Administration d'une dose unique d'alpha-1 anti-trypsine pour l'amélioration des lésions organiques chez les patients subissant une chirurgie cardiaque

3 Contexte L'utilisation de la circulation extracorporelle pendant la chirurgie cardiaque provoque un syndrome de réponse inflammatoire systémique non spécifique généralisé (SIRS) et l'activation subséquente des cascades de cytokines, de complément et de coagulation-fibrinolytique (1). Chez environ 11 % des patients, le SIRS peut se détériorer en une défaillance multiviscérale sévère (MOF) entraînant un taux de mortalité de 40 à 98 %.

La modulation inflammatoire par administration peropératoire de substances anti-inflammatoires a été préconisée pour atténuer les effets du SIRS. Les tentatives se sont ensuite concentrées sur l'aprotinine qui inhibe les protéases qui sont des médiateurs clés dans le système du complément, de la coagulation et de la fibrinolyse. Les propriétés anti-inflammatoires apparentées de l'aprotinine comprennent l'inhibition des plaquettes, des neutrophiles et de l'activation de la kallikréine. La réduction de la perte de sang et la réduction du besoin de transfusions sanguines allogéniques ont été proposées comme mécanismes supplémentaires par lesquels l'aprotinine limite la réponse inflammatoire (2). L'utilisation de l'aprotinine pendant la chirurgie cardiaque a cependant été interrompue à la suite de résultats alarmants en termes de taux plus élevé d'occlusion de pontage et de résultats postopératoires globalement inférieurs.

Mécanisme d'action de l'AAT-1 :

Semblable à l'aprotinine, l'α1-antitrypsine (AAT) est un inhibiteur de la sérine protéase circulante de 52 kDa classé comme protéine SERPIN. Outre sa capacité à inhiber les sérine protéases, l'accumulation de données suggère que l'AAT-1 possède des effets anti-inflammatoires et protecteurs des tissus indépendants (3). L'AAT-1 modifie la maturation des cellules dendritiques et favorise la différenciation des cellules T régulatrices, induit un antagoniste des récepteurs de l'interleukine (IL)-1 et la libération d'IL-10, protège divers types de cellules de la mort cellulaire, inhibe les activités des caspases-1 et -3 et inhibe l'IL- 1 production et activité (4). Contrairement aux immunosuppresseurs classiques, l'AAT-1 permet des réponses lymphocytaires T isolées non découragées (5). Ces effets ont été maintes fois corroborés.

Contrairement à l'aprotinine, l'AAT-1 est produite à partir de plasma humain et n'a pas de fortes caractéristiques pro coagulantes.

AAT-1 dans différents contextes cliniques :

Les niveaux circulants d'AAT-1 augmentent de 4 fois pendant la réponse en phase aiguë (3). Les patients présentant de faibles taux circulants d'AAT-1 présentent un risque accru de maladies pulmonaires, hépatiques et pancréatiques destructrices, en particulier d'emphysème (3). Des études précliniques et cliniques ont montré que la thérapie AAT-1 pour les personnes non déficientes est sûre et peut modifier la progression de la maladie dans le diabète de type 1 et de type 2, l'infarctus aigu du myocarde, la polyarthrite rhumatoïde, la maladie intestinale inflammatoire, la fibrose kystique, le rejet de greffe, la greffe contre la maladie de l'hôte et la sclérose en plaques (6-17, 32,33,37,38) . Le traitement AAT-1 est ensuite passé d'une thérapie de remplacement à un traitement potentiel pour un large éventail de maladies inflammatoires et à médiation immunitaire. L'AAT-1 semble également être antibactérien et un inhibiteur des infections virales, telles que la grippe et le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) (18).

Données pharmacocinétiques humaines :

Chez les patients présentant un déficit en AAT-1, l'administration intraveineuse d'AAT-1 à la dose de 60 mg par kg de poids corporel permet de maintenir des taux plasmatiques ressemblant à une réponse de phase aiguë immédiatement après l'administration et de maintenir un taux approprié d'AAT sérique au-dessus du seuil de protection (50 mg /dl) une semaine après (39).

Rationnel du dosage d'AAT-1 :

Sur la base d'études et de pratiques cliniques antérieures, l'administration d'une dose intraveineuse multiple de 60 mg par kg de poids corporel d'AAT-1 est sûre et associée à une faible incidence d'effets secondaires bénins.

Dérivés d'études pharmacocinétiques (39), les taux plasmatiques d'AAT-1 immédiatement après l'administration de cette dose externe ressemblent à une réponse de phase aiguë. Une réduction de 30 % des taux plasmatiques d'AAT-1 est anticipée avec un retour progressif aux taux préopératoires après l'arrêt de la CEC (40).

