Thérapie à l'érythropoïétine pour l'hémorragie sous-arachnoïdienne

ARRIÈRE-PLAN:

1. Déficits d'ischémie retardée dans les hémorragies sous-arachnoïdiennes

   Sept mille patients souffrent d'HSA chaque année au Royaume-Uni, les jeunes adultes (<55 ans) étant également touchés. Le vasospasme cérébral et l'ischémie cérébrale associée sont les principales causes de morbidité et de mortalité retardées chez les patients qui survivent à l'épisode initial d'HSA. Des études antérieures ont révélé qu'un faible débit sanguin cérébral (CBF) immédiat accompagne l'HSA, en particulier chez les personnes dans le coma. Cependant, pour les patients de meilleure qualité, le DSC bas est souvent retardé et associé à un vasospasme cérébral [Knuckey 1985]. Le vasospasme précède souvent l'apparition du TDI qui survient généralement au cours de la 2e semaine après l'HSA [Knuckey 1985]. L'autorégulation est le mécanisme réflexe le plus accompli et reflète une capacité intrinsèque des vaisseaux cérébraux à se dilater pour tenter de maintenir un DSC constant face à une mauvaise perfusion cérébrale. Suite à l'HSA, une altération de l'autorégulation affecte le pronostic [Lam 2000]. En effet, l'évaluation quotidienne de l'autorégulation peut aider à identifier les patients à haut risque de détérioration clinique [Smielewski 1997].

   L'autorégulation peut être facilement mesurée de manière non invasive depuis le lit du patient à l'aide du Doppler transcrânien (TCD). Les mesures directes des vitesses de flux de l'artère cérébrale moyenne (FV) sont prédictives du TDI ; FV moyen élevé (> 120 cm / s) et rapport accru de mFV entre l'ACM et l'artère carotide interne extracrânienne (ICA) (rapport de Lindegaard> 3) étant associés à un vasospasme cérébral et à une incidence plus élevée d'événements indésirables [Lindegaard 1988]. L'augmentation rapide de la FV avec le temps est également prédictive, tout comme la relation entre la FV et les variations spontanées de la pression artérielle (indice de corrélation Mx) [Czosnyka 2000].

   Une mesure plus sophistiquée de l'hémodynamique cérébrovasculaire anormale implique le test de réponse hyperémique transitoire (THRT) [Giller 1991]. Ceci est utilisé en routine dans notre service où nous avons démontré une relation entre un THRT anormal et le résultat clinique après SAH [Lam 2000]. La THRT évalue la réponse FV à une compression carotidienne manuelle (Figure 1) et peut être répétée en quelques minutes, fournissant une méthode fiable et facilement accessible pour évaluer l'autorégulation. Lorsque THRT est utilisé pour des évaluations quotidiennes pour le même patient, ce test peut fournir un moniteur précieux des changements séquentiels de l'autorégulation.

2. Autorégulation après SAH

   L'autorégulation est souvent altérée après une HSA, même chez les patients présentant un bon grade clinique [Voldby 1985]. Une réponse THRT anormale se développe généralement soit tôt pendant les jours 0 à 3 (primaire), soit tard vers les jours 7 à 14 (secondaire) après le saignement initial. Les anomalies primaires de THRT sont beaucoup plus fréquentes chez les patients de mauvais grade, tandis que les anomalies secondaires surviennent plus régulièrement chez les patients initialement de bon grade qui développent plus tard des signes de TDI avec détérioration clinique [Ratsep 2002]. L'évaluation de routine et quotidienne de l'autorégulation avec le TCD aide à identifier les patients à risque plus élevé de TDI. Ce retard dans l'évolution d'une réponse d'autorégulation anormale chez les patients de meilleur grade présente une opportunité d'introduire des stratégies thérapeutiques précoces visant à compenser les effets potentiellement nocifs. En effet, l'utilisation courante de l'expansion du plasma est déjà adoptée dans ce but [Origitano 1990].

