Bonne nouvelle pour les patients porteurs d’une bioprothèse cardiaque : une étude internationale dirigée par le Dr. Vered Padler-Karavani de l'École de biomédecine et de recherche sur le cancer de l'Université de Tel-Aviv, a montré qu’il était possible de prévenir la détérioration des valves cardiaques d’origine animale et leur calcification, en modifiant génétiquement leur composant biologique. La nouvelle technologie permettra le développement d’une nouvelle génération de valves cardiaques bioprothétiques durables, évitant leur remplacement au bout de dix ans comme c’est le cas actuellement.
L'étude a été publiée dans la prestigieuse revue Nature Medicine.
Elle a été développée dans le cadre du projet international TRANSLINK financé par l'Union Européenne, avec la participation de 13 autres institutions de recherche en France (Institut national de la santé et de la recherche médicale et Centre hospitalier universitaire de Nantes), et dans d’autres pays d’Europe, aux Etats-Unis et au Canada, qui ont étudié près de 5000 échantillons de sang provenant de 1700 patients porteurs d’un implant, pendant une période allant du jour précédent l’intervention chirurgicale jusqu’à 15 ans après.
Neutraliser les sucres étrangers
Les patients nécessitant une prothèse valvulaire cardiaques peuvent être porteurs, soit de valves mécaniques, solides et durables, mais qui nécessitent l'administration quotidienne d'anticoagulants pouvant entraîner des hémorragies potentiellement mortelles, soit de bioprothèses fabriquées à partir de tissu bovin, porcin ou équin, qui ne nécessitent pas de traitements anticoagulants et permettent aux patients de vivre une vie relativement normale, mais dont la détérioration progressive est inévitable et nécessite un remplacement au bout d’une décennie.
« Les valvules cardiaques bioprothétiques étant constituées de tissus animaux, nous avons émis l'hypothèse qu'elles contiennent des sucres non humains (Neu5Gc et alpha-Gal) qui sont attaqués par le système immunitaire, provoquant une calcification qui conduit à la détérioration de la valve », explique le Dr. Padler-Karavani. « Dans cette étude, nous sommes parvenus à prouver que c'était effectivement le cas, et nous avons proposé une solution réalisable ».
« Nous avons découvert que tous les patients porteurs de ces bioprothèses cardiaques développaient une réaction immunitaire et des anticorps contre ces sucres étrangers produits par les valves dès le premier mois après l’opération. Certains patients ont commencé à développer des signes de calcification à partir de deux ans après ».
Anu Paul, post-doctorante au laboratoire du Dr. Padler-Karavani, a montré que ces sucres et les anticorps qui les attaquent ont été retrouvés également sur des bioprothèses cardiaques explantées chez des patients en raison d’une calcification environ 10 ans après la pose de l’implant. De plus, ce même sucre animal Neu5Gc et ses anticorps ont également été retrouvés sur des valves humaines défectueuses qui ont dû être remplacées par une bioprothèse en raison d’une calcification. Étant donné que ce sucre ne peut pas être produit par le corps humain, il s'accumule très probablement sur les valves à partir d'une alimentation riche en viande rouge et en produits laitiers dans lesquels il est abondant. Par conséquent, il est possible que la réaction immunitaire au sucre produit par un tel régime alimentaire constitue le facteur initial de la calcification de la valve cardiaque du patient, et donc joue un rôle dans la nécessité de remplacement valvulaire.
Des bioprothèses de deuxième génération
Par ailleurs, lors d’expériences sur des souris de laboratoire, les chercheurs ont également constaté qu’en présence des anticorps contre ces sucres étrangers, une calcification se formait sur les tissus utilisés pour la production des bioprothèses cardiaques. En l’absence de ces anticorps, ou lorsque leur niveau était faible, le processus de calcification ne s’est pas produit.
Dans un deuxième stade, les chercheurs ont utilisé des porcs génétiquement modifiés dont les gènes n'exprimaient pas ces sucres animaux. Dans le laboratoire du Dr. Padler-Karavani, il a été constaté que les tissus modifiés dépourvus de ces sucres présentaient un processus de calcification considérablement réduit, même en présence d'anticorps contre ces sucres, et que donc leur emploi pouvait augmenter la durabilité des valves cardiaques bioprothétiques chez les patients.
« Cette étude marque une percée technologique dans le domaine des valves cardiaques bioprothétiques et permet une compréhension approfondie des mécanismes conduisant à leur détérioration. Ces découvertes peuvent conduire à une amélioration spectaculaire de la qualité de vie de nombreux patients cardiaques. A présent, il serait intéressant de vérifier si les végétaliens, ou les personnes ne consommant que de faibles quantités de viande rouge et de produits laitiers présentent une probabilité plus faible de souffrir de calcification des valves cardiaques, et si cela pourrait être associé à de faibles niveaux d'anticorps contre ces sucres étrangers. Dans l’avenir, on pourrait penser à un régime adapté pour réduire le risque, ou bien véritablement produire des prothèses valvulaires biologiques à partir de tissus d'animaux modifiés qui ne contiennent pas du tout de sucres », résume le Dr. Padler-Karavani.
L'équipe du projet international TRANSLINK comprenait également Rafael Mañez (Hôpital universitaire Bellvitge à Barcelone, Espagne), Jean-Christian Roussel et Jean-Paul Soulillou (Hôpital universitaire de Nantes), et Emanuele Cozzi (Hôpital universitaire de Padoue, coordinatrice). Le volet clinique de l'étude a été dirigé par Thomas Senage et Thierry Le Tourneau (Hôpital universitaire de Nantes). Dans le laboratoire du Dr. Padler-Karavani, l'étude a été dirigée par Anu Paul (actuellement postdoctorante à l'Université de Harvard) et Salam Bashir, avec l'aide d'autres chercheurs et étudiants.
Photos:
1. Le Dr. Vered Padler-Karavani
2. Illustration de l’étude.
Crédit : Université de Tel-Aviv.
