Cet article a été publié dans la revue médicale allemande « Deutsches Ärzteblatt », numéros 35 à 36, 120ème année de parution, 31 août 2005, A1426, A1427, A3.

 

REMPLACEMENT VALVULAIRE AORTIQUE

Une option thérapeutique pour les jeunes patients

Les valves cardiaques décellularisées d’origine humaine peuvent représenter une alternative si les prothèses mécaniques sont contreindiquées.

 

Ce sont particulièrement les jeunes patients avec indication à un remplacement de la valve aortique qui sont mis devant un dilemme quand il s’agit du choix d’une prothèse valvulaire cardiaque. D’un côté, la haute espérance de vie est un argument contre les bioprothèses valvulaires, qui entraîneraient de prévisibles réopérations, mais de l’autre, les patients souhaitent de plus en plus éviter l’anticoagulation permanente qui est indispensable chez les prothèses mécaniques. En plus, des complications thromboemboliques et hémorragiques se produisent (jusqu’à 4,5 % par année-patient) et ce malgré la prise de médicaments anticoagulants rigoureusement contrôlée. La prise de médicaments anticoagulants pendant plusieurs dizaines d’années représente donc un risque significatif pour les jeunes patients (1).
C’est en adoptant les méthodes de l’ingénierie tissulaire (IT) cardiaque que l’on a essayé, au cours des dernières dix années, de développer des valves cardiaques qui n’entraînent plus les inconvénients susmentionnés.
En principe, il y a deux types de traitement: le premier d’entre eux consiste à utiliser des structures entièrement artificielles synthétisées à partir des échafaudages de polymères qui peuvent ou ne peuvent pas être cellularisés avec des cellules souches. Néanmoins, ceuxci n’ont pas (encore) fait preuve d’une résistance permanente et restent encore en phase d’expérimentation animale (2).
Le deuxième traitement consiste à prendre comme point de départ pour l’ingénierie tissulaire des échafaudages biologiques (matrices) naturels provenant de valves humaines ou animales. Les approches au cours desquelles on s’est servi de cette deuxième procédure ont obtenu de meilleurs résultats.

Les conditions les plus importantes : la stabilité et la durabilité

Des méthodes de décellularisation, soit à base d’enzyme soit par des détergents, ont été développées ayant comme conséquence la réduction massive des antigènes du donneur. Concernant les facteurs les plus importants, soit la stabilité mécanique et la durabilité permanente de l’échafaudage de collagène restant, les valves cardiaques décellularisées d’origine humaine (greffons allogènes) atteignent presque le niveau des valves humaines naturelles. Cependant, les matrices d’origine animale (matrices xenogènes) semblent être un peu moins stables et requièrent parfois des renforcements externes supplémentaires. Un autre inconvénient des matrices xenogènes est que l’immunogénicité du collagène d’origine animal persiste malgré le conditionnement (3).
Dans les débuts du développement des valves cardiaques produites à partir de « l’ingénierie tissu-laire », d’importants efforts en matière de recherche ont été faits au sujet de la celullarisation in vitro de la matrice, que cette dernière soit artificielle ou bien d’origine biologique, et ceci parce que l’on considérait la cellularisation avec des cellules souches autologues comme essentielle pour l’intégration des structures valvulaires. On a renoncé à cette procédure préimplantatoire lourde et compliquée englobant un prélèvement de cellules souches accablant pour le patient ainsi que l’incubation dans le bioréacteur pulsatile pendant plusieurs semaines, parce que des contaminations bactériennes sont apparues qui ont conduit à la perte d’implants. En outre, au cours des essais à long terme avec des modèles animaux, plusieurs groupes de travail ont observé une récellularisation spontanée avec de différentes cellules propres à l’organisme venant de la lumière du vaisseau, mais avant tout de l’adventice. Cette récellularisation peut par conséquent rendre possible la régénération de la matrice (4).
Depuis 1996, une équipe autour du médecin professeur Prof. Dr. med. Axel Haverich de l’École de médecine de Hanovre travaille sur de différentes méthodes de décellularisation de valves cardiaques d’origine humaine (homogreffes). Depuis plus de 50 ans, les homogreffes sont utilisées en vue de remplacement de la valve aortique et elles montrent les meilleures performances hémodynamiques par rapport à toutes les autres méthodes de remplacement valvulaire. La matrice d’une valve cardiaque d’origine humaine obtenue à partir de la décellularisation montre une excellente stabilité mécanique. Elle est en plus parfaitement apte à l’implantation chirurgicale due à ses caractéristiques plastiques.
En effectuant le conditionnement avec le laurylsulfate de sodium et le désoxycholate de sodium, on arrive à une élimination presque complète des antigènes du donneur, ou plus concrètement : 99 % de l’A.D.N. du donneur sont éliminés. Après l’implantation d’une telle valve cardiaque, des réactions au niveau cellulaire ou des réactions antigèneanticorps n’étaient guère détectables chez le récepteur (5, 6).
Malgré que la période d’observation postopératoire soit encore relativement courte, on peut considérer les résultats cliniques des valves cardiaques décellularisées comme excellents. Les valves pulmonaires décellularisées visées au remplacement de la valve pulmonaire semblent surpasser les homogreffes cryopréservées qui sont l’actuel standard en or en matière du remplacement valvulaire (7, 8). Depuis l’année 2005, plus de 120 valves pulmonaires décellularisées ont été implantées. Jusqu’à présent, aucune explantation à cause de dégénération n’était nécessaire et ceci pendant une période d’observation s’élevant globalement à 430 années-patient (9). Depuis 2008, 58 valves aortiques ont été implantées. La période d’observation de cellesci s’élève globalement à 120 annéespatient.

