Traitement des AAA

Traitement des AAA

Traditionnellement, le traitement des AAA s’effectue via une chirurgie ouverte illustrée à la Figure 1.2 a). En résumé, cette intervention consiste à suturer un tube de polymère à l’aorte afin d’éliminer l’anévrisme de la circulation sanguine. Étant donné le caractère invasif de cette intervention, tous les patients ne sont pas de bons candidats pour cette procédure. Par exemple, l’âge, la présence de maladies cardiovasculaires ou de comorbidité majeure sont des facteurs de risque importants (Dangas et al., 2012). Pour réduire les risques opératoires, une stratégie novatrice a été développée dans les années 90 par Parodi et collaborateurs (Parodi, Palmaz et Barone, 1991) : la pose d’une endoprothèse couverte (EC) par voie endovasculaire. Les EC consistent en un tube de polymère, soit de polyéthylène téréphtalate (PET) tissé ou polytétrafluoro-éthylène expansé (ePTFE), muni d’une armature métallique (Figure 1.2 b) et sont insérées par cathéter ce qui rend l’intervention minimalement invasive. Pour ce faire, une petite incision est pratiquée au niveau de l’aine du patient afin d’insérer un guide dans l’artère fémorale. À l’aide d’une image obtenue par fluoroscopie, celui-ci est dirigé jusqu’à l’emplacement de l’anévrisme et un cathéter est ensuite glissé sur le guide. Finalement, l’EC, qui se trouve sous sa forme compressée à l’intérieur du cathéter, est déployée (Figure 1.2 c). Les EC comportent de nombreux avantages par rapport à l’intervention chirurgicale traditionnelle tel qu’une période de convalescence plus courte et, à court terme, un taux de morbidité et de mortalité plus faible (Arko et al., 2012; Dangas et al., 2012; Schermerhorn et al., 2008). Le caractère non invasif de cette intervention en fait une alternative de choix pour les patients à risque pour la chirurgie (Dangas et al., 2012).

Limites du traitement endovasculaire

Les résultats à long terme de l’intervention par EC sont toutefois insatisfaisants par rapport à la chirurgie étant donné les complications qui s’y rattachent. Les plus fréquentes sont les endofuites (Figure 1.3 a) et la migration de la prothèse à l’intérieur de l’aorte (Arko et al., 2012; Greenhalgh et Powell, 2008). Celles-ci provoquent la persistance d’un flux sanguin dans l’anévrisme ce qui peut engendrer une rupture et nécessite souvent une ré-intervention pouvant aller jusqu’à une conversion à la chirurgie (Greenhalgh et Powell, 2008). Par conséquent, la pose d’une EC nécessite un suivi à vie par imagerie médicale afin de surveiller ces éventuelles complications. Ainsi, les risques et les coûts associés aux EC font en sorte qu’elles ne sont généralement pas favorisées par rapport à la chirurgie traditionnelle malgré les avantages qu’elles offrent (Schermerhorn et al., 2008). Les complications liées à la pose d’une EC sont principalement attribuables à l’étanchéité insuffisante entre l’implant et l’aorte due à un contact inadéquat entre les deux. D’ailleurs, un bon contact est particulièrement difficile à obtenir lorsqu’il y a présence d’athérosclérose (principale cause des AAA), étant donné la géométrie irrégulière de la lumière du vaisseau (Kusanagi et al., 2007; Major et al., 2006) (Figure 1.3 b). La fixation et l’étanchéité des EC reposent sur la guérison des tissus autour de l’implant, particulièrement au niveau des cols de l’anévrisme. Ce phénomène n’a toutefois pas lieu dans de nombreux cas, ce qui peut être attribuable en grande partie au matériau de fabrication des implants ainsi qu’à la physiopathologie particulière des anévrismes (Major et al., 2006).

Mécanisme de guérison vasculaire

Comme la guérison des tissus autour de l’EC est un phénomène clé pour la performance de cet implant, il est essentiel de connaître les principaux mécanismes menant à la guérison vasculaire, et ce, dans le contexte des EC. Idéalement, la guérison du caillot sanguin engendrée par la pose de l’EC devrait mener à la fixation biologique de la prothèse à la paroi de l’aorte. Le processus dont il est ici question s’apparente à celui qui se produit suite à une lésion. Il se déroule en quatre étapes principales : 1) l’hémostase ; 2) l’inflammation ; 3) la prolifération ; 4) le remodelage