3. Opportunité thérapeutique; pourquoi l'érythropoïétine humaine recombinante ?

Récemment, l'attention s'est portée sur les rôles thérapeutiques potentiels des protéines cérébrales endogènes possédant des propriétés neuroprotectrices. Cette approche neuroprotectrice consistant à utiliser l'érythropoïétine (EPO) vise à protéger les tissus cérébraux potentiellement viables de l'apoptose [Ehrenreich 2002]. L'EPO, une sialoglycoprotéine hydrophobe de 34 kDa, est responsable de la survie, de la prolifération et de la différenciation des cellules progénitrices érythroïdes engagées. Il est produit par le foie fœtal et le rein adulte, qui est accéléré pendant l'hypoxie [Lacombe 1999]. Parce qu'il n'y a pas de stockage préformé d'EPO, le contrôle de la transcription du gène EPO implique donc des interactions complexes avec le facteur 1 inductible par l'hypoxie (HIF-1), un facteur de transcription qui est activé pendant l'hypoxie, l'hypoglycémie et les convulsions [Lacombe 1999] .

Le récepteur EPO (EPO-R), comme les autres membres de la famille des récepteurs hématopoïétiques, ne possède pas d'activité tyrosine kinase endogène. Cependant, son association étroite avec la tyrosine kinase Jak2 peut induire une phosphorylation rapide de la tyrosine sur un certain nombre de protéines [Lacombe 1999]. L'hypoxie peut induire une expression accrue de l'EPO-R, qui à son tour entraîne une sensibilité accrue à l'EPO [Chin 2000].

L'EPO et l'EPO-R sont distribuées de manière omniprésente dans les tissus neuronaux [Digicaylioglu 1995]. À l'exception des gros vaisseaux, l'EPO-R est abondamment distribuée dans les astrocytes, les neurones et l'endothélium capillaire cérébral [Marti 1996, Yamaji 1996, Bernaudin 1999, Brines 2000]. L'immunohistochimie montre que ces distributions d'EPO-R sont cohérentes avec la localisation anatomique de la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​[Brines 2000]. Une telle distribution condensée d'EPO-R dans et autour des capillaires cérébraux implique qu'une petite quantité d'EPO est suffisante pour assurer la fonction physiologique dans le système nerveux central [Chin 2000]. L'augmentation de la production d'EPO en réponse à l'hypoxie et à l'anémie par les astrocytes et les neurones correspond à celle qui se produit dans les reins et le foie [Masuda 1994]. Ainsi, lors de l'hypoxie, l'EPO agit directement sur les cellules endothéliales capillaires cérébrales comme facteur angiogénique par un mécanisme paracrine à partir des astrocytes et un mécanisme endocrine à partir du rein [Digicaylioglu 1995].

L'EPO protège le tissu nerveux dans toutes les conditions caractérisées par une déficience relative en ATP [Brine 2000]. Cet effet neuroprotecteur est obtenu par plusieurs mécanismes.

1. L'EPO peut induire l'expression de plusieurs enzymes glycolytiques, ce qui redirige le métabolisme énergétique vers la promotion de la survie pendant la privation d'oxygène [Digicaylioglu 1995].
2. Au cours de l'ischémie cérébrale, la toxicité du glutamate médiée par les récepteurs N-méthyl-D-aspartate (NMDA) est la principale cause de mort neuronale [Morishita 1997]. La toxicité du glutamate est en partie médiée par l'oxyde nitrique (NO). L'EPO régule à la hausse l'expression des enzymes antioxydantes au niveau de la transcription dans les cellules musculaires lisses vasculaires [Kusano 1999] et peut potentiellement protéger les neurones des agents générateurs de NO [Sakanaka 1998]. De plus, l'EPO peut supprimer l'augmentation de la concentration de Ca2+ induite par le glutamate et l'apoptose induite par l'oxyde nitrique (NO) [Morishita 1997].

