Régénération hépatique avec filtration et adsorption couplées au plasma pour la détoxification extracorporelle du foie (HERCOLE)

Le CPFA permet une amélioration de la pression artérielle et de la réponse inflammatoire au cours du sepsis et de la défaillance multiviscérale. Ce système de détoxification extracorporelle a été développé pour éliminer de manière non spécifique les médiateurs plus gros lors d'une inflammation systémique avec un circuit extracorporel composé d'un filtre à plasma, d'une cartouche de résine et d'un dialyseur à haut débit. Actuellement, il est réalisé à l'aide d'un traitement modulaire à cinq pompes composé d'un filtre à plasma et d'une absorption consécutive sur une cartouche de résine hydrophobe non sélective et d'un passage final du sang reconstitué à travers un hémofiltre en polyéthersulfone à haute perméabilité, dans lequel des échanges convectifs peuvent être appliqué en mode post-dilution. Ronco et al. en 2002 ont comparé le traitement par CPFA à l'hémodiafiltration veino-veineuse continue (CVVHDF) chez 10 patients atteints de choc septique. Les patients ont subi une CPFA d'une durée de 10 heures et une augmentation de la pression artérielle et une réduction significative de la dose de norépinéphrine ont été observées par rapport à la pression artérielle et à la dose de noradrénaline obtenues avec le traitement CVVHDF. Formica et al. en 2004 a confirmé ces résultats en utilisant 100 traitements CPFA chez 12 patients atteints de choc septique avec ou sans atteinte rénale aiguë. La survie des patients à 28 jours était de 90 %, tandis que la survie après 90 jours était de 70 %. Mao et al. ont également comparé le CPFA à l'hémofiltration à haut volume et ils ont montré que le CPFA augmentait le rapport entre les cytokines anti-inflammatoires et pro-inflammatoires ; Le CPFA a amélioré l'expression de l'antigène leucocytaire humain (HLA) de classe II sur les monocytes et amélioré la réponse leucocytaire à l'inflammation en mesurant la production leucocytaire du facteur de nécrose tumorale alpha. Récemment Livigni et al. pour le compte du groupe italien pour l'évaluation des interventions en médecine de soins intensifs a réalisé un essai contrôlé randomisé sur 330 patients adultes en choc septique, 192 ont été randomisés pour avoir ajouté ou non un CPFA aux soins standard. La CPFA devait être réalisée quotidiennement pendant 5 jours, durant au moins 10 h/jour. L'essai a été arrêté car près de 50 % des patients n'ont pas pu terminer le traitement pour des raisons techniques (principalement de coagulation). L'essai a observé que les patients avec les plus grandes quantités de plasma traité semblaient avoir un avantage en termes de survie. La technique a subi de nouvelles modifications pour améliorer les aspects techniques et l'anticoagulation et un nouvel essai est maintenant en cours avec une forte dose de plasma > 0,18 litres/kg/jour.

Quant à l'élimination des toxines hépatiques, elle dépend de la capacité du système de détoxification à extraire les toxines liées à l'albumine par adsorption. L'adsorption consiste en la consolidation à la surface d'un matériau solide de molécules flottant dans un fluide après appariement du fluide avec le solide. La consolidation est due à des bornes faibles comme dans le cas de Van der Waals et des bornes hydrophobes. La sélectivité de l'adsorption se produit lorsque les molécules d'albumine passent facilement à travers le sorbant tandis que le sorbant attire les toxines transportées par l'albumine dans les pores du sorbant. Les toxines hépatiques sont souvent hydrophobes et de poids moléculaire < 1 000 daltons (bilirubine = 406 daltons, acide cholique = 283 daltons, acide chénodésoxycholique = 272 daltons). La structure de l'albumine est constituée de 3 domaines, ce qui permet un transport protéique multi-liaison. Quant à la bilirubine, sa liaison aux protéines est un mécanisme de protection physiologique pour empêcher la diffusion et la toxicité de la bilirubine libre dans les tissus humains. La quantité de production de bilirubine est d'environ 300 gr/jour. La molécule la plus étroitement liée à l'albumine est la bilirubine non conjuguée : la quantité de bilirubine non conjuguée non liée à l'albumine est < 0,1 %. La bilirubine non conjuguée est actuellement considérée comme de la bilirubine "indirecte" car elle donne une réaction indirecte avec les réactifs diazoïques standards. La bilirubine conjuguée est également liée à l'albumine mais avec une affinité réduite. La liaison albumine-bilirubine se produit au moyen de forces covalentes ou non covalentes. Les 2 sites de liaison de la bilirubine sur l'albumine présentent différentes constantes d'association (Ka). Le site primaire a une haute affinité, son Ka est de 55-68 micromol/L et il ne peut lier qu'une mole de bilirubine. Le site secondaire a une faible affinité, son Ka est de 4,4-5,0 micromol/L et il peut lier plus de 1 mole de bilirubine. Un écart entre 20 et 50 ångström entre l'albumine et le sorbant est nécessaire pour déplacer la bilirubine de l'albumine vers le sorbant.

L'efficacité du CPFA sur l'adsorption de la bilirubine est basée sur des matrices de copolymère polystyrène-divinylbenzène hydrophobes de la cartouche de résine qui ont des tailles de pores moyennes de 30 nanomètres. Harm et al. ont rapporté que le copolymère polystyrène-divinylbenzène hydrophobe de la cartouche de résine CPFA (copolymère de type B : diamètre moyen 128 microns, taille des pores 30 nanomètres et surface de 700 m2/gr de résine) lie une plus grande quantité de bilirubine que la quantité de bilirubine liée à la autres types de matrices de copolymère polystyrène-divinylbenzène testées (copolymère de type A : diamètre moyen 120 microns, taille des pores 15 nanomètres et surface de 900 m2/gr de résine ; copolymère de type C : diamètre moyen 37 microns, taille des pores 100 nanomètres et surface de 200 m2/gr de résine).

Peu d'auteurs ont évalué in vivo la capacité d'adsorption de la bilirubine de la résine styrénique neutre de CPFA. Caroléo et al. ont rapporté le premier cas d'élimination des toxines hépatiques par CPFA chez un patient atteint d'insuffisance hépatique aiguë due à un choc cardiogénique. Maggie et al. ont rapporté 2 autres cas où l'élimination de la bilirubine a été obtenue chez 2 patients présentant un retard de fonction du greffon après une transplantation hépatique. Les patients ont obtenu une réduction de 40 % de la bilirubine après 3 traitements par CPFA d'une durée de 3 heures chacun.