Les modèles précliniques de mammifères, y compris les porcs et les
souris, sont capables de respirer par l’intestin, ce qui peut offrir une
voie supplémentaire d’administration d’oxygène aux patients qui ont
besoin d’une assistance respiratoire.
Asuka Kodaka, YCU
Vles ventilateurs, des machines qui
forcent l’air dans les poumons, peuvent sauver la vie des patients qui
ne peuvent pas respirer par eux-mêmes en raison d’une blessure ou d’une
maladie. Mais ils peuvent aussi provoquer des lésions pulmonaires en
raison de la forte pression qu’ils exercent. De plus, le nombre de
ventilateurs est limité, ce qui a notoirement créé des pénuries
critiques pendant la pandémie de COVID-19.
Dans une étude publiée aujourd’hui (14 mai) dans Avec, les
chercheurs présentent une voie d’oxygénation alternative : par l’anus.
Ils ont introduit de l’oxygène sous forme gazeuse ou liquide dans les
intestins de souris et de porcs ayant subi une asphyxie ou des
conditions de faible teneur en oxygène et ont montré que les animaux
survivaient beaucoup plus longtemps que ceux sans traitement.
«Je n’ai jamais lu ou pensé à la ventilation utilisant le système
entéral», explique Divya Patel, médecin pulmonaire et de soins intensifs
au Collège de médecine de l’Université de Floride qui n’a pas participé
au travail. « Les ventilateurs mécaniques sont un pont. Ils nous font
gagner du temps pour que le corps guérisse, [but] le problème avec eux,
c’est qu’ils causent également des lésions aux poumons eux-mêmes »,
explique-t-elle. Ces auteurs sont « vraiment ouverts d’esprit et
sortent des sentiers battus ».
Je n’ai jamais lu ou pensé à la ventilation à l’aide du système entéral.
—Divya Patel, Faculté de médecine de l’Université de Floride
Takanori Takebe, qui est affilié à l’hôpital pour enfants de
Cincinnati, à l’université médicale et dentaire de Tokyo et à
l’université de la ville de Yokohama, se concentre généralement sur la
manipulation de cellules souches pour faire croître des organes humains
fonctionnels dans une boîte de Pétri. Mais il y a trois ans, son père,
qui souffre d’une maladie pulmonaire chronique, a développé un syndrome
de détresse respiratoire aiguë (SDRA) – une complication pulmonaire qui
peut être mortelle et est courante chez les patients atteints de
COVID-19 sévère – et devait être ventilé. Son père a survécu, mais
l’expérience a impressionné Takebe à quel point les traitements de
l’insuffisance respiratoire sont limités.
« La norme de soins est vraiment préjudiciable à la fonction
pulmonaire native », dit-il. Son père a maintenant une fonction
pulmonaire compromise, ce qui n’est pas rare chez les patients qui ont
été ventilés, en particulier pendant une période prolongée. « J’ai
réalisé que nous avions besoin de différentes manières de soutenir la
respiration sans engager le poumon natif », ajoute-t-il.
Takebe et son équipe ont fait quelques lectures et ont appris que de
nombreux organismes, y compris les poissons comme les loches et les
arthropodes, utilisent des organes comme la peau et les intestins pour
acquérir de l’oxygène. Pour déterminer si les mammifères ont de telles
capacités, ils ont commencé avec des souris. Les souris ayant reçu de
l’air hypoxique par la trachée ont survécu en moyenne 18 minutes lorsque
les chercheurs ont introduit de l’oxygène gazeux dans leurs intestins
via leur anus, mais seulement environ 11 minutes sans. Lorsque les
chercheurs ont abrasé la muqueuse intestinale avec une brosse, puis
introduit de l’oxygène gazeux, la plupart des animaux ont survécu
pendant au moins 50 minutes.
“Lorsque vous appliquez des conditions hypoxiques létales à la souris
et que vous fournissez de l’oxygène par voie entérale, la survie a
doublé en termes de temps”, explique-t-il. “Cela nous donnera beaucoup
plus de temps pour gérer la maladie et faire le pont jusqu’à ce que le
traitement soit disponible.”