Il a été démontré que l'EPO fournit des effets neurotrophiques [Konishi 1993] et angiogéniques [Yamaji 1996], et qu'elle a le potentiel de régénération neurale [Siren 2001]. Ces effets sont dose-dépendants et non liés au facteur de croissance nerveuse (NGF) [Konoshi Y 1993]. Les distributions de l'EPO et de l'EPO-R correspondent à la séquence des modifications histopathologiques de l'ischémie/infarctus cérébral. Dans l'hypoxie aiguë (arrêt cardiaque), une forte immunoréactivité de l'EPO peut être trouvée dans l'endothélium vasculaire, tandis que l'EPOR est fortement exprimé dans les neurones [Siren 2001]. Après une ischémie cérébrale, l'EPO joue un rôle important dans l'angiogenèse et la réaction gliale. L'immunoréactivité de l'EPO apparaît dans l'endothélium, les cellules inflammatoires intravasculaires et les neurones de la pénombre. L'EPO-R est également exprimée dans les neurones, les astrocytes et les cellules endothéliales [Bernaudin 1999, Siren 2001]. Parce que l'expression de l'EPO-R précède la régulation à la hausse de la synthèse de l'EPO [Bernaudin 1999], la sensibilité à l'EPO augmente [Chin 2000]. En revanche, ces changements ne sont pas détectables dans le cortex non ischémique [Bernaudin 1999], indiquant un potentiel accru pour l'EPO d'agir là où les neurones sont à risque [Siren 2001]. En protégeant les cellules endothéliales de l'apoptose, l'EPO peut augmenter le flux sanguin cérébral, améliorer la microcirculation de la pénombre et améliorer l'oxygénation des tissus par angiogenèse, réduisant ainsi significativement le volume de l'infarctus [Bernaudin 1999, Siren 2001]. Cette angiogenèse correspond à la découverte que dans des conditions hypoxiques telles que l'exposition à des altitudes élevées, le cerveau augmente la densité microvasculaire moyenne [Lamanna JC 1992]. Dans les infarctus anciens, l'EPO et l'EPO-R sont fortement exprimés dans les astrocytes réactifs. Ainsi, le système OEB peut participer au processus de réparation [Siren 2001]. La régulation positive persistante de la production d'EPO par les astrocytes après un AVC fournit également des sources d'EPO rapidement disponibles pour permettre aux neurones de mieux tolérer l'ischémie [Siren 2001]. Ces mécanismes neuroprotecteurs endogènes sont insuffisants pour faire face aux lésions aiguës, car une agression ischémique sévère peut épuiser la capacité neuroprotectrice EPO/EPO-R du cerveau ou la latence de la synthèse de novo est trop longue. L'application clinique de l'EPO doit être administrée rapidement pour fournir une neuroprotection supplémentaire [Brines 2000].

L'époétine bêta est une glycoprotéine de 165 aa fabriquée à l'aide de la technologie de l'ADN recombinant, qui contient la séquence d'acides aminés identique à l'EPO humaine isolée et possède la même activité biologique. Il est similaire à l'EPO endogène à l'exception de différences mineures dans le schéma des 4 chaînes glucidiques. [Brine 2000] L'EPO humaine recombinante a été largement utilisée pour traiter l'anémie associée à l'insuffisance rénale chronique, à l'infection par le VIH, au cancer et à la chirurgie, et a un excellent dossier de sécurité dans la pratique clinique étendue.

