Mécanismes physiopathologiques de l'intolérance à l'exercice au cours de l'hypertension artérielle pulmonaire.
| Auteur / Autrice : | Antoine Beurnier |
| Direction : | David Montani, Marcel Bonay |
| Type : | Projet de thèse |
| Discipline(s) : | Physiologie et physiopathologie |
| Date : | Inscription en doctorat le 06/12/2021 |
| Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
| Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué |
| Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Hypertension Pulmonaire : Physiopathologie et Innovation Thérapeutique |
| Référent : Faculté de pharmacie |
Mots clés
Mots clés libres
Résumé
L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) regroupe un ensemble de maladies cardiopulmonaires caractérisées par un remodelage intense des artères pulmonaires de petit calibre, à l'origine d'une élévation des résistances vasculaires pulmonaires pouvant mener à une insuffisance cardiaque droite et au décès [1]. Le symptôme principal de l'HTAP est une dyspnée d'effort qui limite la capacité à l'exercice, dont la physiopathologie est multifactorielle et incomplètement élucidée. Ce travail vise à définir les mécanismes à l'origine de l'intolérance à l'exercice au cours de l'HTAP et à identifier de nouveaux marqueurs pronostiques. Pour cela, six problématiques abordant les points clés de la limitation vasculaire pulmonaire à l'effort seront successivement traitées. 1. Anomalies hémodynamiques. L'HTAP répond à la définition de l'hypertension pulmonaire pré-capillaire, c'est-à-dire associant au repos une pression artérielle moyenne (PAPm) supérieure à 20 mmHg, une pression artérielle pulmonaire d'occlusion (PAPO) inférieure à 15 mmHg et des résistances vasculaires pulmonaires supérieures à 3 unités Wood. Des critères définissant l'hypertension pulmonaire d'effort (HTPE) ont été proposés, mais cette entité n'a pas été intégrée dans les recommandations, notamment en raison des données insuffisantes sur l'évolution naturelle des sujets remplissant ces critères [2]. On peut toutefois émettre l'hypothèse que l'HTPE permet de démasquer une atteinte vasculaire pulmonaire débutante dans une population à risque de développer une HTAP. Pour vérifier cette hypothèse, les données hémodynamiques à l'effort recueillies chez des sujets asymptomatiques porteurs de mutations associées à l'HTAP héritable seront analysées dans le cadre des protocoles DELPHI-2 (NCT01600898) et DELPHI-4 (NCT03902353). L'identification prospective des individus ayant effectivement développé une HTAP permettra d'évaluer l'intérêt pronostique des indices hémodynamiques à l'effort précédemment validés dans d'autres populations [3]. 2. Troubles de diffusion alvéolo-capillaire. L'HTAP est caractérisée par une anomalie de la diffusion des gaz, pouvant se traduire de manière inconstante et variable selon l'étiologie, par une baisse de la DLCO mesurée en routine au laboratoire d'épreuves fonctionnelles respiratoires. La technique de double diffusion CO-NO permet de partitionner la DLCO en deux composantes, l'une membranaire (Dm) et l'autre capillaire (Vc) [4]. Dans un travail portant sur une population homogène de 69 patients atteints d'HTAP sans autres comorbidités, Dm était le seul indice de diffusion significativement associé à la survie [5]. On peut émettre l'hypothèse que Dm est préférentiellement affecté et représente un facteur prédictif de développement ultérieur d'HTAP chez les porteurs asymptomatiques de mutations héritables. L'analyse des données recueillies dans le cadre des protocoles DELPHI permettra d'évaluer cette hypothèse en déterminant des seuils de sensibilité et spécificité pour chaque variable (DLCO, Dm, Vc, Dm/Vc, DLNO et DLNO/DLCO). 3. Inégalités des rapports ventilation/perfusion. Dans certaines formes d'HTAP, les échanges gazeux au repos et à l'exercice peuvent être aggravés par la présence d'un shunt. Celui-ci peut être dû à des dilatations vasculaires intrapulmonaires parfois associées à l'hypertension porto-pulmonaire (HTPoP) dans le cadre du syndrome hépatopulmonaire (SHP) [6]. La stratégie thérapeutique de l'HTPoP est actuellement basée sur les médicaments vasodilatateurs et/ou la transplantation hépatique, mais la réponse au traitement est hétérogène : de nouveaux outils sont nécessaires pour identifier les patients répondeurs [7]. Chez les malades atteints d'HTPoP, la présence de dilatations vasculaires pulmonaires est possiblement associée à une moins bonne survie et la réponse au traitement vasodilatateur est incertaine [8]. On émet l'hypothèse que l'importance du shunt lors du bilan initial d'HTPoP impacte la réponse ultérieure au traitement. Pour vérifier cette hypothèse, l'importance du shunt sera quantifiée à partir des tests d'hyperoxie pratiqués au sein d'une cohorte de patients atteints d'HTPoP, puis confrontée à la survie et à la réponse thérapeutique au cours du suivi prospectif. 