Ensuite, les chercheurs ont essayé une méthode plus réalisable que
d’abraser la muqueuse de l’intestin et de pomper du gaz : introduire un
liquide oxygéné connu sous le nom de perfluorocarbure par l’anus. Dans
des études cliniques précédentes, des perfluorocarbures transportant de
l’oxygène dissous ont été administrés directement dans les yeux et les
vaisseaux sanguins humains, ainsi que dans les voies respiratoires des
nourrissons prématurés pour aider à réduire les lésions pulmonaires.
Les chercheurs ont infusé du perfluorocarbure chargé en oxygène ou une
solution saline à travers le rectum de souris dans une chambre à faible
teneur en oxygène. Les animaux qui ont reçu le liquide oxygéné ont
montré des améliorations de la pression d’oxygène dans leur sang et
étaient plus actifs après leur perfusion de perfluorocarbone que les
souris qui ont reçu une solution saline.
Ensuite, l’équipe a testé la stratégie du liquide oxygéné chez des
porcs anesthésiés, qui partagent plus de physiologie avec les humains
que les souris. Ils n’ont utilisé un ventilateur que cinq ou six fois
par minute pour induire une insuffisance respiratoire non létale, puis
ont sauvé les porcs de l’hypoxie avec une administration semblable à un
lavement de perfluorocarbone chargé d’oxygène et n’ont observé aucun
effet secondaire évident. Pour tester davantage la sécurité, ils ont
fait des infusions de perfluorocarbure dans les intestins de rats. Les
rats n’étaient pas déshydratés, n’avaient pas de diarrhée et les niveaux
de marqueurs de toxicité organique étaient identiques ou inférieurs à
ceux observés chez le témoin salin.
Le réseau vasculaire est marqué en violet dans cette image d’un
intestin de souris disséqué. Takebe et ses collègues émettent
l’hypothèse que l’intestin des mammifères donne accès à ce réseau de
vaisseaux sanguins pour les échanges gazeux potentiels.
Yosuke Yoneyama et Akiko Kinebuchi, TMDU
Ces découvertes sont “un exemple d’évolution bricolant avec un
système qui a probablement évolué dans un autre but – c’est-à-dire
digérer les aliments et déplacer les nutriments dans le corps – puis
coopter ce système pour faire quelque chose d’autre qui est vraiment
utile pour le organisme », explique Art Woods, biologiste à l’Université
du Montana. Il n’était pas impliqué dans la nouvelle étude, mais dans
un article de 2017 qui l’a inspirée, il a montré avec des collègues que
les araignées de mer utilisent leurs entrailles pour transporter
l’oxygène. “C’est assez intelligent de faire cela d’une manière
interventionnelle, en tant que technique médicale”, ajoute-t-il.
Sur la base de l’approbation préalable des perfluorocarbures par la
Food and Drug Administration des États-Unis pour d’autres indications,
« nous sommes très optimistes quant à la sécurité [and] tolérabilité
dans les applications humaines », explique Takebe. Lui et ses collègues
forment une start-up pour mener d’autres analyses de sécurité
précliniques et également évaluer davantage de modèles de maladies
animales. Il dit qu’ils espèrent commencer les essais cliniques l’année
prochaine, mais prévient qu’il n’est pas encore clair si l’amélioration
de l’oxygénation via cette méthode serait utile chez les patients
atteints de coronavirus. “COVID-19 ne concerne pas seulement le SDRA ou
un problème d’oxygénation pulmonaire, mais il existe un certain nombre
de pathologies différentes impliquées”, explique-t-il.
« Comprendre le mécanisme aiderait à encourager les gens à l’adopter
et à faire des recherches plus approfondies à ce sujet », explique
Patel. Les autres prochaines étapes consistent à étudier l’efficacité
de la stratégie dans un modèle de type SDRA ou pneumonie, ainsi qu’à
examiner davantage la sécurité de cette application de perfluorocarbures
chez l’homme, ajoute-t-elle. Si la technique s’avère efficace et sûre,
cela « pourrait potentiellement être un moyen d’éviter le ventilateur
mécanique ou de pouvoir le régler à des réglages très bas, afin que vous
ne causiez pas cette lésion pulmonaire induite par le ventilateur ».
REF.: https://www.flipset.fr/2021/07/02/les-mammiferes-peuvent-utiliser-leurs-intestins-pour-respirer/
R. Okabe et al., « La ventilation entérale chez les mammifères améliore l’insuffisance respiratoire », Avec, doi:10.1016/j.medj.2021.04.004, 2021.