4. Pourquoi 90 000 UI d'époétine bêta ?

L'innocuité et l'efficacité de l'époétine bêta pour le traitement de l'AVC aigu (dans les 8 heures) chez l'homme ont été confirmées dans un essai clinique en double aveugle, randomisé, contrôlé par placebo, qui utilise une dose élevée d'époétine bêta par voie intraveineuse (3,3 000 UI/50 ml/ 30 min/jour, trois jours, avec une dose cumulée de 100 000 UI) [Ehrenreich 2002]. Aucun changement associé de la pression artérielle, de l'hématocrite, de l'hémoglobine et du nombre de globules rouges n'a été trouvé dans cet essai [Ehrenreich 2002]. Seul le nombre de réticulocytes augmente de 29,2 ± 10,0 % le 4ème jour après la dernière dose d'EPO [Ehrenreich 2002]. Cette administration systémique d'EPO a également conduit à une augmentation de 60 à 100 fois des niveaux de LCR et ne nécessite pas une rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE) [Ehrenreich 2002]. Les patients traités à l'EPO ont une poussée plus faible et plus précoce de S100 sérique (sécrétée par les astrocytes réactifs et les troubles fonctionnels de l'intégrité de la membrane des cellules cérébrales) et reviennent ensuite dans les limites normales plus tôt que le placebo [Ehrenreich 2002]. Ce retour plus précoce du S100 sérique vers le niveau normal implique que les processus inflammatoires et/ou l'intégrité de la BHE peuvent être améliorés plus rapidement par une thérapie systémique à l'EPO [Ehrenreich 2002]. Les effets bénéfiques sur les patients victimes d'un AVC se poursuivent pendant 30 jours, en particulier pour ceux qui ont subi un AVC modéré à grave [Ehrenreich 2002].

En activant les récepteurs endothéliaux de l'EPO, l'EPO circulante peut apposer des voies inflammatoires dans les artères cérébrales et atténuer le vasospasme induit par l'HSA. Des études in vivo ont montré que l'administration systémique d'EPO (i.p. 1000 unités/kg) immédiatement après l'HSA peut améliorer la survie et les fonctions motrices [Buemi 2000]. L'administration systémique d'EPO présente l'avantage d'être universellement disponible pour l'endothélium capillaire dans tout le cerveau, contrairement à l'injection intraventriculaire, qui est très localisée et peu pratique en milieu clinique [Brines 2000]. Étant donné que la concentration d'EPO dans le LCR est indépendante du taux sérique et de l'étendue de la perturbation de la BHE chez les patients souffrant d'HSA anévrismale, l'EPO dans le LCR est principalement produite par le cerveau afin de répondre à ses besoins [Springborg 2003]. Par conséquent, une activation précoce de l'EPO-R endothéliale peut être une stratégie thérapeutique potentielle, qui a en fait été prouvée par une réduction de la protéine S100 dans le LCR (un marqueur de lésions cérébrales) et la restauration de l'autorégulation cérébrale (pendant au moins 48 heures) après administration systémique d'EPO humaine recombinante [Springborg 2002]. Par conséquent, 90 000 UI d'époétine bêta seront utilisées pour obtenir les effets maximaux sur le CBF et l'autorégulation chez ces patients SAH à étudier.

QUESTIONS À RÉPONDRE :

Nous souhaitons aborder les hypothèses suivantes pour les patients atteints d'HSA :

1. Le traitement systémique avec l'époétine bêta (90 000 UI) est sûr après l'HSA
2. Le traitement systémique par l'époétine bêta réduit l'incidence des anomalies de la FV et de l'autorégulation cérébrale après l'HSA.
3. Le traitement systémique avec l'époétine bêta réduit l'incidence de la détérioration neurologique aiguë après l'HSA. Si les principaux critères d'évaluation sont améliorés avec le traitement par l'époétine bêta, les données seront utilisées pour formuler le calcul de puissance pour la conception d'une étude de résultats cliniques de phase III. Cependant, nous évaluerons les résultats cliniques à la fin de l'essai et à la sortie pour détecter toute indication d'effet indésirable après le traitement à l'EPO.

