CARACTERISATION DES STRESS PRIMAIRES ET SECONDAIRES LIÉS AU TAKOTSUBO (MAESTRO)

Contexte et justification Le syndrome de Takotsubo (STT) est une forme aiguë et réversible de lésion myocardique souvent précédée d'un déclencheur physique ou émotionnel. Bien que le STT ait été généralement considéré comme une maladie bénigne pour sa nature réversible, il est maintenant clair que l'instabilité hémodynamique et électrique pendant la phase aiguë expose les patients à de fréquentes complications indésirables graves à l'hôpital. Cependant, la physiopathologie du STT est loin d'être complètement élucidée. Des preuves cohérentes ont démontré que les événements environnementaux vécus par la plupart de ces patients et perçus comme stressants (à la fois physiques ou émotionnels) induisent une activation cérébrale et une réponse liée au stress, avec une biodisponibilité croissante des médiateurs de stress locaux et circulants, tels que la catécholamine et le cortisol, qui s'est avéré jouer un rôle majeur dans l'étiologie du « myocarde étourdissant neurogène » responsable de cette affection clinique. Des études récentes ont renforcé l'hypothèse d'un lien exceptionnel entre le système de réponse au stress cérébral et le cœur chez les patients atteints de TTS en utilisant une approche de neuroimagerie. Les structures anatomiques fondamentales impliquées dans la réponse au stress sont le néocortex, le système limbique, la formation réticulaire, le tronc cérébral et la moelle épinière ainsi que l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien qui conduit finalement à la sécrétion de cortisol. À cet égard, des différences structurelles substantielles dans le néocortex et le réseau limbique (insula, amygdale, cortex cingulaire et hippocampe) ont été mises en évidence chez les patients TTS par rapport aux témoins sains à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle cérébrale (IRMf), ainsi qu'une hypoconnectivité. des régions centrales du cerveau détenant une fonction régulatrice du système autonome et limbique. De plus, une récente étude PET/TC a démontré qu'une activité limbique accrue précède le développement du STT et que les patients ayant l'activité la plus élevée de l'amygdale développent le syndrome le plus tôt, soutenant l'hypothèse qu'un substrat neurobiologique peut les prédisposer à ce syndrome clinique.

Fait intéressant, étant donné que le STT a été identifié chez un nombre croissant de patients hospitalisés, une hétérogénéité clinique importante est apparue parmi les personnes touchées, et des caractéristiques cliniques telles que des déclencheurs physiques ainsi qu'une maladie neurologique ou psychiatrique aiguë, des niveaux élevés de troponine et une faible fraction d'éjection se sont révélées identifier une catégorie spécifique d'individus atteints du STT à risque plus élevé de mortalité et de complications hospitalières. Par conséquent, il est apparu récemment que jusqu'à présent, deux catégories différentes de patients atteints de STT ont été décrites, avec des caractéristiques cliniques et des profils de risque différents : le STT primaire, qui affecte principalement les patients après un stress émotionnel, en l'absence de maladie coronarienne épicardique, avec une libération de troponine mineure , un dysfonctionnement ventriculaire gauche (VG) légèrement réduit et rapidement inversé et un pronostic bénin ; le second de TTS secondaire, survenant après un stress physique, en présence d'une maladie coronarienne épicardique (CAD), avec une libération importante de troponine, avec un dysfonctionnement du VG plus sévère ou persistant et associé à un pronostic plus sombre. Une hypothèse intéressante, qui reste à tester, est que seul le TTS primaire pourrait résulter d'un dysfonctionnement ventriculaire gauche réversible d'origine neurogène par l'activation de neurones originaires du système limbique qui peut provoquer une vasoconstriction réversible de la microvasculature coronarienne, tandis que le TTS secondaire peut être dû à une lésion myocardique induite directement par les catécholamines et provoquée par un déclencheur physique chez les patients atteints de coronaropathie concomitante. Cependant, les déterminants physiopathologiques du TTS primaire et secondaire n'ont jamais été étudiés jusqu'à présent, de même qu'une activation différente de l'axe cerveau-cœur dans ces deux catégories de patients atteints de TTS n'a jamais été démontrée.

