Corrélation entre la pression intra-abdominale, les biomarqueurs de la translocation bactérienne et les lésions de la paroi intestinale dans le syndrome de dysfonctionnement de plusieurs organes.

L'objectif du projet est d'évaluer l'impact de l'hypertension intra-abdominale, des biomarqueurs de la translocation bactérienne et des biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale sur l'évolution et les résultats de la maladie chez les patients présentant un dysfonctionnement de plusieurs organes.

Aujourd’hui, la translocation de la microflore intestinale est considérée comme l’un des mécanismes clés d’une réponse inflammatoire systémique accrue conduisant à un dysfonctionnement de plusieurs organes. En unité de soins intensifs, chez les patients dans un état grave, des modifications se développent dans divers systèmes de l'organisme, notamment le système immunitaire réagit avec la production de médiateurs pro-inflammatoires endogènes, et en raison de troubles de la microcirculation, une ischémie et une hypoxie de la paroi intestinale, aggravées par un augmentation de la pression intra-abdominale, sa perméabilité augmente, sa fonction barrière est altérée. En conséquence, les bactéries et/ou leurs endotoxines pénètrent dans la barrière intestinale endommagée et renforcent encore la réponse immunitaire, qui devient systémique et conduit finalement à un dysfonctionnement de plusieurs organes. Lorsque les processus décrits se produisent, l'évaluation du flux sanguin splanchnique devient particulièrement pertinente.

sCD14-ST (présepsine) et LBP (protéine de liaison aux lipopolysaccharides) sont étudiés comme biomarqueurs de la translocation bactérienne, et I-FABP (protéine de liaison aux acides gras intestinaux), REG3α (protéine 3α régénératrice dérivée des îlots) et Zonulin (zonuline ) sont étudiés comme biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale.

L'interaction de la protéine membranaire des macrophages CD14 avec les peptidoglycanes à Gram positif et les lipopolysaccharides des parois des bactéries à Gram négatif conduit à la production de sCD14-ST. La presepsine est un biomarqueur de la phase précoce du sepsis et un prédicteur de l'évolution chez les patients septiques.

La LBP augmente la sensibilisation des récepteurs des cellules du système immunitaire : macrophages, monocytes, neutrophiles au lipopolysaccharide bactérien, ce qui conduit à l'activation de la réponse immunitaire en libérant des médiateurs pro-inflammatoires. La LBP semble être un biomarqueur efficace pour la translocation bactérienne et le développement de complications septiques.

L'I-FABP est une protéine située sur les villosités des entérocytes matures. Une augmentation du taux d'I-FABP dans le sérum sanguin est associée à une violation de la perméabilité de la paroi intestinale, ce qui a été prouvé dans un certain nombre d'études.

Les cellules de Paneth sécrètent la protéine antimicrobienne REG3α dans l'intestin et, en cas de lésion de la paroi intestinale, elle se déplace dans la circulation sanguine. Cette protéine est un biomarqueur fiable des lésions de la paroi intestinale.

La zonuline est une protéine qui joue un rôle important dans la perméabilité de la paroi intestinale. Il ouvre les jonctions intracellulaires serrées entre les cellules du duodénum et de l'intestin grêle, ce qui entraîne une augmentation de la perméabilité de la paroi intestinale. Par conséquent, la zonuline sérique est un marqueur de dysfonctionnement et d’augmentation de la perméabilité de la barrière intestinale.

Dans les bases de données de publications (Scopus, Web of Science), il n'y avait aucun article sur l'étude de la relation entre le niveau de biomarqueurs de translocation intestinale, le niveau de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale et le niveau de pression intra-abdominale chez les patients. avec le syndrome de dysfonctionnement de plusieurs organes. Cette étude permettra une étude plus approfondie de la pathogenèse de la translocation de la microflore intestinale chez les patients atteints du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale, et permettra également d'utiliser les résultats obtenus pour prédire l'évolution de cette affection.