Valves aortiques implantées en tant que remplacement de la racine aortique

Les valves aortiques décellularisées ne représentent pas seulement une alternative prometteuse surtout pour les enfants, les jeunes adultes, mais aussi si d’autres types de remplacement valvulaires sont contre-indiqués (voir Tableau et aussi le lien, qui conduit à la vidéo d’une patiente ayant pu accoucher son deuxième enfant grâce à l’implantation d’une valve aortique décellularisée: Vidéo).
L’implant est inséré en tant que remplacement de la racine aortique avec la réimplantation des coronaires, ce qui rend l’intervention chirurgicale plus exigeante au niveau technique, contrairement à l’implantation en position supraannulaire, ou bien intraannulaire. Néanmoins, la performance hémodynamique de la valve aortique obtenue à partir de l’ingénierie tissulaire est meilleure, car la surface moyenne d’ouverture d’une telle valve aortique de 22,4 ± 3,9 mm de taille est de 2,8 ± 0,3 cm2, contrairement à la valve aortique naturelle d’origine xénogène et d’une taille de 23 mm, qui dispose d’une surface d’ouverture de seulement environ 1,7 à 2,0 cm2 (10).
Avec les homogreffes décellularisées, il n’est pas seulement possible de traiter des situations anatomiques difficiles résultant soit après des préopérations soit à cause des cardiopathies congénitales, mais aussi d’effectuer le remplacement simultané d’une aorte ascendante dilatée en utilisant une greffe longue (voir image 1 d).
Le conditionnement est effectué dans les salles blanches appartenant à l’entreprise corlife oHG (société en nom collectif de droit allemand), une jeune « start-up » qui s’est entre autres spécialisée dans le conditionnement de tissus (page web : www.corlife.eu). À partir de 2010, l’entreprise corlife a mis en marche l’approbation des homogreffes décellularisées. En août 2013, l’institut Paul-Ehrlich a approuvé, en tant qu’autorité fédérale compétente, l’utilisation de la « valve pulmonaire dé-cellularisée d’origine humaine, Espoir PV » et en juillet 2015 cette même autorité a approuvé l’utilisation de la « valve aortique décellularisée d’origine humaine, Arise AV ». L’entreprise corlife a commencé à signer des traités de coopération avec de différentes banques d’homogreffes ainsi qu’avec de diverses cliniques afin de rendre les homogreffes décellularisés plus accessibles pour les patients en besoin. En même temps, au niveau européen, des études d’observation sur les valves pulmonaires et aortiques décellularisées sont effectuées. Lesdites études sont subventionnées par la Commission Européenne et servent aussi à la diffusion de ces technologies en Europe (11).
Pour résumer, cette nouvelle technique en vue de remplacement valvulaire aortique représente un traitement additionnel qui peut être considéré comme alternative en particulier pour les jeunes patients, pour les patientes qui souhaitent avoir des enfants ainsi que pour les patients chez lesquels les prothèses mécaniques sont déconseillées.

