La réactivité des globules blancs suite à un traumatisme chirurgical et les mécanismes de régulation associés.

Le traumatisme chirurgical provoque la libération de modèles moléculaires associés aux dommages (DAMP) et d'autres alarmes (par ex. HMGB-1) ciblant les récepteurs des cellules locales du système immunitaire inné, comme les macrophages. Cette réponse cellulaire au traumatisme est suivie par une libération rapide d'un ensemble de médiateurs inflammatoires (par ex. TNFα, IL-1B, IL-6, IL-8, IL-10) étant dépendants de l'activation intracellulaire du facteur nucléaire NF-kB. Jusqu'à récemment, on pensait que le cerveau était protégé de cette cascade de médiateurs inflammatoires principalement grâce à une barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​intacte. Cependant, il existe désormais un nombre croissant de preuves selon lesquelles une altération à long terme des fonctions cérébrales est associée à une activation du système immunitaire inné du cerveau induite par un traumatisme, 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.

Des études récentes ont cartographié la signalisation périphérie-cerveau après un traumatisme chirurgical et l'impact d'un traumatisme chirurgical majeur sur le cerveau humain par imagerie TEP en série. Dans une série de patients chirurgicaux, des changements profonds et biphasiques dans l'activité immunitaire cérébrale après la chirurgie ont été démontrés après une chirurgie abdominale majeure avec des signes de dépression précoce suivis d'une activité immunitaire accrue à 3 mois après l'opération. Ces changements biphasiques dans l'immunité cérébrale semblent être alignés avec des changements simultanés dans la réactivité immunitaire du sang total au LPS, suggérant un lien étroit entre le cerveau et les systèmes immunitaires périphériques dans la régulation de l'inflammation aiguë et des réponses immunitaires. Les travaux précliniques sur des modèles animaux chirurgicaux indiquent une perturbation de la BHE avec la migration des macrophages périphériques dans le cerveau comme voie potentiellement importante. Les preuves provenant d'un modèle de chirurgie orthopédique chez la souris d'une activité neuro-immune altérée de l'hippocampe induite par un traumatisme soulèvent en outre la question de savoir si les marqueurs périphériques de la neurodégénérescence (S100b, neurofilament léger NFL, ptau, bêta-amyloïde) sont associés au POCD.

Le rôle immunorégulateur du cerveau via la voie réflexe anti-inflammatoire cholinergique (médiée par le nerf vagal) a été identifié comme cible potentielle pour les stratégies de traitement immunomodulateurs de 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 intervention chirurgicale majeure et que cette modulation est associée aux performances cognitives dans la période postopératoire.

Avec une compréhension plus complète de la signalisation immunitaire au cerveau après un traumatisme chirurgical et de la manière dont ce modèle de réponse inflammatoire biphasique est régulé par les 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 possiblement cibles neuronales et humorales établies pour les traitements anti-inflammatoires pertinents.

Chez les patients en chirurgie abdominale, nous cartographierons la communication inflammatoire périphérie-cerveau en décrivant l'association temporelle entre la régulation cérébrale de l'immunité périphérique (c'est-à-dire les changements temporels de l'activité du nerf vagal mesurés par des mesures en série de la variabilité de la fréquence cardiaque), la réactivité sanguine répétée à LPS par provocation en série au LPS ex vivo et biomarqueurs simultanés d'inflammation et de lésions cérébrales du SNC transmis par plasma/sérum pour explorer l'impact des changements dans la fonction immunitaire systémique et cérébrale après une intervention chirurgicale sur les performances cognitives à long terme.