Un dysfonctionnement myocardique consécutif à un facteur de stress physique a également été décrit dans la cardiomyopathie induite par le sepsis, une complication systémique bien connue de la tempête de cytokines consécutive à la réponse immunitaire de l'hôte à l'infection, qui peut affecter de manière significative le pronostic de ces patients. La dysfonction systolique ventriculaire gauche (LVSD) et la dysfonction diastolique VG (LVDD) ont été décrites dans la première période de choc septique sévère comme dans le TTS secondaire, mais à l'exception de la nature réversible de la dysfonction myocardique, les caractéristiques cliniques et échocardiographiques (par ex. anomalies cinétiques ventriculaires gauches typiques, caractéristiques électrocardiographiques et effets néfastes possibles de l'utilisation de vasopresseurs) semblaient distinguer le STT secondaire de la cardiomyopathie induite par la septicémie, suggérant ainsi une réponse systémique différente de l'hôte aux mêmes "facteurs de stress" et différents mécanismes physiopathologiques sous-jacents à ces conditions cliniques.

Les profils biochimiques des patients atteints de STT primaire par rapport aux patients secondaires sont encore largement non identifiés, et l'existence d'un profil différent associé à ces deux catégories de patients reste inconnue. Les mécanismes connus associés au développement du STT comprennent des taux élevés de catécholamines plasmatiques circulantes et de leurs métabolites. Il a été rapporté que le STT était caractérisé par un infiltrat inflammatoire de macrophages myocardiques et une augmentation des cytokines pro-inflammatoires systémiques. En effet, des études récentes ont rapporté que les patients atteints de TTS aigu avaient des niveaux élevés de cytokines pro-inflammatoires IL-6, IL-8 et CXCL1 dans le sang, cependant, à notre connaissance, aucune étude n'a jamais étudié la charge inflammatoire sur le primaire. et TTS secondaire.

Une réponse pro-inflammatoire est également connue comme un mécanisme pathogénique clé de la cardiomyopathie induite par le sepsis. En effet, les cytokines pro-inflammatoires, telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), l'interleukine-1-bêta (IL-1β) et les chimiokines activées par des modèles moléculaires associés aux pathogènes (PAMP) ont été impliquées dans la pathogenèse de la un dysfonctionnement myocardique consécutif à une septicémie, ainsi qu'un dysfonctionnement endothélial et une altération de la libération de NO dérivé de l'endothélium qui peut altérer la régulation physiologique de la distribution du flux sanguin. Il convient de noter que dans la cardiomyopathie induite par le sepsis, la réponse immunitaire altérée aux agents pathogènes conduit à une régulation négative des récepteurs β-adrénergiques et à l'atténuation de la réponse adrénergique au niveau des cardiomyocytes, à l'opposé de ce qui a été démontré dans TTS . Cependant, si différentes réponses biologiques aux mêmes facteurs de stress peuvent sous-tendre les différentes caractéristiques cliniques du STT secondaire, la cardiomyopathie induite par le sepsis et les patients atteints de sepsis/choc septique sans dysfonctionnement du myocarde n'ont jamais été étudiés jusqu'à présent.

De plus, puisque l'importance des médiateurs du stress aigu est claire, le rôle de l'exposition au stress chronique dans la pathogenèse du STT et s'il existe une différence entre les patients atteints du STT primaire et secondaire restent inexplorés. À cet égard, le cortisol capillaire est récemment apparu comme un nouveau biomarqueur de l'activité HPA à long terme, fournissant une méthode alternative pour évaluer le degré d'exposition au stress psychosocial des mois avant un événement stressant aigu. En effet, il a été montré que le cortisol, comme d'autres composants lipophiles du sérum, peut traverser les capillaires qui nourrissent le follicule par diffusion et s'incorporer au poil en croissance proportionnellement à sa concentration circulante. En effet, les cheveux poussant à une vitesse d'environ 1 cm/mois, le prélèvement de cheveux à 6 cm du cuir chevelu peut permettre d'estimer les taux de cortisol plasmatique jusqu'à 6 mois plus tôt. Par conséquent, les enquêteurs visent à déterminer si une exposition chronique différente au stress, évaluée par l'analyse du cortisol capillaire, peut jouer un rôle dans la pathogenèse du STT primaire par rapport au STT secondaire.

