthase est plus importante dans le groupe P (0,90±0,09) que dans le groupe NP (0,25±0,04).

Conclusion :

Dans l’ischémie myocardique aigue la mise en œuvre d’un dispositif pulsatile approprié permettant de moduler les forces de cisaillement sur l’endothélium vasculaire pulmonaire permet d’obtenir une bonne stabilisation hémodynamique. La mise en œuvre de cette technique peut coûteuse permet d’enrichir l’arsenal thérapeutique dans le traitement de l’ischemie myocardique aigue au prix d’une faible morbidité et mortalité.

2.2. Modèle d’hypertension artérielle pulmonaire aigue* :

But du travail : L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) peut être l’expression une altération fonctionnelle de l’endothélium conduisant à augmentation des résistances vasculaires pulmonaires de mauvais pronostic. L’arsenal thérapeutique reste encore limité. Nous proposons de développer un nouveau dispositif pulsatile offrant de meilleures perspectives thérapeutiques comparées aux options actuellement disponibles. Matériel et méthodes : 12 porcelets (10,3±3,8 kg) sont soumis à une stimulation pulsatile intravasculaire pulmonaire (groupe P ; n=6) ou reçoivent un traitement par le Tadalafil. Après sternotomie médiane les animaux sont héparinés (250UI/ kg)et on réalise chirugicalement un shunt aortopulmonaire pendant 1 heure. Ensuite, dans le groupe P, notre prototype de cathéter pulsatile a ballonnet est introduit dans le tronc de l’artère pulmonaire, et pendant une heure le ballonet est soumis à un cycle inflation-déflation à une fréquence de 110 cycles par minute ( au moyen d’un ventilateur pour petits animaux) quelque soit la fréquence cardiaque( 90,6±10,7). Le group NP est traité par du Tadalafil (1mg/ kg per os). Les résultats hémodynamiques ainsi que le débit cardiaque (DC) sont meilleurs dans le groupe P que dans le groupe NP (P < 0,05) : DC respectivement 0,56±0,26 vs 0,54±0,11 L/min. La pression artérielle pulmonaire moyenne est plus basse dans le groupe P que dans le groupe NP : soit respectivement 9,6±2,9 vs 32,2±5,1 mmHg. Les résistances vasculaires dans le groupe P sont également plus basses que dans le groupe NP : les résistances vasculaires pulmonaires sont respectivement de 85±42 vs 478± 192 et les résistances vasculaires systémiques respectivement de 299 ±173 vs 1301±616 dynes.s.cm-5/kg. L’analyse par Western blot de l’expression de la NO synthase dans les artères pulmonaires montrent que cette dernière est plus importante dans le groupe P que dans le groupe NP mais la différence n’est pas statistiquement significative (respectivement 0,81 ± 0,78 vs 0,62 ± 035 ; P>0,05). Conclusion : la modulation de la fonction endothéliale induite par les forces de cisaillement intravasculaire contrôlées par un dispositif intravasculaire pulsatile adapté, constitue une approche thérapeutique efficace de l’hypertension artérielle pulmonaire mettant en jeu des mécanismes proches de ceux rencontrés dans l’homéostasie vasculaire physiologique.

* Publication : Pediatric Cardiology Journal (Chapitre VIII).

2.2. Modèle d’hypertension artérielle pulmonaire aigue* :

But du travail : L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) peut être l’expression une altération fonctionnelle de l’endothélium conduisant à augmentation des résistances vasculaires pulmonaires de mauvais pronostic. L’arsenal thérapeutique reste encore limité. Nous proposons de développer un nouveau dispositif pulsatile offrant de meilleures perspectives thérapeutiques comparées aux options actuellement disponibles. Matériel et méthodes : 12 porcelets (10,3±3,8 kg) sont soumis à une stimulation pulsatile intravasculaire pulmonaire (groupe P ; n=6) ou reçoivent un traitement par le Tadalafil. Après sternotomie médiane les animaux sont héparinés (250UI/ kg)et on réalise chirugicalement un shunt aortopulmonaire pendant 1 heure. Ensuite, dans le groupe P, notre prototype de cathéter pulsatile a ballonnet est introduit dans le tronc de l’artère pulmonaire, et pendant une heure le ballonet est soumis à un cycle inflation-déflation à une fréquence de 110 cycles par minute ( au moyen d’un ventilateur pour petits animaux) quelque soit la fréquence cardiaque( 90,6±10,7). Le group NP est traité par du Tadalafil (1mg/ kg per os). Les résultats hémodynamiques ainsi que le débit cardiaque (DC) sont meilleurs dans le groupe P que dans le groupe NP (P < 0,05) : DC respectivement 0,56±0,26 vs 0,54±0,11 L/min. La pression artérielle pulmonaire moyenne est plus basse dans le groupe P que dans le groupe NP : soit respectivement 9,6±2,9 vs 32,2±5,1 mmHg. Les résistances vasculaires dans le groupe P sont également plus basses que dans le groupe NP : les résistances vasculaires pulmonaires sont respectivement de 85±42 vs 478± 192 et les résistances vasculaires systémiques respectivement de 299 ±173 vs 1301±616 dynes.s.cm-5/kg. L’analyse par Western blot de l’expression de la NO synthase dans les artères pulmonaires montrent que cette dernière est plus importante dans le groupe P que dans le groupe NP mais la différence n’est pas statistiquement significative (respectivement 0,81 ± 0,78 vs 0,62 ± 035 ; P>0,05). Conclusion : la modulation de la fonction endothéliale induite par les forces de cisaillement intravasculaire contrôlées par un dispositif intravasculaire pulsatile adapté, constitue une approche thérapeutique efficace de l’hypertension artérielle pulmonaire mettant en jeu des mécanismes proches de ceux rencontrés dans l’homéostasie vasculaire physiologique.

3. Évaluation du dispositif de la combinaison pulsatile :