Dans le cadre de ce projet, pour la première fois, les niveaux de biomarqueurs de translocation de la microflore intestinale, de biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale et de la pression intra-abdominale chez les patients diagnostiqués avec un syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples seront étudiés. Détection des biomarqueurs sériques sanguins sCD14-ST, LBP, I-FABP, REG3α et Zonulin sera réalisée par dosage immunoenzymatique. Le niveau de pression intra-abdominale sera mesuré par la méthode de tonométrie dans la vessie à travers un cathéter urétral à l'aide d'un compteur invasif portable basse pression (IIND - 500/75) par Triton-Electronics LLC.

Les résultats scientifiques attendus de l'étude de la relation entre la pression intra-abdominale, le phénomène de translocation de la microflore intestinale dans la circulation systémique avec la pathogenèse et la dynamique du développement du syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples auront un impact sur l'amélioration ultérieure des tactiques de traitement. de cette pathologie. Les méthodes innovantes de diagnostic du phénomène de translocation de la microflore intestinale auront un effet positif sur le développement des diagnostics et de la science en laboratoire au Kazakhstan.

La révélation des relations entre les biomarqueurs de translocation de la microflore intestinale, les biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale et les modifications de la pression intra-abdominale permettra une étude plus approfondie des mécanismes pathogénétiques dans le développement et l'évolution du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale, en fonction de sa genèse. , ce qui permettra d'utiliser les résultats obtenus pour prédire l'issue de ce syndrome.

2.2. L'objectif du projet est d'évaluer l'impact de l'hypertension intra-abdominale, des biomarqueurs de la translocation bactérienne et des biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale sur l'évolution et les résultats de la maladie chez les patients présentant un dysfonctionnement de plusieurs organes.

2.3. Objectifs du projet:

1. Évaluer les indicateurs de biomarqueurs de translocation de la microflore intestinale et de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale dans la circulation systémique au cours du développement et de l'évolution du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale. Sur la base des niveaux critiques obtenus de marqueurs de translocation de la microflore intestinale et de marqueurs de lésions de la paroi intestinale, il sera possible de prédire les conséquences indésirables chez les patients atteints du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale.
2. Identifier les différences dans le niveau de marqueurs de translocation bactérienne de la microflore intestinale et le niveau de marqueurs de lésions de la paroi intestinale chez les patients souffrant d'hypertension intra-abdominale. Chez les patients atteints du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale, les niveaux de biomarqueurs de translocation bactérienne de la microflore intestinale et de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale dans le sérum sanguin sont en corrélation avec les indicateurs de pression intra-abdominale, quelle que soit l'étiologie de l'hypertension intra-abdominale.
3. Évaluer l'impact du niveau de pression intra-abdominale sur le développement et l'évolution du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale. Pour évaluer l'évolution du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale, un marqueur pronostique supplémentaire est la détermination du niveau critique de pression intra-abdominale.
4. Déterminer les niveaux critiques de biomarqueurs de translocation de la microflore intestinale et de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale pour prédire l'issue de maladies accompagnées du développement d'un syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples. Les niveaux critiques obtenus de biomarqueurs de translocation de la microflore intestinale et de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale seront des indicateurs significatifs dans le syndrome de dysfonctionnement multiviscérale pour prédire une issue défavorable.

3. Nouveauté scientifique et importance du projet Le syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples (MODS) est un trouble physiologique potentiellement réversible impliquant deux ou plusieurs systèmes organiques non impliqués dans le processus entraînant une hospitalisation en unité de soins intensifs (USI). Le MODS entraîne des séjours plus longs en soins intensifs et, dans les cas graves, entraîne une mortalité élevée (27 % à 100 %).