Justification Le TTS primaire et secondaire a montré une hétérogénéité clinique importante identifiant deux sous-types différents de patients avec des résultats et des profils de risque différents. les enquêteurs émettent l'hypothèse qu'une activation différente des structures cérébrales impliquées dans la réponse au stress aigu, ainsi qu'une exposition différente au stress chronique, peuvent sous-tendre les différents profils cliniques et de risque observés chez les patients atteints de STT primaire par rapport aux patients secondaires. De plus, les enquêteurs émettent l'hypothèse que des signatures distinctes de biomarqueurs circulants pourraient être associées à ces deux catégories de patients atteints de TTS. Par conséquent, l'identification de ces signatures spécifiques peut aider au diagnostic de ces patients et ouvrir la voie à l'identification de voies physiopathologiques spécifiques et au développement de futures thérapies. De plus, comme le TTS primaire et secondaire a montré des résultats cliniques différents, les enquêteurs émettent l'hypothèse que l'identification de ces signatures spécifiques peut aider à la stratification pronostique des patients atteints de TTS.

De plus, les enquêteurs veulent évaluer les différentes caractéristiques cliniques des patients atteints de TTS secondaire, de cardiomyopathie induite par la septicémie et de septicémie/choc septique sans dysfonctionnement du myocarde, pour voir si une réponse biologique différente au même événement stressant (infection) peut être sous-jacente différente mécanismes physiopathologiques.

Ainsi, nos hypothèses sont les suivantes :

• Une activation différente des structures cérébrales impliquées dans la réponse au stress aigu peut sous-tendre les différents profils cliniques et de résultats observés dans le TTS primaire par rapport au TTS secondaire.
• Une exposition différente au stress chronique, évaluée par le dosage du cortisol capillaire, peut prédisposer au STT primaire ou secondaire.
• Des biomarqueurs circulants plasmatiques spécifiques pourraient faire la distinction entre le TTS primaire et secondaire, aidant à identifier les mécanismes physiopathologiques sous-jacents.
• Des biomarqueurs circulants plasmatiques spécifiques pourraient faire la distinction entre la cardiomyopathie induite par le sepsis, le STT secondaire et les patients atteints de sepsis/choc septique sans dysfonctionnement du myocarde, aidant à identifier les mécanismes physiopathologiques sous-jacents.

OBJECTIFS Objectif principal L'objectif principal de l'étude est d'évaluer l'activation des structures cérébrales impliquées dans la réponse au stress aigu dans le STT primaire par rapport au STT secondaire grâce à l'analyse par tomographie par émission de positrons (TEP).

Objectifs secondaires

1. Évaluer l'exposition au stress chronique par les niveaux de cortisol capillaire dans les TTS primaires et secondaires.
2. Identifier les biomarqueurs plasmatiques circulants dans le STT primaire par rapport au STT secondaire à la fois dans la configuration aiguë et à 3 mois de suivi.
3. Déterminer si différents biomarqueurs plasmatiques circulants peuvent être identifiés dans le sepsis/choc septique sans dysfonctionnement cardiaque par rapport à la cardiomyopathie induite par le sepsis ;
4. Déterminer si différents biomarqueurs plasmatiques circulants peuvent être identifiés dans le sepsis/choc septique sans dysfonctionnement cardiaque par rapport au STT secondaire ;
5. Déterminer si différents biomarqueurs plasmatiques circulants peuvent être identifiés dans la cardiomyopathie induite par le sepsis par rapport au STT secondaire, sous-jacents à différents mécanismes physiopathologiques.

Conception de l'étude Étude interventionnelle prospective monocentrique en raison de la procédure (sans médicament ni dispositif)

Durée de l'étude L'étude durera 42 mois après l'approbation par le comité d'éthique local, dont les 24 premiers seront consacrés à la phase d'inscription, 12 au suivi et les 6 suivants à l'analyse des données et à la rédaction scientifique.

Procédures Les enquêteurs évalueront les données démographiques (c'est-à-dire l'âge, le sexe, la race), les facteurs de risque cardiovasculaire classiques, les antécédents de syndromes coronariens aigus antérieurs, les antécédents de malignité, les antécédents psychiatriques et les traitements médicaux.

