TEMPS DE PASSAGE

Ce paramètre de temps de passage semble être principalement dépendant des conditions d’écoulement et de la rhéologie de la suspension à filtrer. Il est intéressant de remarquer l’influence du temps de passage des cellules dans le minifiltre par le biais de courbes d’écoulement (temps – volume). La courbe de temps de filtration indique une corrélation entre l’hématocrite et le temps nécessaire pour filtrer le sang. Nous observons une différence assez sensible du temps de filtration pour une augmentation de 10% de l’hématocrite, ce qui confirme l’influence de la concentration de globules rouges sur la rhéologie du sang (Comolet, 1984). Des études sur des membranes de filtration (plus fines et de pores plus petits) vont dans le même sens (Lindmark et al, 1996). Même si l’on observe des fluctuations dans

l’écoulement du sang total en fonction de l’hématocrite, les performances de la déleucocytation ne semblent pas corrélées avec ce paramètre. Ces mêmes performances ne semblent pas non plus influencées par la concentration initiale de leucocytes ou de plaquettes.

Les courbes d’écoulement des différents constituants du sang n’aboutissent pas aux mêmes conclusions. En l’absence de globules rouges, l’écoulement est plus rapide mais avec une déleucocytation plus forte comme le montrent les résultats du minifiltre. Nous pouvons imaginer que les globules rouges augmentent les contraintes sur les leucocytes en phase d’adhésion ou déjà accrochés aux fibres. Cette hypothèse est confortée par des observations dans la chambre d’écoulement où des leucocytes sont détachés par le flux de globules rouges. La présence de plaquettes ralentit le flux par rapport à une solution de leucocytes mais nous observons parallèlement une déleucocytation plus faible. Les mêmes conclusions s’imposent dans des suspensions de D3HL60 avec et sans plaquettes. D’autre part, il est intéressant de remarquer que les solutions de cellules HL60 se comportent de la même façon que des leucocytes seuls ou en suspension dans du plasma (différences non significatives entre ces deux derniers cas) aussi bien en terme de l’écoulement que de déleucocytation. Pour les expériences comparatives entre les cellules HL60 natives et différenciées, nous observons un temps final de filtration plus court pour les cellules D3HL60 et parallèlement un niveau de rétention plus élevé. Les données de temps pour les expériences avec les anticorps bloquants sur les D3HL60 sont à utiliser avec précaution compte tenu des variations relevées entre les expériences. A l’issue de ces résultats, il semble que le paramètre de temps de transit (ou temps de

passage) dans le filtre soit un facteur important. Dans le minifiltre, et par conséquent dans le filtre taille réelle, cette variable est couplée avec les concentrations respectives des autres espèces cellulaires qui peuvent conduire à des phénomènes de margination (Goldsmith et al, 1984; Murata, 1996). Le temps de passage est aussi lié à la géométrie du réseau de fibres et à la vitesse « locale » de la cellule qui ensemble font varier les probabilités et le temps de contact sur la fibre. Enfin, un paramètre plus global comme la température, a pu être tester sur le modèle de minifiltre. En accord avec la bibliographie, nous observons une meilleure déleucocytation à basse température (4°C) par rapport à la filtration menée à 37°C. Comme Ledent et Berlin, nous retrouvons une différence d’environ 2 LOG10 entre les filtrations réalisées à 4°C et 37°C. A basse température, la viscosité du sang total s’accroît, due à des modifications de la viscosité du plasma, à la déformabilité des globules rouges et à l’agrégation (Adams et al, 1995). Nous observons alors un écoulement beaucoup plus lent. Dans ce cas, le phénomène de capture mécanique doit être plus important que le processus d’adhésion dans la déplétion leucocytaire.

5. MATERIAUX

Le temps de contact va en outre dépendre de l’affinité de la cellule avec la fibre, faisant appel à des interactions physico-chimiques et biologiques. Le modèle de la chambre d’écoulement a permis de tester différents modèles de fibres. Le PET (polyéthylène téréphtalate), un des polymères les plus utilisé dans la fabrication des fibres de filtres de transfusion, apparaît très réactif avec les différents types de cellules. Les fibres composées de PI (polyimide) et de PE (polyéthylène) arborent

une affinité légèrement plus faible. Le PET et le PI ont un groupement phényle en commun, radical hydrophobique, qui peut favoriser l’adhésion comme différentes études l’avancent (Bruil et al, 1992; Bruil et al, 1994a; Tegoulia et al, 2000). Les conclusions de ces études menées avec des systèmes dynamiques convergent vers le fait que l’adhésion cellulaire est le résultat de la compétition entre des interactions non-spécifiques qui amènent la cellule près de la surface et de forces mécaniques (contrainte de cisaillement) qui contribuent à l’en éloigner.

Des connaissances plus précises des mécanismes régissant la filtration peuvent aboutir à différentes applications ou améliorations. Pour la filtration, il semble évident que des filtres plus performants et plus sélectifs sont préconisés dans le but d’obtenir des produits sanguins avec un nombre de leucocytes résiduels qui tend vers zéro, confortant le principe de précaution. Des applications ont été imaginées en utilisant le principe de la filtration ou directement des filtres. Des études ont démontré que l’utilisation de filtres à déleucocyter dans le circuit de circulation extra- corporelle peut rendre les autotransfusions plus sûres en chirurgie tumorale en évitant la réinfusion des cellules malignes (Miller et al, 1991; Edelman et al, 1996; Kongsgaard et al, 1996).

Kwekkeboom quant à lui a utilisé des fibres de nylon coatées avec des immunoglobulines pour la déplétion des monocytes et des cellules myéloïdes depuis des échantillons de leucophérèse (Kwekkeboom et al, 1998). Plus récemment, une étude a démontré l’utilité de la filtration cellulaire pour la séparation et la récupération de cellules souches (Yasutake et al, 2001). Les auteurs utilisent un filtre à deleucocyter

un peu modifié dans lequel les fibres sont recouvertes d’un polymère hydrophile. Ce type de filtre plus sélectif permet ainsi de récupérer les cellules à partir de sang de cordon ombilical ou placentaire.

C h a p i t r e 5

P E R S P E C T I V E S

Les perspectives de ce projet s’articulent principalement autour de deux axes. Le premier concerne les améliorations techniques des dispositifs expérimentaux mis en œuvre durant ce travail (chambre d’écoulement, microscopie, analyse d’images, etc.). Le second axe constitue les projets et applications de ce travail, en cours ou dans un futur plus ou moins proche.