Aujourd’hui, la translocation du microbiote intestinal est considérée comme un mécanisme clé pour une réponse inflammatoire systémique accrue conduisant à un dysfonctionnement de plusieurs organes. La translocation de la microflore intestinale est la pénétration de bactéries intestinales à travers la muqueuse intestinale dans des organes et tissus internes normalement stériles [5]. En unité de soins intensifs, chez les patients dans un état grave, des modifications se développent dans divers systèmes de l'organisme, notamment le système immunitaire réagit avec la production de médiateurs pro-inflammatoires endogènes, et en raison de troubles de la microcirculation, une ischémie et une hypoxie de la paroi intestinale, aggravées par un augmentation de la pression intra-abdominale, sa perméabilité augmente, sa fonction barrière est altérée. En conséquence, les bactéries et/ou leurs endotoxines pénètrent dans la barrière intestinale endommagée et renforcent encore la réponse immunitaire, qui devient systémique et conduit finalement à un dysfonctionnement de plusieurs organes.

Une augmentation de la pression intra-abdominale affecte le diaphragme, augmentant ainsi la pression intrathoracique et contribue au développement d'une insuffisance respiratoire, d'une augmentation de la CVP et de la pression en coin, entraînant une stase veineuse dans les vaisseaux des membres inférieurs, ce qui réduit le débit cardiaque et le retour veineux, augmente la pression intracrânienne et diminue le flux sanguin viscéral dans l'intestin, les poumons, le cœur, les reins et le cerveau, ce qui contribue au développement du syndrome de défaillance multiviscérale.

Le développement d'une réaction inflammatoire systémique de l'organisme, la septicémie, est dû à une diminution de l'apport sanguin viscéral à l'intestin, due à la translocation bactérienne de la microflore intestinale dans la circulation systémique, ce qui entraîne un dysfonctionnement des organes internes. À cet égard, il est important de déterminer la translocation de la microflore intestinale, ainsi que les modifications de la perméabilité de la paroi intestinale provoquées par l'hypertension intra-abdominale.

Dans ce projet scientifique, il est prévu d'étudier les niveaux de biomarqueurs de translocation bactérienne (sCD14-ST, LBP), les niveaux de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale (I-FABP, REG3α et Zonulin) et la pression intra-abdominale chez les patients atteints de plusieurs organes. syndrome de dysfonctionnement.

L'interaction de la protéine membranaire des macrophages CD14 avec les peptidoglycanes à Gram positif et les lipopolysaccharides des parois des bactéries à Gram négatif conduit à la production de sCD14-ST [11]. La presepsine est un biomarqueur de la phase précoce du sepsis et un prédicteur de l'évolution chez les patients septiques.

La LBP augmente la sensibilisation des récepteurs des cellules du système immunitaire : macrophages, monocytes, neutrophiles au lipopolysaccharide bactérien, ce qui conduit à l'activation de la réponse immunitaire en libérant des médiateurs pro-inflammatoires [14]. La LBP semble être un biomarqueur efficace pour la translocation bactérienne et le développement de complications septiques.

L'I-FABP est une protéine située sur les villosités des entérocytes matures. Une augmentation du taux d'I-FABP dans le sérum sanguin est associée à une violation de la perméabilité de la paroi intestinale, ce qui a été prouvé dans un certain nombre d'études.

Les cellules de Paneth sécrètent la protéine antimicrobienne REG3α dans l'intestin et, en cas de lésion de la paroi intestinale, elle se déplace dans la circulation sanguine. Cette protéine est un biomarqueur fiable des lésions de la paroi intestinale et de la translocation bactérienne.

La zonuline décrite pour la première fois en 2000 par Fasano et al. c'est une protéine qui joue un rôle important dans la perméabilité de la paroi intestinale. Il ouvre les jonctions intracellulaires serrées entre les cellules du duodénum et de l'intestin grêle, ce qui entraîne une augmentation de la perméabilité de la paroi intestinale. Par conséquent, la zonuline sérique est un marqueur de dysfonctionnement et d’augmentation de la perméabilité de la barrière intestinale.