Au moment de la coronarographie pour les patients atteints de TTS primaire ou secondaire et dans les 48 premières heures pour les patients atteints de septicémie ou de choc septique, des échantillons de sang artériel seront prélevés dans 1 tube Vacuette® 9 mL CAT Serum Clot Activator et 4 Vacuette® 6 mL tubes EDTA. De plus, un échantillon de cheveux de 6 cm sera prélevé pour le dosage du cortisol capillaire.

Pour les patients avec TTS primaire ou secondaire, des échantillons de sang seront prélevés par ponction veineuse avec 1 tube Vacuette® 9 mL CAT Serum Clot Activator et 4 tubes Vacuette® 6 mL EDTA également à 3 mois de suivi.

Les échantillons de sang seront immédiatement centrifugés pour obtenir des échantillons de sang total, de sérum et de plasma, puis aliquotés dans des tubes de type Eppendorf. Tous les échantillons seront ensuite conservés à -80°C jusqu'à l'analyse.

Les niveaux de biomarqueurs circulants des voies pro et anti-inflammatoires (IL-6, IL-1beta, IL-10, IL-18) seront mesurés à l'aide d'un dosage immuno-sorbant enzymatique (ELISA) quantitatif disponible dans le commerce. Les chercheurs évalueront également les niveaux d'endothéline-1 et de BDNF et enfin, les chercheurs évalueront l'expression des catécholamines et des récepteurs relatifs par le test ELISA.

Visite de suivi La participation à cette étude nécessite pour les patients atteints de TTS primaire ou secondaire, une visite de suivi à 3 mois (90 +/- 5 gg) après l'inscription pour évaluer une analyse par tomographie par émission de positrons (TEP), et au cours de la même visite , un prélèvement de sang veineux tel que décrit ci-dessus sera ensuite effectué.

Analyse par tomographie par émission de positrons (TEP) L'imagerie 18F-FDG-PET/CT sera réalisée 3 mois après l'événement aigu au Département de médecine nucléaire de la Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS à l'aide d'un scanner intégré (par exemple Biograph 64 Siemens Healthcare, Erlangen , Allemagne ou similaire). Le 18F-FDG intraveineux (370 MBq) sera administré après un jeûne nocturne. L'imagerie TEP tridimensionnelle sera réalisée après 1 h d'attente silencieuse. Un scanner non synchronisé et sans contraste sera acquis pour la correction de l'atténuation. Les structures cérébrales analysées comprendront le néocortex, le système limbique (insula, amygdale, cortex cingulaire et hippocampe), la formation réticulaire, le tronc cérébral et la moelle épinière.

L'analyse de l'activité neuronale associée au stress sera effectuée dans une analyse rétrospective à l'aide de méthodes de recherche validées par des chercheurs ignorant les données cliniques. L'absorption de 18F-FDG par l'amygdale sera mesurée en plaçant des régions circulaires d'intérêt (ROI) sur les amygdales droite et gauche et en mesurant l'accumulation de traceurs en tant que valeur d'absorption standardisée (SUV).

Les SUV moyens amygdaliens bilatéraux seront évalués à la fois en tant que moyenne et individuellement en divisant par l'absorption neurale régionale réglementaire pour générer un rapport entre l'activité amygdalienne et l'activité régulatrice (20). La principale mesure de l'activité amygdalienne (AmygA) sera dérivée en faisant la moyenne des SUV des amygdales droite et gauche, et en divisant cette valeur par la SUV moyenne du lobe temporal (TL) (20). De plus, étant donné que le cortex préfrontal ventromédian (vmPFC) sert de centre de régulation dans des conditions stressantes, l'AmygA sera également ajustée pour le SUV vmPFC moyen dans une analyse secondaire.

Calcul de la taille de l'échantillon À notre connaissance, il n'existe aucune littérature antérieure comparant les TTS primaires et secondaires. Par conséquent, cela se configure comme une étude pilote. Ainsi, aucun calcul formel de la taille de l'échantillon n'est nécessaire. Sur la base des règles empiriques communes aux études pilotes de Julious (2005), qui se réfère à 12 sujets par groupe, et sur le nombre annuel de patients TTS observés dans notre unité, les enquêteurs prévoient d'inscrire 60 patients en 24 mois, dont 15 avec TTS primaire et 15 avec TTS secondaire et, ainsi, 15 avec septicémie/choc septique et 15 avec cardiomyopathie induite par la septicémie.

