Hyperperméabilité capillaire au cours des états septiques : nouvelles cibles thérapeutiques et place du lactate de sodium molaire.

Capillary hyperpermeability during septic states : new therapeutic targets and the place of molar sodium lactate

• Auteur / Autrice : Emmanuel Besnier
• Direction : Fabienne Tamion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 06/05/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : EnVi - Endothélium, valvulopathies et insuffisance cardiaque (Rouen ; 2012...)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Veber
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabienne Tamion, Vincent Richard, Raphaël Favory
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bruno Levy, Muriel Fartoukh

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oedème

Lactate

Sodium

Sepsis

Mots clés libres

Sepsis

Endothelium

Syndrome oedémateux

Lactate de sodium molaire

Sepsis

Endothelium

Edematous syndrome

Molar sodium lactate

Résumé

Le sepsis concerne des millions de patients dans le monde et engendre une mortalité importante. La pénétration de l’agent pathogène est responsable d’un ensemble de réactions de l’hôte, avec une altération de grandes fonctions de l’organisme pouvant conduire à la défaillance d’organe. L’endothélium est un élément majeur du système cardiovasculaire assurant notamment la perfusion tissulaire et la régulation des flux hydrosodés entre les secteurs vasculaire et interstitiel. Au cours du sepsis une altération de cet endothélium peut survenir et induire un défaut de microcirculation et une fuite capillaire par altération de la fonction barrière, conduisant à l’hypoxie cellulaire et au syndrome oedémateux.Ce travail de doctorat se divise en une approche clinique évaluant l’effet du syndrome oedémateux sur le pronostic des patients de réanimation, et une approche expérimentale évaluant les effets de nouvelles thérapies sur cet aspect de la fonction endothéliale.Dans la première partie, nous avons identifié que la balance hydrique positive (entrées – sorties de fluides) était associée à la mortalité de patients critiques admis pour assistance circulatoire par ExtraCorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) veino-artérielle dans le cadre d’un choc cardiogénique réfractaire. Ceci confirmait des résultats précédents chez les patients septiques et illustrait que ce phénomène concernait également des patients critiques non septiques.Dans la deuxième partie, nous avons évalué dans un premier temps l’effet d’un anticorps anti-VEGF, le bevacizumab, dans un modèle de sepsis par ponction ligature caecale chez la souris. Le VEGF est impliqué dans les phénomènes de fuite paracellulaire et des auteurs avaient préalablement montré un effet bénéfique du bevacizumab sur la fuite capillaire dans le sepsis. Nous n’avons retrouvé aucune modification de la mortalité, malgré un effectif conséquent (n>50), ne justifiant pas la poursuite des investigations. Nous avons ensuite évalué les effets du lactate de sodium molaire (LSM), fluide hypertonique et énergétique ayant suggéré récemment un effet bénéfique sur la macro et la microcirculation dans un modèle endotoxinique, avec notamment une réduction de la balance hydrique. A cette fin nous avons réalisé un modèle de sepsis chez le rat. L’administration continue de LSM induisait une amélioration de la perfusion tissulaire intestinale (microcirculation) et réduisait la fuite capillaire dans l’intestin, le poumon et le foie en comparaison avec le NaCl 0,9%. De plus le LSM réduisait l’inflammation (IL-1b, TNFa, IL-10) et les taux de VEGF-A, et améliorait la fonction cardiaque (echocardiographie : débit cardiaque, fraction de raccourcissement ; cathétérisme cardiaque gauche : pente maximale systolique et compliance ventriculaire). La perfusion de LSM induisait une augmentation de la lactatémie et de la pyruvatémie sans modification du ratio, témoin de la métabolisation du lactate perfusé, avec augmentation de la glycémie (néoglucogenèse) et de l’hydroxybutyrate, suggérant fortement un effet métabolique de sa perfusion.Ainsi le LSM pourrait être un fluide novateur au cours du sepsis et nécessite d’être évalué au cours d’essais cliniques chez l’Homme

Sepsis affects millions of patients worldwide and causes significant mortality. During such acute inflammatory processes, an alteration of endothelium can occur and induces a defect in microcirculation and capillary leakage by alteration of the barrier function, leading to cellular hypoxia and oedematous syndrome. This PhD work is divided into a clinical approach evaluating the effect of the oedematous syndrome on the prognosis of resuscitation patients, and an experimental approach evaluating the effects of new therapies.In the first part, we identified that a positive fluid balance was associated with mortality in critically ill patients admitted for cardiogenic shock requiring ExtraCorporeal Membrane Oxygenation (ECMO).In the second part, we first evaluated the effect of the anti-VEGF antibody bevacizumab, in a mouse model of sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). VEGF is involved in paracellular leakage phenomena, and some authors had previously shown its beneficial effect on capillary leakage during sepsis. We found no change in mortality, despite many mice (n>50), which did not justify further investigation. We then evaluated the effects of hypertonic sodium lactate (HSL), a hypertonic and energetic fluid that has recently been suggested to have a beneficial effect on circulation in an endotoxinic pig model. To this end, we elaborated a sepsis model by CLP in rats with a continuous iv administration of various fluids. LSM induced an improvement in intestinal tissue perfusion and a reduction in fluid balance, in association with a reduction in capillary leakage in the intestine, lung and liver compared to 0.9% NaCl. In addition, LSM reduced inflammation (IL-1b, TNFa, IL-10) and VEGF-A levels, and improved cardiac function (echocardiography: cardiac output, shortening fraction; left heart catheterization: maximum systolic slope and ventricular compliance). LSM infusion increased lactatemia and pyruvatemia with no change in the ratio, reflecting the effective metabolism of the infused lactate, with an increase in blood glucose (gluconeogenesis) and hydroxybutyrate, strongly suggesting metabolic effects.Thus, LSM could be a novel fluid during the management of sepsis and needs to be evaluated in human clinical trials.