Dysfonction vasculaire en chirurgie cardiaque : étude des biomarqueurs du glycocalyx et des angiopoiétines

Vascular dysfunction in cardiac surgery : glycocalyx and angiopoietin biomarkers analysis

• Auteur / Autrice : Osama Abou Arab
• Direction : Emmanuel Lorne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie-Santé. Cardiologie hémodynamique
• Date : Soutenance le 04/03/2020
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mécanismes physiopathologiques et conséquences des calcifications cardiovasculaires (Amiens ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Hervé Dupont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Lorne, Marc-Olivier Fischer, Eric Kipnis, Pierre-Grégoire Guinot, Yazine Mahjoub
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc-Olivier Fischer, Eric Kipnis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chirurgie

Valve de l'aorte

Endothélium vasculaire

Coeur -- Chirurgie

Mots clés libres

Endothelium

Glycocalyx

Angiopoiétine

Chirurgie cardiaque

Prothèse valvulaire aortique

Endothelium injury

Angiopoietin

Cardiac surgery

Aortic valve prosthesis

Résumé

La dysfonction vasculaire est fréquente en postopératoire de chirurgie cardiaque. Les lésions d'ischémie reperfusion et l'inflammation induite sont à l'origine de cette dysfonction bien que des progrès en chirurgie aient été faites pour diminuer l'inflammation. Les soins courants amènent à constater que malgré une optimisation du débit cardiaque et de la pression artérielle moyenne, une production de lactate peut persister témoin d'un métabolisme anaérobie des cellules et facteur de morbi mortalité. Ainsi malgré un contrôle des paramètres macro hémodynamiques, la délivrance en oxygène cellulaire est insuffisante supposant une atteinte micro circulatoire. Le maintien de l'homéostasie des artérioles et des capillaires est nécessaire pour assurer l'oxygénation cellulaire. L'analyse des biomarqueurs endothéliaux en chirurgie cardiaque pourraient aider à diagnostiquer et monitorer la fonction vasculaire. Le syndrome vasoplégique, entité de dysfonction vasculaire, a fait l'objet d'un chapitre de livre pour synthétiser la physiopathologie et la prise en charge thérapeutique. Dans une première étude, nous avons confirmé que la production de monoxyde d'azote (NO) est majorée chez les patients ayant un syndrome vasoplégique après une chirurgie cardiaque. Dans une 2ème étude, nous avons étudié le glycocalyx. Le glycocalyx pourrait avoir un rôle de régulation de la production de NO. Chez les patients avec un syndrome vasoplégique, les produits de dégradation du glycocalyx étaient plus bas suggérant une meilleure préservation. Les angiopoiétines sont impliquées dans la perméabilité capillaire en chirurgie cardiaque avec une fuite lorsque l'angiopoiétine 2 augmente. Dans une 3ème étude, nous avons comparé les angiopoiétines en chirurgie cardiaque et cardiologie interventionnelle après un remplacement de valve. La production de l'angiopoiétine 2 est moindre en cardiologie interventionnelle. La dysfonction vasculaire est de présentation variée mais l'analyse des biomarqueurs peut aider à déceler des mécanismes précis. Les perspectives à venir sont de moduler la réponse inflammatoire pendant une chirurgie cardiaque afin de préserver la fonction vasculaire

Although no standard definition is admitted, vascular dysfunction is frequent following cardiac surgery. Ischemia reperfusion injuries and inflammation are the main mechanisms responsible for that vascular dysfunction. Its clinical presentation is various going from the vasoplegic syndrome to the capillary permeability, and others. However, vascular dysfunction will compromise the microcirculation. In particular, oxygen delivery to the cell is decreased with impaired aerobic metabolism. Thus, the preservation of vascular may be is a goal to achieve in perioperative cares. We focused on the vasoplegic syndrome and described a book chapter on the various mechanisms leading to acute circulatory failure. In a first study, we assessed nitric oxide vascular dependency reactivity. Our results suggested the main role that nitric oxide may play in the occurrence of vasoplegic syndrome.In a 2nd study, to go further, we assessed glycocalyx in the regulation of nitric oxide production. Patients with vasoplegic syndrome had lower glycocalyx degradation products after cardiac surgery. Last, we explored the angiopoietin family. Angiopoietin family is implied in vascular permeability. While angiopoietin 1 is essential for the vascular integrity, angiopoietin 2 will destabilize endothelial barrier and increase permeability. We compared percutaneous valve replacement to surgical valve replacement and showed that cardiac surgery induces a higher increase in angiopoietin 2. The use of biomarker could be useful to monitor vascular dysfunction and precise the diagnostic. The further perspective is to prevent vascular dysfunction be decreased inflammation. Removal of cytokine during surgery is possible using hemo adsorption devices. The next investigations will assess these techniques in patient at risk of vascular dysfunction