4. Inefficacité ventilatoire. L'inefficacité ventilatoire dans l'HTAP résulte des anomalies hémodynamiques, de diffusion et de rapport ventilation/perfusion [9]. Elle peut être appréciée lors d'une épreuve fonctionnelle à l'exercice (EFX) grâce à plusieurs indices qui ont été combinés dans un score établi grâce à l'étude DELPHI-2 [10]. Ce score sera validé prospectivement dans l'HTAP héritable sur d'autres sujets apparentés (BMPR2 ou EIF2AK4). Des données préliminaires de l'étude HYPER2 (NCT03810443) basées sur le test d'hyperventilation (THV) suggèrent également que l'inefficacité ventilatoire caractérisant l'HTAP pourrait être fréquemment aggravée par un syndrome d'hyperventilation (SHV) [11]. Au cours du SHV, des modifications du mode ventilatoire sont associées à une dyspnée disproportionnée par rapport à la sévérité de la maladie organique sous-jacente. Malgré l'absence de test diagnostic de référence, l'identification de ces malades est primordiale afin de limiter les explorations invasives et proposer une prise en charge thérapeutique adaptée. L'EFX est un outil pertinent pour rechercher des arguments en faveur d'un SHV [12]: le profil ventilatoire à l'exercice sera évalué chez des patients porteurs d'une HTAP ayant une dyspnée NYHA III ou IV disproportionnée en regard du faible risque sur les critères hémodynamiques, échocardiographiques et biologiques. Les indices d'inefficacité ventilatoire seront comparés à ceux de patients peu dyspnéiques (NYHA I ou II) ayant des critères de risque intermédiaire ou élevé. 5. Anomalies de la mécanique ventilatoire. La distension dynamique à l'exercice est un facteur à l'origine d'une dyspnée chez les patients atteints d'HTAP et elle peut témoigner d'une dysfonction des petites voies aériennes sous-jacente [13]. Des résultats préliminaires basés sur des mesures par oscillations forcées suggèrent en effet une élévation de la résistance des voies aériennes périphériques chez les patients atteints d'hypertension pulmonaire thrombo-embolique chronique [14]. En utilisant une méthode similaire, le profil résistif de patients porteurs d'une HTAP de sévérité variable sera évalué. Ce travail permettra de déterminer si l'augmentation de la résistance des voies aériennes périphériques (non ciblées par les traitements spécifiques actuels) est un facteur aggravant potentiel de la dyspnée chez ces malades. 6. Déconditionnement musculaire. L'HTAP s'associe à des anomalies structurelles et fonctionnelles des muscles périphériques qui sont significativement corrélées avec la capacité à l'exercice [15]. Des programmes de réentraînement chez des patients stables améliorent la qualité de vie et la capacité à l'exercice [16]. L'impact de l'activité physique sur l'apparition ultérieure d'une HTAP chez des sujets à risque est inconnu. Des données pré-cliniques suggèrent un effet cardioprotecteur de l'exercice aérobie sur l'apparition d'une hypertension pulmonaire induite par la monocrotalline chez le rat [17]. La reproductibilité de ces résultats sera évaluée sur un nouveau modèle expérimental de rat présentant une mutation BMPR2 [18]: ces animaux peuvent développer spontanément une hypertension pulmonaire, dont certaines caractéristiques cellulaires et moléculaires miment celles observées chez l'Homme. L'effet protecteur d'un entraînement à l'exercice préventif sera étudié sur ce modèle, à la fois sur des données cliniques (survie), hémodynamiques et anatomopathologiques (remodelage vasculaire, structure et fonction des fibres musculaires). Ces travaux pourraient ensuite mener à un projet translationnel évaluant l'impact pronostique du réentraînement chez des patients mutés BMPR2 symptomatiques ou non. Références 1. respifil_pnds_htap_2020.pdf [Internet]. [cited 2021 Nov 12].Available from: https://www.has-sante.fr/upload/docs/application/pdf/2020-03/respifil_pnds_htap_2020.pdf. 2. Simonneau G, Montani D, Celermajer DS, Denton CP, Gatzoulis MA, Krowka M, Williams PG, Souza R. 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