 

 

Valves cardiaques d’origine xenogène – valves de tissu animal, autogreffe selon l’intervention de Ross – remplacement de la valve aortique par la valve pulmonaire propre au patient, homogreffe – valve d’un donneur humain, TE (abréviation anglaise pour tissue engineering) – ingénierie tissulaire (IT), EARRt (abréviation anglaise pour extended aortic root replacement) – remplacement simultané de l’aorte ascendante.

 

Samir Sarikouch, Igor Tudorache, Serghei Cebotari, Alexander Horke, Axel Haverich*

Département de chirurgie cardiaque, thoracique, transplantatoire et vascu-laire de l’École de médecine de Hanovre (abréviation allemande : MHH), Allemagne
Andreas Hilfiker
Laboratoires Leibniz de recherche en biotechnologie et en organes artificiels (abréviation allemande : LEBAO)
Cluster d’excellence REBIRTH, MHH (Ècole de Médecine de Hanovre)

*avec la coopération de Michael Harder de l’entreprise corlife oHG (société en nom collectif de droit allemand)

 

BIBLIOGRAPHIE

1. Svensson LG, Adams DH, Bonow RO, et al.: Aortic valve and ascending aorta guide lines for management and quality measures. Ann Thorac Surg, 2013 Jun; 95(6 Suppl): 1–66.

2. Emmert MY, Weber B, Behr L, et al.: Transcatheter aortic valve implantation using anatomically oriented, marrow stromal cell-based, stented, tissue-engineered heart valves: technical considerations and implications for translational cell-based heart valve concepts. Eur J Cardiothorac Surg, 2014 Jan; 45(1): 61–8.

3. Kasimir MT, Rieder E, Seebacher G, et al.: Decellularization does not eliminate thrombogenicity and inflammatory stimulation in tissue-engineered porcine heart valves. J Heart Valve Dis, 2006 Mar; 15(2): 278–86.

4. Della Barbera M, Valente M, Basso C, Thiene G: Morphologic studies of cell endogenous repopulation in decellularized aortic and pulmonary homografts implanted in sheep. Cardiovasc Pathol, 2015 Mar-Apr; 24(2): 102–9.

5. Neumann A, Sarikouch S, Breymann T, et al.: Early systemic cellular immune response in children and young adults receiving decellularized fresh allografts for pulmonary valve replacement.Tissue Eng Part A, 2014 Mar; 20(5–6): 1003–11.

6. Böer U, Schridde A, Anssar M, et al.: The immune response to crosslinked tissue is reduced in decellularized xenogeneic and absent in decellularized allogeneic heart valves. Int J Artif Organs, 2015 May 7; 38(4): 199–209. 

7. Neumann A, Cebotari S, Tudorache I, Haverich A, Sarikouch S: Heart valve engineering: decellularized allograft matrices in clinical practice. Biomed Tech (Berl), 2013 Oct; 58(5): 453–6.

8. Cebotari S, Tudorache I, Ciubotaru A, et al.: Use of fresh decellularized allografts for pulmonary valve replacement may reduce the reoperation rate in children and young adults: early report. Circulation, 2011 Sep 13; 124(11 Suppl): 115–23.

9. Sarikouch S, Horke A, Tudorache I, et al.: Decellularized Fresh Homografts for Pulmonary Valve Replacement: A Decade of Clinical Experience. EACTS, October 2015: Abstract ID 6984.

10. Tudorache I, Horke A, Sarikouch S, et al.: Decellularized homografts for aortic valve and aorta ascendens replacement. EACTS, October 2015: Abstract ID 7380.

11. www.arise-clinicaltrial.eu ; www.espoir-clinicaltrial.eu.

12. Sievers HH, Stierle U, Charitos EI, et al.: A multicentre evaluation of the autograft procedure for young patients undergoing aortic valve replacement: update on the German Ross Registry. Eur J Cardiothorac Surg, 2015 Feb [Epub ahead of print].

 

 

Traduction française par Irina Schulthess.