Procédure de randomisation :

Après consentement éclairé, les patients atteints d'HSA anévrismale positive à l'angiographie seront randomisés pour recevoir soit de l'époétine bêta intraveineuse 30 000 UI, soit un placebo (solution saline à 0,9 %) 50 ml/30 min, trois fois au cours de la première semaine suivant l'HSA (dose totale de 90 000 UI). Le nombre dans chaque groupe sera de 40. Pour la mise en aveugle, l'unité de fabrication de la pharmacie (PMU) préparera et numérotera des flacons identiques contenant soit une solution saline (0,9 % de NaCl), soit de l'époétine bêta reconstituée dans une solution saline. Les flacons seront attribués au hasard aux patients lors de l'inscription avec le contenu de chaque flacon connu uniquement par l'UGP. La médication d'essai sera commencée dès que possible dans les 72 heures suivant l'ictus. Comme environ 70 % des anévrismes seront traités avec un clipping ouvert et le reste avec des coils endovasculaires, nous ne considérons pas que la méthode de traitement représente un facteur contaminant, mais elle sera incluse dans l'analyse finale. L'emplacement, la taille et la morphologie de l'anévrisme coupable ne sont pas censés affecter les résultats dans notre établissement.

Après la randomisation et le début du traitement d'essai, la prise en charge clinique de chaque patient sera la même que celle de la routine. La pression artérielle sera surveillée en permanence (Finapress, ou via ligne artérielle radiale).

Sécurité:

Le nombre total de cellules sanguines, le nombre de réticulocytes, la viscosité du sang, le profil de coagulation, la biochimie sérique, les taux de fer sérique et la protéine C-réactive (CRP) au moment de l'admission seront vérifiés en tant que routine clinique. Bien que l'EPO ait des effets d'érythropoïèse et de thrombopoïèse, une détérioration associée ou des événements indésirables n'ont pas été observés dans le traitement à court terme [Ehrenreich 2002]. Cependant, face à toute anomalie, le médicament à l'essai sera arrêté et le comité de sécurité informé. Un comité de sécurité (présidé par le Dr Ken Smith, néphrologue consultant) examinera les données de sécurité tous les mois ou, en cas de problème, patient par patient.

Principaux critères de jugement : vasospasme et anomalies de la RA :

Les patients de l'essai seront examinés quotidiennement avec TCD (DWL, Allemagne) à l'aide d'une sonde de 2 MHz montée sur un cadre de tête prévu pendant deux semaines depuis SAH ictus. La FV systolique, diastolique et moyenne sera enregistrée (trans-temporelle) par un seul utilisateur (MT). Le vasospasme sera défini comme un FV moyen > 120 cm/sec et un rapport de Lindegaard > 3 [Lindegaard 1988]. L'indice de régression (Mx) entre la FV moyenne et les modifications spontanées de l'ABP sera calculé. Deux compressions carotidiennes d'une durée de 5 secondes seront réalisées. Les critères d'une THRT acceptable comprennent une diminution soudaine de la FV de l'artère cérébrale moyenne au début de la compression, un signal TCD stable pendant la compression et une diminution minimale de 30 % de la FV sans instabilité de la pression artérielle [Smielewski 1997]. Le ratio THRT (THRR) est calculé à l'aide de la formule : THRR = FVs (hyperémie) / FVs(baseline), où FVs désigne la FV systolique (Figure 1). THRR est classé comme normal (≥l.10) ou altéré (<1.10), et sera répété 2 minutes plus tard. La valeur moyenne des deux tests sera enregistrée. Les problèmes de qualité concernant la réponse THRT ont été largement évalués dans ce laboratoire [Smielewski 1997].

Mesures des critères d'évaluation secondaires : Développement du DID :

L'évolution clinique de chaque patient sera suivie quotidiennement. Le développement d'un déficit neurologique focal et/ou une baisse de l'échelle de Glasgow de 2 points ou plus suite à un vasospasme seront les critères retenus pour définir un épisode de TDI [Pickard 1989]. D'autres facteurs qui peuvent affecter la conscience, y compris l'infection systémique et l'infection du système nerveux central, seront enregistrés pour l'analyse finale. Les résultats cliniques seront évalués à la fin de l'essai et au moment de la sortie. Les durées d'hospitalisation et de séjour en NCCU seront observées.

