Inflammation systémique post-opératoire et interactions neuro-immunitaires (POSINI)

Les traumatismes chirurgicaux provoquent la libération de modèles moléculaires associés aux dommages (DAMP) et d'autres alarmines (par ex. boîte de groupe à haute mobilité (HMGB-1)) ciblant les récepteurs sur les cellules locales du système immunitaire inné, telles que les macrophages. Cette réponse cellulaire au traumatisme est suivie d'une libération rapide d'un éventail de médiateurs inflammatoires (par ex. facteur de nécrose tumorale alpha (TNFa), interleukine (IL)-1B, IL-6, IL-8, IL-10) dépendant de l'activation intracellulaire du facteur nucléaire kappa bêta (NF-kB). Jusqu'à récemment, on croyait que le cerveau était protégé de cette cascade de médiateurs inflammatoires principalement en raison d'une barrière hémato-encéphalique (BHE) intacte. Cependant, il existe maintenant un nombre croissant de preuves selon lesquelles une altération à long terme des fonctions cérébrales est associée à une activation induite par un traumatisme du système immunitaire inné du cerveau, avec une altération ultérieure des processus cognitifs supérieurs et un risque de démence permanente ultérieure. Pourtant, le lien entre l'inflammation systémique et les troubles cognitifs n'est pas entièrement compris.

Une étude récente a cartographié la signalisation de la périphérie au cerveau après un traumatisme chirurgical et l'impact d'un traumatisme chirurgical majeur sur le cerveau humain par imagerie par tomographie par émission de positrons (TEP) en série. Dans des séries de patients chirurgicaux, des changements profonds et biphasiques de l'activité immunitaire cérébrale après chirurgie ont été mis en évidence après une chirurgie abdominale majeure avec des signes de dépression précoce suivis d'une augmentation de l'activité immunitaire à 3 mois postopératoire. Ces modifications biphasiques de l'immunité cérébrale semblent être alignées sur des modifications simultanées de la réactivité immunitaire du sang total au polysaccharide lipidique (LPS), ce qui suggère un lien étroit entre le cerveau et les systèmes immunitaires périphériques dans la régulation de l'inflammation aiguë et des réponses immunitaires. Des travaux précliniques sur des modèles animaux chirurgicaux indiquent une perturbation de la BHE avec migration de macrophages périphériques dans le cerveau comme voie d'importance potentielle. Les preuves d'un modèle de chirurgie orthopédique chez la souris d'une activité neuro-immune hippocampique altérée induite par un traumatisme soulèvent davantage la question de savoir si les marqueurs périphériques de la neurodégénérescence S100b, la lumière neurofilamentaire (NFL), ptau, bêta-amyloïde) sont associés à un dysfonctionnement cognitif postopératoire (POCD) .

Le rôle immunorégulateur du cerveau via la voie réflexe anti-inflammatoire cholinergique (médiée par le nerf vague) a été identifié comme cible potentielle pour des stratégies de traitement immunomodulateur dans l'inflammation systémique. Nous avons en outre démontré une libération distincte de médiateurs inflammatoires du corps carotidien humain lors de l'hypoxie et l'expression de gènes liés aux médiateurs inflammatoires, suggérant un rôle potentiel du corps carotidien humain dans la signalisation immunitaire de la périphérie au cerveau. La modulation d'une voie réflexe inflammatoire dérivée du nerf vagal par stimulation électrique a récemment été appliquée avec succès dans le traitement de l'inflammation chronique chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde.

L'hypothèse est que l'activité du nerf vagal module l'inflammation systémique chez les patients après une chirurgie majeure et que cette modulation est associée aux performances cognitives dans la période postopératoire.

Avec une compréhension plus complète de la signalisation immunitaire-cerveau après un traumatisme chirurgical et de la façon dont ce schéma de réponse inflammatoire biphasique est régulé par des composants cellulaires et neuronaux, l'impact de la modulation immunitaire sur les processus clés à l'origine du dysfonctionnement cérébral induit par la chirurgie peut être exploré, et possible cibles neurales et humorales pour les traitements anti-inflammatoires pertinents établies.