Risque/bénéfice de l'étude :

Le rôle de l'AAT-1 dans l'atténuation de la réponse inflammatoire a été établi. Le CPB est un puissant stimulateur des cascades inflammatoires et associé à des diathèses hémorragiques, des anomalies de la coagulation, pouvant conduire à un dysfonctionnement des organes. À ce jour, l'administration d'AAT-1 chez les patients subissant une chirurgie cardiaque avec CPB n'a pas été explorée. On peut postuler que les effets inhérents de l'AAT-1 peuvent compenser les effets délétères de la CPB. Cela peut entraîner cliniquement une meilleure préservation de la fonction des organes, une réduction des saignements postopératoires et une réduction du séjour à l'hôpital. Les avantages d'autres inhibiteurs de la protéase dans des contextes correspondants ont été récemment démontrés (41-43).

Comme mentionné ci-dessus, l'administration d'AAT-1 dans divers contextes cliniques est considérée comme sûre avec un faible taux d'effets secondaires (voir rubrique 6.1 - risques potentiels).

4 Méthodes 4.1 Objectif principal

1. Évaluer l'efficacité et l'innocuité de l'administration préopératoire d'AAT-1 chez les patients subissant un PAC avec CEC.
2. La perte de sang postopératoire et la fonction des organes seront évaluées.

À ce jour, aucune donnée n'existe concernant les effets de l'AAT-1 dans les paramètres du CPB. Les principaux objectifs de cette étude sont d'évaluer les effets anti-inflammatoires, la préservation de la fonction des organes (1-2) et la réduction des pertes sanguines postopératoires après l'administration d'AAT-1 chez les patients subissant une chirurgie cardiaque avec CPB.

4.2 Détermination de l'admissibilité à l'étude 4.2.1 Critères d'inclusion

1. Patients hommes/femmes âgés de 40 à 70 ans.
2. Candidats pour CABG isolé avec CPB.
3. Stratification du risque Euroscore logistique calculée de 5 % ou moins.
4. Consentement éclairé écrit du patient signé.

4.2.2 Critères d'exclusion

Conditions coexistantes, y compris :

10. Anomalies de la coagulation 11. Maladie pulmonaire sévère définie par une saturation en oxygène du sang de 90 % ou moins ou un VEMS inférieur à 60 % de la valeur prévue.

12. Dysfonctionnement rénal défini par des taux de créatinine sérique supérieurs ou égaux à 1,8 mg %, 13. Tests anormaux de la fonction hépatique 14. Diabète sucré non contrôlé, 15. Maladie vasculaire périphérique sévère 16. Événement neurologique cérébrovasculaire antérieur. 17. Fonction ventriculaire gauche ou droite anormale. 18. Traitement par warfarine ou thiénopyridine classe d'agents antiplaquettaires. 4.2.3 Critères de retrait Les patients conserveront le droit de se retirer de l'étude à tout moment pendant le traitement sans préjudice.

Si médicalement indiqué, l'investigateur principal ou le chirurgien se réserve le droit d'interrompre le recrutement des patients à n'importe quel stade de l'étude.

L'interruption (non-achèvement de l'étude) sera documentée. La raison de l'interruption sera enregistrée.

Les causes potentielles pouvant conduire à l'arrêt comprennent :

• Événement(s) indésirable(s)
• Violation du protocole
• Le patient a retiré son consentement
• Problèmes administratifs 4.3 Inscription Avant de participer à cette étude, l'investigateur obtiendra l'approbation écrite appropriée pour le protocole et le consentement éclairé du comité d'éthique (CE) et d'autres organismes de réglementation locaux. Le formulaire de consentement approuvé indiquera clairement la date d'approbation d'EC.

Le fait de ne pas obtenir un consentement éclairé signé et daté à la main avant la procédure constitue une violation du protocole et peut ensuite être signalé au CE.

4.4 Dépistage des sujets Les patients qui ont déjà été programmés pour un PAC isolé seront pris en charge par un membre de l'équipe de recherche pendant la période d'attente préopératoire (soit dans le service de chirurgie cardiothoracique, le service de cardiologie ou le service de médecine interne). L'objectif de l'étude, la procédure et l'incitation seront expliqués par un membre du personnel de recherche à chaque participant potentiel. Les sujets consentants seront invités à fournir un consentement écrit.

4.4.1 Randomisation Les participants à l'étude seront randomisés pour recevoir soit une dose unique d'AAT-1 60 mg par kg, soit un placebo.