Analyse statistique L'échantillon sera décrit dans ses variables démographiques, anthropométriques, cliniques, instrumentales à travers des techniques statistiques descriptives. Les variables qualitatives seront exprimées en pourcentage de fréquence absolue et relative, tandis que les variables quantitatives seront soit la moyenne et l'écart type (SD) soit la médiane et l'écart interquartile (IQR), selon le cas. La distribution gaussienne sera préalablement évaluée par le test de Shapiro-Wilk. Dans le cas de données manquantes, celles-ci seront traitées par des méthodes d'imputation de données via le package imputeR, en utilisant l'imputation multiple avec des méthodes de régression Lasso centrées sur la moyenne en cas de données quantitatives, tandis que des arbres de classification pour l'imputation par la fonction "RpartC", centrés sur la mode , qui est l'objet de classe le plus représenté, sur des données qualitatives.

Les comparaisons entre les groupes au départ seront évaluées par le test du chi carré ou le test exact de Fisher, avec l'extension de Freeman-Halton, le cas échéant, en cas de données qualitatives, tandis que les comparaisons entre les données quantitatives seront effectuées par ANOVA unidirectionnelle ou Kruskal-Wallis test. Les comparaisons par paires seront calculées soit par le test t de Student, soit par le test U de Mann Whitney. Dans ce dernier cas, en utilisant le package R "coin", le test de rang signé de Wilcoxon-Pratt sera appliqué pour traiter la présence d'égalités.

L'évaluation du critère d'évaluation principal, en termes de différences de valeurs SUV entre les TTS primaires et secondaires, sera évaluée soit par le test t de Student, soit par le test U de Mann Whitney.

Parmi les critères d'évaluation secondaires, la différence de cortisol capillaire et de biomarqueurs à 3 mois par rapport à la valeur initiale sera principalement évaluée dans les groupes individuels à l'aide du test t de Student apparié ou du test de somme des rangs de Wilcoxon pour les données appariées.

Les différences entre les groupes et au sein des groupes au fil du temps et au départ dans les biomarqueurs et les niveaux de cortisol seront davantage représentées par des "parcelles de violon", en utilisant les packages R "ggpubr", "ggstatsplot", "ggplot2", "ggprism" et "ggsignif" .

Le critère principal, ainsi que les critères secondaires visant à comparer la variation des indices susmentionnés entre les deux groupes seront effectués par des modèles linéaires à effets mixtes à mesures répétées (LMMRM), avec le package R « glmmTMB », incluant des données de résultats à long terme. -format comme variable dépendante. Les effets fixes comprendront la répartition des sous-échantillons, le temps comme variable qualitative et leur interaction, tandis que les effets aléatoires de l'identification des patients. En profondeur, les corrélations entre mesures répétées seront modélisées en utilisant soit une structure de symétrie composée, soit une matrice de covariance non structurée, sinon. Le meilleur ajustement pour les modèles sera testé par le package R "DHARMa", qui utilise une approche basée sur la simulation pour créer des résidus à l'échelle (quantiles) facilement interprétables pour les LMM ajustés et fournit un test pour la sur/sous-dispersion du modèle. Les résidus résultants sont normalisés à des valeurs comprises entre 0 et 1 et peuvent être interprétés aussi intuitivement que les résidus d'une régression linéaire.

Afin d'utiliser ces modèles sur de petits échantillons, un ajustement de type Bartlett sera effectué par rééchantillonnage bootstrap avec le package R "pbkrtest". En fait, compte tenu du fait que l'approximation de la statistique du test T du maximum de vraisemblance (LR) à la distribution du chi carré dans les grands échantillons n'est pas précise à petite échelle, la correction de Bartlett se divise par un terme de correction, avec le terme d'ajustement qui est une estimation du premier moment de la distribution nulle de la statistique T.

Les valeurs P <0,05 seront considérées comme statistiquement significatives. Des valeurs de p suggestives seront également rapportées (0,05 ≤ p < 0,10). Toutes les analyses seront effectuées avec le logiciel R, version 4.2.0 (CRAN ®, R Core 2022, Vienne, Autriche).