Analyses statistiques:

L'analyse sera effectuée à l'aide d'un logiciel statistique, STATA (Texas, États-Unis). Les données seront exprimées en moyenne ± écart type. L'analyse multivariée sera effectuée sur les moments du vasospasme et de l'AR anormal, qui seront calculés comme le nombre de jours entre la date de diagnostic de l'HSA et la date de la première détection du vasospasme et de l'autorégulation anormale en ce qui concerne les variables susceptibles d'influencer leur occurrence : âge, grade WFNS, grade de Fisher sur les tomodensitogrammes et procédures de traitement, hémorragie intraventriculaire et/ou hydrocéphalie en utilisant la régression des risques proportionnels de Cox. La mesure du résultat sera le risque relatif (HR), qui exprime la probabilité de vasospasme ou d'autorégulation anormale pour une catégorie spécifique par rapport au groupe placebo. Les variables associées au traitement par l'EPO (hématocrites, numération des érythrocytes, numération des réticulocytes, numération des thrombocytes, taux de fer sérique et viscosité) seront recueillies. L'amélioration de l'ajustement due à chaque variable sera testée pour la signification statistique au niveau de 5 % avec le test du rapport de vraisemblance. Le test d'écart à une tendance linéaire (un degré de liberté) a été utilisé pour évaluer la tendance linéaire potentielle de certaines variables catégorielles. Les résultats quotidiens de chaque patient seront également moyennés pour produire une base de données axée sur le patient afin de satisfaire l'hypothèse d'indépendance pour la régression linéaire. Les variations quotidiennes des paramètres seront calculées comme l'écart type divisé par la valeur moyenne de tous les examens de chaque patient.

Analyse de puissance :

Nos observations précédentes indiquent que le vasospasme et la THRT anormale surviennent respectivement chez 64 % et 90 % des patients SAH. Pour démontrer une réduction de 50 % de la durée du vasospasme ou de l'autorégulation anormale avec une puissance de 80 % et un niveau de signification de 5 %, nous aurons besoin des examens de 80 patients. Ce nombre de patients a également 83 % de chances de démontrer une réduction de 50 % de l'incidence du TDI clinique dans les 2 premières semaines suivant l'ictus. L'étude n'est pas conçue pour montrer une réduction des critères d'évaluation cliniques, bien que des tendances soient recherchées pour identifier tout effet indésirable potentiel.

DÉTAILS DES DIFFICULTÉS ÉVENTUELLES PRÉVUES

1. Recrutement des patients :

   L'unité de neurochirurgie d'Addenbrookes traite 80 patients atteints d'HSA anévrismale par an. Des études antérieures dans notre unité ont montré une certitude élevée, et nous avons été le plus grand contributeur à l'essai international sur l'hypothermie pour la chirurgie de l'anévrisme (IHAST). Nous ne prévoyons pas de difficultés de recrutement.

2. Des problèmes de sécurité:

   L'innocuité et l'efficacité de l'utilisation d'époétine bêta intraveineuse à haute dose (100 000 UI) pour le traitement de l'AVC aigu chez l'homme (dans les 8 heures) ont été confirmées [Ehrenreich 2002]. La marge thérapeutique de l'EPO est très large. Même à des taux sériques très élevés, aucun effet indésirable n'a été observé [fiche d'information NeoRecormon, Roche].

3. Évaluation de la RA à l'aide du TCD :

Le contrôle de la qualité pour l'évaluation THRT a été vigoureusement abordé, l'échec à terminer le test est rare [Ratsep 2002]. L'incidence d'athérosclérose carotidienne significative empêchant une compression carotidienne sûre est inférieure à 1 % [Lam 2000]. Le test est bien toléré et nous ne connaissons aucun patient qui ait demandé à se retirer de l'investigation dans des études précédentes en raison d'un inconfort, etc.

LA RECHERCHE FUTURE

Les résultats de cette étude de phase II seront utilisés pour concevoir un essai clinique de phase III utilisant le mécanisme Spontaneous Intracrânial Hemorrhage Group. Tous les avantages potentiels peuvent être extrapolés à d'autres conditions cérébrovasculaires où se produisent des états faibles de CBF et une perte d'autorégulation (par ex. vascularite cérébrale aiguë).