Oxygénothérapie hyperbare pour la régénération rénale dans la néphropathie diabétique

Contexte scientifique

Maladie rénale diabétique (DKD):

Les reins, qui sont une cible importante pour les dommages induits par le diabète, contribuent beaucoup à ce fardeau. La néphropathie diabétique (DN) est la cause la plus fréquente d'insuffisance rénale terminale dans le monde, associée à une morbidité et une mortalité accrues chez les patients diabétiques.

La pathogenèse de la DKD est relativement établie, mais moins de progrès ont été réalisés dans l'effort de guérison du rein diabétique. Les thérapies actuelles visent à contrôler la glycémie et la pression artérielle, et en particulier l'inhibition du RAS afin de prévenir le développement de l'albuminurie et la progression de la DKD. De nombreuses nouvelles thérapies apparues récemment ont offert un certain potentiel, mais aucune d'entre elles n'a eu d'effet prouvé sur la progression rénale.

Alors que le TGF beta1, le MAPK, le HIF, le VEGF et d'autres ont fait l'objet d'essais, et que les médicaments qui contrôlent chacun de ces médiateurs ont été proposés comme le médicament qui « fera le changement », ces médiateurs ne sont probablement pas la principale insulte.

L'oxygène et le rein

Les reins ne représentent que 1% du poids corporel, mais consomment plus de 10% de sa consommation totale d'oxygène. Quatre-vingt pour cent de l'oxygène est consommé par la Na/K ATPase dans le tubule proximal.

Pour la plupart des organes, la tension en oxygène des tissus est déterminée par l'équilibre entre le flux sanguin et la consommation d'oxygène des tissus. Cependant, les reins ne relèvent pas d'un calcul aussi simple, car le rein reçoit du sang pour réguler le volume et la composition du sang, et non pour son propre bénéfice.

L'augmentation du débit sanguin rénal augmente le taux de filtration glomérulaire, qui à son tour doit augmenter le taux de réabsorption du sodium, augmentant la consommation d'oxygène des tissus. L'incapacité d'augmenter la livraison sans augmenter la demande peut provoquer une hypoxie chronique. Et en effet, des études récentes utilisant l'IRM DW et l'IRM BOLD ont démontré une hypoxie parenchymateuse rénale chez les patients atteints d'IRC avec ou sans diabète.

L'hypoxie chronique est l'une des principales insultes affectant le rein diabétique, car l'hyperglycémie et l'hyperfiltration déclenchent un cercle vicieux entre l'augmentation de l'apport d'oxygène et l'augmentation de la consommation d'oxygène qui entraîne un besoin accru d'apport d'oxygène. La pseudohypoxie existe également en raison de la consommation d'oxygène mitochondriale induite par l'hyperglycémie. L'hypoxie/pseudohypoxie contribue à l'induction de TGF Beta1, MAPK, qui ont un rôle important dans ces mécanismes pathologiques.

La dissociation entre la demande et l'apport ne peut être obtenue qu'en augmentant l'apport d'oxygène à l'aide de l'oxygénothérapie hyperbare.

Oxygénothérapie hyperbare (OHB)

L'oxygénothérapie hyperbare (OHB) comprend l'inhalation d'oxygène à 100 % à des pressions supérieures à 1 atmosphère absolue (ATA) afin d'augmenter la quantité d'oxygène dissous dans les tissus corporels. Pendant le traitement HBOT, la tension artérielle O2 dépasse généralement 2000 mmHg et des niveaux de 200 à 400 mmHg se produisent dans les tissus.

Comme expliqué en détail par Efrati et Ben-Jacob, les mécanismes de réparation innés divers et puissants activés par l'OHB sont associés à la fois au niveau élevé d'oxygène dissous et à la pression élevée.

L'oxygénothérapie hyperbare est utilisée depuis des années pour le traitement des ulcères diabétiques ischémiques. La forte augmentation de l'oxygénation des tissus permet l'angiogenèse et la régénération.

Les mêmes effets sur les lésions ischémiques cérébrales ont été largement étudiés, injuriant l'amélioration de la perfusion et de la fonction après un traitement HBO.

Respirer de l'oxygène dans des conditions hyperbares élève considérablement la pression partielle d'oxygène dissous capillaire, ce qui permet une diffusion passive maximale de l'oxygène du capillaire vers les mitochondries dans tous les tissus.

L'oxygène hyperbare régule à la hausse l'expression du facteur 1alpha induit par l'hypoxie (HIF-1a). probablement via une sensation de diminution relative de l'hyperoxie à la normoxie, qui pourrait être ressentie comme une hypoxie relative. HIF-1a augmente l'activité transcriptionnelle du VEGF et la stabilité de son ARNm, améliore la perméabilité vasculaire et élimine l'œdème.

OHB et cellules souches :

L'OHB induit la mobilisation des cellules souches de la moelle osseuse. Le nombre de cellules souches en circulation augmente jusqu'à 3 à 8 fois par rapport au niveau de prétraitement. Les cellules souches mobilisées ont des concentrations plus élevées d'un ensemble de protéines régulatrices telles que des facteurs inductibles par l'hypoxie, qui, dans le modèle murin, présentent une néovascularisation améliorée.

Des études ont montré que les cellules souches mobilisées par l'OHB se concentrent sur les tissus qui ont subi des dommages et signalent un besoin de régénération, comme dans le cas des ulcères chroniques diabétiques ou des lésions liées aux radiations.

HBOT et les reins :

L'effet de l'OHB sur le rein diabétique n'a jamais été étudié chez l'homme. Cependant, peu d'études ont analysé son effet dans un modèle animal de diabète. L'oxygénothérapie hyperbare (OHB) supprime les biomarqueurs du stress cellulaire et des lésions rénales chez les souris diabétiques. Et le traitement s'est avéré sans danger pour la fonction rénale dans une autre étude avec des rats.

Le but de la présente étude est d'évaluer l'effet de l'OHB sur un large éventail de fonctions rénales et de marqueurs chez les patients atteints de néphropathie diabétique.

Méthodes

L'étude est un essai prospectif contrôlé mené à l'institut hyperbare Segol et à l'unité de recherche du centre médical Assaf-Harofeh. Tous les patients signeront un consentement éclairé écrit. Le protocole a été approuvé par le comité d'examen institutionnel d'Assaf-Harofeh.

Après avoir signé un formulaire de consentement éclairé, les patients sont invités à une évaluation de base. L'analyse de l'urine, du sang, de l'analyse des ondes de pouls et de l'IRMf sera effectuée au départ, après la période de suivi et après la période de traitement, après quoi les patients seront affectés au hasard à un suivi ou à un traitement HBOT. L'analyse indiquée ci-dessus sera répétée à la fin de la première période, puis les patients passeront soit à l'OHB, soit au suivi. Le protocole HBOT suivant sera pratiqué : 60 sessions quotidiennes, 5 jours/semaine, 120 minutes chacune, 100 % d'oxygène à 2ATA.