Dans les bases de données de publications (Scopus, Web of Science), il n'y avait aucun article sur l'étude de la relation entre le niveau de biomarqueurs de translocation intestinale, le niveau de biomarqueurs de lésions de la paroi intestinale et le niveau de pression intra-abdominale chez les patients. avec le syndrome de dysfonctionnement de plusieurs organes. Cette étude permettra une étude plus approfondie de la pathogenèse de la translocation de la microflore intestinale chez les patients atteints du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale, et permettra également d'utiliser les résultats obtenus pour prédire l'évolution de cette affection. Les résultats scientifiques attendus de l'étude de la relation entre la pression intra-abdominale, le phénomène de translocation de la microflore intestinale dans la circulation systémique avec la pathogenèse et la dynamique du développement du syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples auront un impact sur l'amélioration ultérieure des tactiques de traitement. de cette pathologie. Les méthodes innovantes de diagnostic du phénomène de translocation de la microflore intestinale auront un effet positif sur le développement des diagnostics et de la science en laboratoire au Kazakhstan.

Contexte scientifique sur le sujet de recherche. La translocation bactérienne de la microflore intestinale est étudiée par notre équipe scientifique depuis longtemps, tant dans le cadre d'études expérimentales que d'études cliniques. Par exemple, des biomarqueurs de translocation ont été évalués dans des modèles animaux (rats) d’obstruction intestinale aiguë par strangulation. Il a été constaté que le marqueur LBP augmentait au maximum le premier jour de l'iléus obstructif avec une diminution de la dynamique le troisième jour, le cinquième jour, le niveau de LBP dans l'occlusion intestinale obstructive était beaucoup plus élevé que dans le groupe témoin (p =0,01). De plus, il existe une relation de corrélation directe entre la lombalgie et les marqueurs de réponse inflammatoire systémique (rsp=0,434, p=0,000). Lors de l'évaluation de l'augmentation de la pression intra-abdominale chez les rats de laboratoire, une augmentation statistiquement significative du sCD14-ST dans le sérum sanguin des rats présentant tous les degrés d'hypertension intra-abdominale (p<0,01) a été révélée. De plus, une augmentation de la pression intra-abdominale, quel que soit son degré, provoque des modifications pathologiques dans les organes internes (depuis des modifications pathologiques mineures après 3 heures, comme un œdème péricellulaire et une pléthore capillaire, jusqu'à des modifications importantes après 12 et 24 heures, comme des foyers de nécrose dans le cerveau, foie, reins, poumons et cœur).

Dans des études cliniques portant sur 100 patients atteints de maladies chirurgicales aiguës des organes abdominaux (obstruction intestinale aiguë, pancréatite aiguë et cholécystite), les niveaux de marqueurs de translocation microbienne ont été évalués. Dans le même temps, une corrélation a été trouvée entre le niveau de sCD14-ST et l'augmentation de la pression intra-abdominale avant l'opération (r = 0,199 ; p=0,047) et 24 heures après (r=0,246 ; p=0,014). En outre, les niveaux de sCD14-ST ont augmenté en fonction du degré d'hypertension intra-abdominale, atteignant des valeurs maximales au 4ème degré de celle-ci. Le maintien à long terme d'une pression intra-abdominale élevée chez les patients présentant une pathologie chirurgicale aiguë contribue à la progression de l'échec multisystémique et au développement d'une septicémie abdominale.

Une évaluation clinique de l'effet des marqueurs de translocation de la microflore intestinale sur le développement de complications inflammatoires généralisées chez les patients atteints d'un cancer colorectal est en cours. À la suite de l'étude, il a été constaté que le niveau de lombalgie chez les patients atteints d'un cancer colorectal diminue de manière dynamique au 3ème jour de la période postopératoire. La diminution maximale de la concentration de lombalgie, observée dès le 3ème jour après l'intervention chirurgicale, permet de prédire l'évolution d'un syndrome de réponse inflammatoire systémique et d'un dysfonctionnement multiorganique. Le niveau de sCD14-ST chez les patients ayant reçu un traitement chirurgical pour un cancer colorectal, à son tour, a augmenté de manière significative en cas de complications d'occlusion intestinale. Il existe une relation directe entre une augmentation du niveau de cet indicateur avant la chirurgie et la probabilité de développer des complications graves, telles qu'un dysfonctionnement de plusieurs organes, une réponse inflammatoire systémique et d'autres complications infectieuses et inflammatoires. Des études antérieures menées par notre équipe de recherche sur ce sujet suggéraient une relation entre l'importance pronostique des marqueurs de translocation microbienne et la pression intra-abdominale dans une cohorte de patients présentant un dysfonctionnement de plusieurs organes.