1) L’hémostase consiste principalement en une série de réactions permettant d’arrêter le saignement lors de la rupture d’un vaisseau sanguin. Ainsi, suite à la vasoconstriction du vaisseau sanguin provoqué par la lésion, un clou plaquettaire sera créé par l’adhésion des plaquettes les unes aux autres et aux fibres de collagène exposées par l’endothélium endommagé. Finalement, un caillot de fibrine issue d’un processus à plusieurs étapes est formé afin de solidifier le clou plaquettaire (Boucher et al., 2010; Marieb, 2005). Dans le cas des EC, un caillot sanguin se forme autour de l’implant, dans le sac anévrismal, à cause de la stagnation du sang causée par l’EC ainsi que de l’endommagement de la couche de cellules endothéliales du vaisseau occasionnée par la pose de l’implant.

2) Les macrophages et neutrophiles arrivent sur le site de la blessure afin de débarrasser tout débris.

3) Le processus de coagulation et les cellules inflammatoires génèrent le relargage de différents médiateurs qui attirent et stimulent des cellules responsables de la guérison tels que les fibroblastes et les cellules musculaires lisses. Ainsi, des tissus de granulation, qui forment en fait une matrice extracellulaire vascularisée, seront produits afin de remplacer le caillot de fibrine. Dans le cas des EC, on remarque que le processus d’invasion de ce caillot de fibrine ne s’effectue généralement pas bien ou très lentement. Ainsi, plusieurs années après l’implantation, on peut observer la persistance de cellules inflammatoires et d’un caillot sanguin désorganisé dépourvu de VSMC, de fibroblastes et de fibres de collagène (Major et al., 2006). Cette étape du processus de guérison ne se complète donc pas suite à la pose d’une EC et, par conséquent, le processus de guérison ne s’achève pas, ce qui empêche la fixation adéquate de l’implant.

L’absence de guérison est donc principalement attribuable à un manque d’invasion et de prolifération de cellules vasculaires sur et autour de l’implant et peut s’expliquer par différents facteurs tels que la physiopathologie des anévrismes et l’implant lui-même. Par exemple, tel qu’exposé plus tôt, la paroi anévrismale est entre autre caractérisée par une déplétion cellulaire et un taux anormalement élevé d’apoptose chez les VSMC (Henderson et al., 1999). De plus, la pose de l’EC exclut le sac anévrismal du flux sanguin et a pour conséquence de limiter l’accès aux nutriments et à l’oxygène aux cellules qui s’y trouvent. Les conditions ainsi créées sont davantage défavorables à la prolifération cellulaire et fragilisent par le fait même la paroi anévrismale. Enfin, bien que les matériaux dont sont recouvertes les EC (PET ou ePTFE) aient un caractère peu thrombogène ainsi que des propriétés mécaniques adéquates à ce type d’application, ils sont plutôt inertes d’un point de vue biologique, ce qui limite l’adhésion et la prolifération cellulaire à leur surface.

Modifications de surface des EC

Dans le cas spécifique des EC, à notre connaissance, peu de travaux de recherche sur les modifications de surface dans le but d’améliorer la guérison autour des SG ont été menés (Kajimoto et al., 2008; Kusanagi et al., 2007; van der Bas et al., 2002; van der Bas et al., 2004; Zhong et al., 2009). La plupart des revêtements développés ont été conçus pour le relargage d’un facteur de croissance jouant un rôle de premier plan dans la guérison des vaisseaux sanguins, le bFGF (basic fibroblast growth factor). Par exemple, dans le cas de Van der Bas et col., une prothèse imprégnée de collagène, d’héparine et de bFGF a démontrée des résultats concluants au niveau du relargage (van der Bas et al., 2002; van der Bas et al., 2004). Kajimoto et col., quant à eux, ont développé un revêtement à base d’élastine et de sel d’héparine (Kajimoto et al., 2008). Finalement, Kunasaki et col. ont développé un revêtement sous forme d’hydrogel de gélatine réticulée et imbibé de bFGF (Kusanagi et al., 2007). Dans le même groupe, un second type d’hydrogel a été développé à base de collagène servant à relarguer un plasmide (Zhong et al., 2009). Les résultats de ces travaux montrent entre autre l’intérêt du bFGF pour cette application. Au sein du LBeV (laboratoire des biomatériaux endovasculaires, CRCHUM), plusieurs techniques de modification de surface telles que la polymérisation par plasma et le greffage de molécules bioactives ont déjà été étudiées pour améliorer la guérison autour des EC. Ces travaux sont décrits ci-après.