4.4.2 Administration du médicament d'essai : la préparation et le dosage de l'AAT-1 seront effectués par un pharmacien non aveugle. Le médicament sera dilué juste avant l'administration. La solution placebo comprendra de l'albumine humaine qui ressemble à la couleur et à la consistance de la solution AAT-1. Le médicament sera administré 3 à 5 heures avant la chirurgie (incision cutanée). Le taux d'administration du médicament ne dépassera pas 0,04 ml par kg par minute (environ 60 à 80 minutes). Les signes vitaux, y compris la tension artérielle, le pouls et la température corporelle, seront surveillés en conséquence.

Les patients, le personnel de recherche, le personnel de laboratoire et les analystes de données resteront aveugles quant à l'identité du traitement à partir du moment de la randomisation et jusqu'au verrouillage de la base de données. La levée de l'insu des données commencera en cas d'urgence du patient.

Une liste de randomisation sera produite par le pharmacien, cependant, elle sera sécurisée et confidentielle jusqu'au moment de la levée de l'aveugle.

4.4.3 Technique chirurgicale Conformément à notre politique de routine, le citrate de fentanyl (20-50mcg/kg), le midazolam (2-3mg) et l'isoflurane (0,5-2%) seront utilisés pour l'induction et le maintien de l'anesthésie.

La sternotomie médiane standard sera suivie de l'approvisionnement des conduits. Une dose de charge d'héparine sera administrée pour atteindre un temps de coagulation activé par le kaolin (ACT). Aorte ascendante - une canulation auriculaire droite sera effectuée pour instituer la CPB et l'ACT sera surveillé à 480 secondes ou plus. Une pompe centrifuge standard et un oxygénateur à membrane seront utilisés pour la circulation extracorporelle (dérivation cardiopulmonaire). Compatible avec la technique standard, le refroidissement actif systémique sera évité et la température centrale du patient restera comprise entre 32 et 37 °C. Des anastomoses distales seront réalisées lors d'un clampage aortique simple et d'un arrêt cardioplégique sanguin. Les anastomoses proximales seront réalisées lors du clampage aortique. Une solution cardioplégique de sang froid (10˚C) sera délivrée dans un rapport de 4:1. La cardioplégie sera délivrée en antérograde via la racine aortique avec ou sans administration rétrograde supplémentaire via le sinus coronaire. Après induction cardioplégique (10 ml / Kg), des doses intermittentes (300 - 500 ml) seront administrées après la réalisation de chaque anastomose distale. L'héparine sera inversée à l'aide de sulfate de protamine dans un rapport de 1: 1 après le sevrage du CPB.

4.4.4 Collecte des données Données préopératoires : les descripteurs démographiques, morphologiques et cliniques, y compris l'âge, le sexe, l'indice de masse corporelle (IMC), la comorbidité de la surface corporelle (BSA), la stratification des risques Euroscore, les médicaments, etc. seront enregistrés. L'analyse de laboratoire préopératoire comprendra une numération globulaire complète, le profil de coagulation, les taux de créatinine sérique et la clairance de la créatinine, un test de la fonction hépatique et un test des gaz du sang artériel et une sérologie pour le VIH, le VHC et l'HBC. Conformément à notre politique de routine, tous les patients subiront une échocardiographie préopératoire, une angiographie coronarienne, une radiographie pulmonaire, des tests de la fonction pulmonaire (spirométrie) et une étude duplex de l'artère carotide.

Les participants à l'étude seront affectés à une IRM cérébrale préopératoire ; soumis au protocole décrit ci-dessous.

Peropératoire : Le type de chirurgie sera classé. Les données suivantes seront enregistrées : dose d'héparine administrée avant le début du pontage ; le temps de coagulation activé (ACT) compte pendant l'opération (avant, pendant et après la CPB) ; temps opératoire, temps de cross-clamp et temps CPB ; nombre d'essais de sevrage de CPB, type d'inotropes et dosage utilisés pendant le sevrage de CPB ; utilisation des produits sanguins pendant la chirurgie. Les réactions allergiques ou les événements indésirables observés par le chirurgien ou l'anesthésiste seront documentés. L'impression individuelle du chirurgien concernant la tendance au saignement sera enregistrée.

Évaluation postopératoire de la fonction des organes et de la perte de sang :

L'occurrence et l'ampleur de la réponse inflammatoire systémique et du dysfonctionnement des organes seront enregistrées et quantifiées par des marqueurs de laboratoire. Les marqueurs de laboratoire associés seront surveillés quotidiennement pendant la période de récupération (dans l'unité de soins intensifs et dans le service). Les organes suivants et les marqueurs correspondants seront surveillés :

Fonction pulmonaire : la fonction pulmonaire sera évaluée par le temps de ventilation mécanique global mesuré, les pressions inspiratoires de pointe (PIP), les pressions de plateau, l'espace mort physiologique et la compliance pulmonaire statique et dynamique. Un lavage bronchoalvéolaire (BAL) sera effectué 3 heures après l'opération (pendant que le patient est anesthésié et intubé) et le liquide extrait sera analysé pour les marqueurs inflammatoires. Le calcul A-a DO2 [AaDO2 = (713 x FiO2) - (pCO2 / 0,8) - (paO2)] sera mesuré quotidiennement.