4. Méthodes de recherche et questions éthiques Le type de recherche menée est la recherche fondamentale. La conception de l'étude est conforme aux principes de la Déclaration d'Helsinki de l'Association médicale mondiale et a été approuvée par la Commission locale de bioéthique du NJSC KMU (protocole n° 2 du 11 octobre 2022, numéro attribué n° 12). Bases cliniques à Karaganda, où le matériel biologique sera prélevé : Hôpital multidisciplinaire n°1, Hôpital clinique régional, Clinique de l'Université de médecine. Les recherches en laboratoire seront menées sur la base du Laboratoire de recherche de l'Institut des sciences de la vie du NJSC KMU.

Principales hypothèses scientifiques du projet :

1. Le niveau de marqueurs de translocation de la microflore intestinale et de biomarqueurs d'endommagement de la paroi intestinale dans le sérum sanguin est en corrélation avec le niveau de pression intra-abdominale, quelle que soit la genèse de l'hypertension intra-abdominale.
2. Les niveaux critiques de marqueurs de translocation de la microflore intestinale et de biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale peuvent être utilisés pour prédire une évolution défavorable du syndrome de dysfonctionnement multiviscérale.
3. Le niveau critique révélé de pression intra-abdominale est un signe pronostique supplémentaire pour évaluer l'évolution du syndrome de dysfonctionnement organique multiple.

Matériel de recherche. Il est prévu d'étudier les biomarqueurs de translocation bactérienne (sCD14-ST, LBP), les biomarqueurs des lésions de la paroi intestinale (I-FABP, REG3α et Zonulin) dans le sérum sanguin et mesurer la pression intra-abdominale chez 180 patients atteints du syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples.

Ensuite, les patients seront divisés en fonction du résultat en groupes avec et sans issue fatale.

Critères d'intégration : patients atteints d'un syndrome de dysfonctionnement multiviscérale de diverses origines, âgés de plus de 18 ans.

Critères d'exclusion : moins de 18 ans, femmes enceintes, patients infectés par le VIH. Le syndrome de dysfonctionnement multiviscérale sera établi selon les échelles MODS (Multiple Organ Dysfunction Score) et SOFA (Sequential Organ Failure Assessment).

Pour détecter les biomarqueurs de translocation microbienne dans le sérum sanguin, un prélèvement de sang veineux sera effectué chez les patients à trois reprises : lorsque des signes de dysfonctionnement multiviscérale sont détectés et aux 3ème et 7ème jours de son développement. Les sérums sCD14-ST, LBP, I-FABP, REG3α et Zonulin seront déterminés par ELISA sur le système robotique ELISA EVOLIS en utilisant des kits commerciaux pour chacun des marqueurs étudiés.

La mesure de la pression intra-abdominale sera effectuée chez les patients atteints du syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples via un cathéter urétral à l'aide d'un appareil électronique portable "ILPM - 500/75" (compteur invasif à basse pression) fabriqué par LLC "Triton - ElectronicS", Ekaterinbourg , RF.