Polymérisation plasma

Le LBeV a développé, en collaboration avec le professeur Wertheimer de l’École Polytechnique, un revêtement polymérisé par plasma, le L-PPE :N (Low-Pressure Plasma Polymerised Nitrided Ethylene), ayant une composition élevée en azote et plus particulièrement en groupements amines primaires (R-NH2) (environ 7.5%) (Mwale et al., 2011; Rampersad et al., 2011; Ruiz et al., 2010; Truica-Marasescu et Wertheimer, 2008). Lorsque ces groupements sont immergés dans une solution aqueuse à pH physiologique, ils forment des groupements NH3 +, ce qui confère une charge nette positive au revêtement (Truica-Marasescu et Wertheimer, 2008). Comme beaucoup de protéines sont chargées négativement, des interactions électrostatiques se formeront avec la surface et attireront les cellules directement ou indirectement : soit par les interactions entre les protéines adsorbées sur le L-PPE :N ou par les interactions électrostatiques entre la membrane cellulaire (naturellement chargée négativement) et le revêtement. Il a d’ailleurs été démontré que ces revêtements riches en amines primaires permettent l’amélioration de l’adhésion de plusieurs types de cellules (Gigout et al., 2011; Lerouge et al., 2007b) et qu’ils peuvent être déposées sur une grande variété de substrats tel que le verre et différents types de polymères. Les modifications de surface par L-PPE :N comportent toutefois certaines limites. Les interactions entre les cellules et la surface modifiée ne sont pas spécifiques étant donné qu’elles passent principalement par les protéines adsorbées sur le L-PPE :N; celles-ci favorisent toutes sortes de réactions biologiques et non pas uniquement l’adhésion et la prolifération de cellules vasculaires tel que souhaité dans le cas des EC. L’ajout de biomolécules permettrait de favoriser de manière plus spécifique un type cellulaire et d’activer la réaction cellulaire désirée.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LITTÉRATURE
1.1 Problématique clinique
1.1.1 Physiopathologie des anévrismes de l’aorte abdominale
1.1.2 Traitement des AAA
1.1.3 Limites du traitement endovasculaire
1.1.4 Mécanisme de guérison vasculaire
1.2 Modification de surface pour favoriser la guérison des vaisseaux sanguins
1.2.1 Généralités
1.2.2 Modifications de surface des EC
1.3 Revêtements multicouches à base de polyélectrolytes
1.3.1 Principe
1.3.2 Nomenclature
1.3.3 Paramètres de fabrication à considérer
1.3.4 Mécanismes et interactions impliqués dans la croissance des films layerby- layer
1.4 Biomimétisme
1.4.1 Le biomimétisme par LbL
CHAPITRE 2 OBJECTIFS ET HYPOTHÈSES
CHAPITRE 3 MATÉRIEL ET MÉTHODE
3.1 Conception d’un revêtement LbL
3.2 Développement des films LbL
3.3 Paramètres de fabrication des films LbL
3.3.1 Préparation des substrats
3.3.2 Préparation des revêtements LbL
3.4 Caractérisation des revêtements
3.4.1 Caractérisation des propriétés physiques et chimiques
3.4.2 Caractérisation des performances du LbL
3.5 Analyses statistiques
CHAPITRE 4 RÉSULTATS ET ANALYSE
4.1 Objectif A : Capacité à construire un film LbL à l’aide de substances d’intérêt
4.1.1 Caractérisation du film [CS/CHI]
4.1.2 Caractérisation du film [CS/COL]
4.1.3 Caractérisation du film [CS/CHI]-[CS/bFGF]-[CS/COL]
4.2 Objectif B : Capacité à produire un revêtement LbL sur un substrat de L-PPE :N
4.3 Objectif C : Capacité à libérer des molécules d’intérêt
4.4 Objectif D : Capacité à améliorer l’adhésion, la croissance et la survie des VSMC
4.4.1 Efficacité du bFGF sur les VSMC
4.4.2 Effet des revêtements LbL sur l’adhésion et la croissance des VSMC
4.4.3 Adhésion
4.4.4 Croissance
CHAPITRE 5 DISCUSSION GÉNÉRALE, PERSPECTIVES ET LIMITES
CONCLUSION
ANNEXE I RÉSULTATS DES TESTS D’ÉTENDUE MULTIPLE POUR LES ESSAIS DE CULTURE CELLULAIRE
ANNEXE II TEST ELISA PRÉLIMINAIRE
ANNEXE III COMPARAISON DES MODÈLES ALTERNATIFS DE RÉGRESSION
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet