architecture cellulaire et moléculaire des thrombi d'AVC ischémique et d'ECMO

Abstract

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ischémiques sont l'une des principales causes de décès et d'invalidité dans le monde. Le traitement de l'AVC ischémique est basé sur la reperméabilisation rapide du vaisseau occlus par destruction du thrombus ce qui permet la reperfusion du tissu cérébral dans le territoire affecté. Malgré l’impact de cette pathologie sur la population mondiale, la thrombolyse pharmacologique par l’activateur tissulaire du plasminogène recombinant (rt-PA) ou la thrombectomie mécanique sont les deux seules options disponibles à ce jour pour la recanalisation. Néanmoins ces deux options ont plusieurs limitations qui réduisent leur efficacité. Ces aspects sont abordés dans les chapitres 1 à 3.En raison d’indications et contre-indications strictes, la thrombolyse pharmacologique n'est accessible qu'à 15 % des patients victimes d'un accident ischémique cérébral. En outre, l’utilisation du rt-PA aboutit à une reperfusion réussie chez moins de la moitié des patients traités, ce qui met en évidence un phénomène appelé "résistance au rt-PA". Outre la thrombolyse, la thrombectomie mécanique est également entravée par certaines limitations. Chez 20 à 30 % des patients, la reperfusion n'est pas réussie en raison des difficultés d'ablation du thrombus. De plus, les patients nécessitant plusieurs tentatives d’ablation ont un résultat fonctionnel moins bon que les patients pour lesquels le retrait du thrombus est effectué en une seule fois. Les raisons pour lesquelles certains thrombus ne se dissolvent pas à l'aide du rt-PA ou pour lesquelles certains thrombus sont plus difficiles à extraire lors des traitements endovasculaires ne sont pas encore bien comprises, mais on pense que la composition du thrombus joue un rôle clé. Par conséquent, l'objectif de cette thèse de doctorat était de réaliser une analyse approfondie à grande échelle des thrombus prélevés chez les patients victimes d'un AVC ischémique afin de fournir de nouvelles informations susceptibles d'en améliorer le traitement.L'émergence récent des procédures endovasculaires ont permis la mise en place de collections de thrombi d’AVC ischémique. L'analyse des thrombi cérébraux est de ce fait un nouveau domaine de recherche, en pleine expansion. Ce nouveau domaine souffre actuellement d’un manque de standardisation de la description de ces thrombi, des procédures, des protocoles et analyses, ce qui se traduit par des publications parfois discordantes qui nuisent à la généralisation du résultat de ces études. Comme décrit au chapitre 4, nous avons établi et publié des recommandations et des lignes directrices pour standardiser les approches de ce nouveau domaine de recherche. Ce travail a été effectué en collaboration avec plusieurs leaders d'opinion en neuroradiologie interventionnelle. Ces efforts de standardisation contribueront à améliorer la généralisation des résultats des études et permettront de réaliser des méta-analyses de divers registres internationaux de thrombi actuellement en cours.Alors que la dissolution du thrombus occlusif soit la cible principale du traitement des AVC ischémiques, jusqu’ici peu d'informations étaient disponibles concernant la composition et la structure des thrombi d'accidents ischémiques cérébraux. Dans le chapitre 5, nous fournissons une description détaillée de la composition et de la structure des thrombi d'AVC ischémiques en utilisant des techniques d’immunohistochimie et d’immunofluorescence. Cette étude a révélé certaines caractéristiques structurelles qui pourraient avoir un impact important sur les stratégies thérapies de recanalisation. Nous avons découvert que les thrombi d'AVC se198composent de zones riches en globules rouges et de zones riches en plaquettes. Les zones riches en globules rouges sont composées de globules rouges très serrés contenus dans un mince réseau de fibrine. En revanche, les zones riches en plaquettes sont plus complexes et se composent de divers composants de stabilisation du thrombus. En effet, cette zone contient des structures denses de fibrine bordées de facteur de von Willebrand (VWF) et qui sont remplies de plaquettes. En outre, les leucocytes et l'ADN extracellulaire (ADN ex) ont tendance à s'accumuler dans ces zones riches en plaquettes ou à l'interface entre les zones riches en plaquettes et en globules rouges. Ces données suggèrent que les zones riches en globules rouges sont plus susceptibles de subir une thrombolyse et une ablation endovasculaire, tandis que les zones plus riches en plaquettes sont plus résistantes au traitement. Dans le chapitre 6, nous décrivons un thrombus unique résistant à la thrombectomie, nécessitant 11 tentatives de thrombectomie, qui diffère des caractéristiques structurelles communes aux autres thrombi. La majeure partie du thrombus était constituée d'ADN ex qui colocalisait avec le VWF et des calcifications. Les études futures devraient évaluer comment ces informations peuvent être utilisées pour améliorer l'élimination pharmacologique et endovasculaire de ces thrombi riches en plaquettes et de ces thrombi durs de type calcifiés lors des AVC.Un patient sur quatre présentant un AVC ischémique cérébral va récidiver dans les cinq premières années suivant le premier événement, ce qui souligne la nécessité d'améliorer les stratégies prophylactiques. Les stratégies de prévention secondaire étant basées sur le mécanisme physiopathologique sous-jacent, une meilleure compréhension de la composition du thrombus et de son association avec l'étiologie de l'AVC pourrait fournir des informations précieuses. Cette problématique est abordée dans le chapitre 2. Actuellement, peu de travaux ont étudié l'association entre l'étiologie de l'AVC et la composition du thrombus, et leurs résultats restent peu concluants en raison de la faible taille des échantillons et des évaluations histologiques. Nous avons effectué une analyse histologique quantitative détaillée de large échelle que nous détaillons au chapitre 7. Cette étude a inclus 501 thrombi d'AVC qui ont été analysés pour leur contenu en globules rouges, fibrine, plaquettes, VWF, leucocytes, l'ADN ex et les pièges extracellulaires des neutrophiles (NETs). Le résultat principal de notre étude est que les thrombi provenant d’origine cardiaque après migration embolique contiennent moins de globules rouges, mais plus de fibrine, de plaquettes, de leucocytes et d'ADN ex que les thrombi athérosclérotiques. De plus, nous avons constaté que la majorité des thrombi obtenus après AVC emboliques dont l’origine est indéterminée ressemblent aux thrombi d'origine cardioembolique. Il convient de noter que l'analyse de corrélation des données histologiques quantitatives confirme nos conclusions descriptives présentées au chapitre 4. Ces résultats soutiennent l’hypothèse que les thrombi formés à différents endroits ont une composition différente ce qui pourrait potentiellement aider/améliorer les stratégies de prévention secondaire, mais ce dernier point mérite des recherches plus approfondies.En plus de l’analyse au cours de l’AVC, nous avons également utilisé la stratégie d'expertise histologique développée pour étudier les thrombi formés dans un dispositif d'oxygénation extracorporelle par membrane d’oxygénation (ECMO). L'ECMO est couramment utilisé en clinique pour supporter une dysfonction cardiaque et /ou respiratoire aiguë sévères. Il est frappant de constater que, malgré l'anticoagulation systémique à l'héparine, l’apparition de thromboses dans la pompe ou dans l'oxygénateur est une des complications courantes lors de199l'assistance par ECMO. Il en résulte souvent un dysfonctionnement de l'équipement, nécessitant un échange complet du circuit de la pompe et de l’oxygénateur ou de l’un de ces éléments. Au chapitre 8, nous avons étudié la composition biochimique des thrombi d'ECMO, comprenant leur contenu en globules rouges, fibrine, plaquettes, VWF et NET, afin de mieux comprendre le mécanisme physiopathologique de la thrombose intra-dispositif. Nous avons mis en évidence que les thrombi d’ECMO ont une composition hétérogène, la fibrine et le VWF étant les principaux composants du thrombus. En utilisant une analyse statistique en clusters, nous avons identifié deux types de thrombus : (i) les thrombi pauvres en fibrine, en globules rouges, en plaquettes et en VWF et (ii) les thrombi riches en fibrine, pauvres en globules rouges, en plaquettes et en VWF. Enfin, nous avons démontré que la composition du thrombus de l'ECMO n'est pas associée à l'emplacement dans le dispositif. Ces données montrent que la formation de thrombus au cours des ECMO est un processus complexe auquel contribuent divers facteurs. De plus, la fibrine reste un composant majeur des thrombus d’ECMO malgré l'anticoagulation systémique à l'héparine, ce qui suggère que d'autres thérapies antithrombotiques méritent d'être étudiées pour minimiser la thrombose intra-dispositif.