Technique de mesure de la pression intra-abdominale : 50 ml de solution chaude et stérile de chlorure de sodium isotonique sont injectés dans la vessie préalablement vidée à travers un cathéter de Foley avec un ballon gonflé à l'aide d'une seringue sans aiguille. Le cathéter urétral est fixé à l'appareil de mesure. Avec la valve du cathéter urétral fermée, une valeur zéro est fixée, après quoi la valve du cathéter est ouverte et la pression intra-abdominale est enregistrée selon l'indication sur l'écran de l'appareil Traitement des résultats obtenus par des méthodes statistiques sera réalisée à l'aide du programme IBM "SPSS Statistics v.23.0" avec le calcul pour chaque indicateur de la médiane (Me), de l'écart type (SD), des quartiles inférieur et supérieur (Q25-Q75), ainsi que la proportion et la fréquence d'apparition de caractéristiques qualitatives. Les tests non paramétriques de Wilcoxon et Mann-Whitney pour les variables quantitatives et le test des 2 carrés et le test exact de Fisher pour les variables qualitatives seront utilisés. Pour identifier les relations, le coefficient de corrélation de Spearman sera utilisé et l'équivalent quantitatif de l'étroitesse de la relation des signes étudiés avec les résultats d'un dysfonctionnement d'organes multiples sera déterminé en calculant l'odds ratio (OR). Les niveaux seuils de biomarqueurs permettant de prédire l'évolution de la maladie et l'apparition de complications seront calculés à l'aide de l'analyse ROC et de la construction de modèles mathématiques - à l'aide de l'équation de régression. Dans le même temps, α=0,05, 1-β=80 %, la significativité des résultats est à p <0,05.

Risques et leurs solutions :

1. Avec une augmentation des prix des réactifs et des matériaux nécessaires en raison de l'évolution constante du taux de change, la majeure partie des achats sera réalisée au cours de la 1ère année de mise en œuvre du projet. Réduire le nombre d'études réalisées tout en maintenant une signification statistique sans pertes significatives pour le projet.
2. Lors d'un changement de lieu et de dates de congrès et de conférences avec une modification des frais de déplacement, le nombre de voyageurs d'affaires changera.

Questions éthiques. Les participants à ce projet s'engagent à respecter les principes d'éthique scientifique, les normes d'honnêteté intellectuelle, la prévention de la fabrication ou de la falsification de données, le recours au plagiat, la fausse co-auteur. La conception de l'étude est conforme aux principes de la Déclaration d'Helsinki de l'Association médicale mondiale.

L'inclusion dans l'étude ne sera réalisée qu'après obtention du consentement éclairé écrit du patient. Le formulaire de consentement éclairé du patient pour l'étude a été rédigé conformément aux recommandations de la Commission locale de bioéthique du NJSC KMU. Avant chaque enquête, les participants se verront expliquer le but et les objectifs de l'enquête, ainsi que la procédure à suivre pour la mener. Conformément aux principes de bonnes pratiques cliniques, les patients potentiellement éligibles pour participer à l'étude seront informés de leur possibilité de refuser de participer à n'importe quel stade de l'étude. De plus, l'un des critères d'exclusion sera une violation ou une limitation de la santé mentale et des capacités du patient. La collecte et le stockage des informations sur l'étude s'effectueront sous forme écrite et électronique à l'aide des programmes « Statistiques », Excel, ainsi que sur copies physiques dans le journal d'inscription. L'accès à la base de données des participants à l'étude sera fourni uniquement au responsable et aux exécutants du projet. La confidentialité des données sera protégée par le cryptage des données personnelles du sujet avec un numéro d'identification numérique.

La publication des résultats de l'étude dans le cadre du Projet se fera avec une référence obligatoire à la source de financement, indiquant le numéro d'enregistrement du projet. Pour une diffusion plus approfondie et une vulgarisation des résultats scientifiques de l'étude, une page Web sera développée sur le site Web du NJSC « Karaganda Medical University », avec une description des données de base sur le projet, avec des mises à jour régulières du contenu. Il est également prévu de diffuser les résultats du projet sur les réseaux sociaux.

Tous les résultats de recherche, les textes des rapports seront vérifiés par un groupe scientifique dans des systèmes anti-plagiat agréés. Après confirmation de la relation entre le dysfonctionnement de plusieurs organes et le niveau de marqueurs biologiques et le niveau de pression intra-abdominale, il est prévu d'obtenir des certificats de propriété intellectuelle auprès de l'Institut national de la propriété intellectuelle et l'inscription au registre national des droits sur les objets. protégé par le droit d'auteur. Les droits d'auteur seront partagés entre les membres de l'équipe de recherche en fonction de leurs contributions.