Un test complet de la fonction pulmonaire sera effectué avant et 4 jours après l'opération. Les radiographies thoraciques seront évaluées et quantifiées par un radiologue indépendant pour la survenue d'atélectasie, d'œdème pulmonaire ou de changements pleuraux.

Fonction rénale : Mesures quotidiennes du débit urinaire, des taux de créatinine sérique, de la clairance de la créatinine et des taux d'albumine urinaire. Les marqueurs d'insuffisance rénale aiguë (IRA) seront prélevés à l'USI.

Évaluation des lésions cérébrales : le degré d'atteinte au cerveau sera mesuré par les taux plasmatiques de protéine S-100. L'évaluation des dommages à la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​sera réalisée par la modalité d'imagerie par résonance magnétique (IRM) (voir protocole technique ci-dessous).

Fonction hépatique : Mesures quotidiennes des taux sériques d'enzymes hépatiques. Fonction cardiaque : Surveillance des niveaux d'enzymes cardiaques ; nécessité et ampleur du traitement inotrope requis ; apparition d'un syndrome de faible débit cardiaque (défini comme une pression artérielle systolique de 90 mmHg ou moins associée à une pression veineuse centrale (PVC) de 15 mmHg ou plus) et incidence d'arythmies cardiaques. Un examen d'échocardiographie transthoracique sera effectué au jour 5 postopératoire et évalué par un cardiologue indépendant.

Perte de sang : la perte de sang opératoire et postopératoire sera surveillée ainsi que les taux d'hémoglobine quotidiens. Des numérations plaquettaires quotidiennes et des thromboélastogrammes seront effectués. La distribution des produits sanguins et le total administré seront enregistrés quotidiennement. Les niveaux de CRP postopératoires seront évalués quotidiennement.

Méthodes de prélèvement sanguin et d'analyse en laboratoire des taux de cytokines :

Des échantillons de 10 mL de sang total veineux EDTA seront prélevés du cathéter de l'artère radiale à cinq occasions précises : avant l'induction de l'anesthésie, 30 minutes après le positionnement du clamp aortique et 3, 6 et 9 heures après le positionnement du clamp aortique. Les échantillons de sang seront ensuite centrifugés à 4 °C pendant 15 min et le sérum conservé à -70 °C. Les échantillons seront analysés pour les marqueurs suivants : Polimorphonucléaire Neutrophil Elastase (PMNE), Interleukin-1α (IL-1α), Interleukin-1ß (IL-1ß), Interleukin-2 (IL-2), Interleukin-4 (IL-4 ), Interleukine-6 ​​(IL-6), Interleukine-8 (IL-8), Interleukine-10 (IL-10), Interféron-γ (IFN-γ), Facteur de nécrose tumorale-α (TNF-α), Vasculaire Facteur de croissance endothéliale (VEGF), Monocyte Chemoattractant Protein-1 (MCP-1) et Facteur de croissance endothéliale (EGF).

Des échantillons de sang quotidiens seront prélevés après l'opération pour la numération plaquettaire, la fonction rénale, la fonction hépatique, les taux de CRP, la protéine S-100 et la troponine.

Les événements indésirables postopératoires précoces seront documentés. Ceux-ci comprennent la mortalité à 30 jours, les nouveaux événements neurologiques, l'infarctus du myocarde, le dysfonctionnement rénal, la nécessité d'une nouvelle exploration pour saignement et l'infection profonde de la plaie sternale.

Évaluation de la barrière hémato-encéphalique (BHE) par IRM La modalité d'imagerie utilisée pour l'évaluation de la BHE sera un scanner IRM (Philips 3T ou General Electric 1,5T). Le format d'examen comprendra un champ de vision de 24 cm, 35 tranches entrelacées contiguës, de 3,5 à 4 mm d'épaisseur et co-localisées sur plusieurs séries. Les images DWI pondérées en traces seront obtenues à b = 1000 à partir d'une séquence DTI 13-15 directions avec une résolution dans le plan de 2,5 × 2,5 mm et TR / TE = 10 s / 58 ms à 3T ou TR / TE = 10 s / 72 ms à 1.5T. Les images T2-FLAIR seront obtenues avec une résolution dans le plan de 0,94 × 0,94 mm, TR/TE=9000/120 ms et TI=2600 ms à 3T ou TR/TE=9000/140 ms et TI=2200 ms à 1,5T. (25)