Inserm U970 Service de Réanimation Médicale Hôpital Saint-Antoine

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1 Inserm U970 Service de Réanimation Médicale Hôpital Saint-Antoine L'endothélium, acteur clef de l'inflammation au cours du sepsis sévère Hafid Ait-Oufella, MD. PhD.

2 Sepsis sévère : physiopathologie
Altération du tonus vasomoteur Hypotension artérielle Hypotension réfractaire aux vasopresseurs Hétérogénéité de perfusion Libération de NO Activation de la coagulation CIVD Microthromboses Saignements Inflammation Fièvre élevée Syndrome d’Activation Macrophagique Libération de cytokines, chimiokines

3 NF-B est un facteur de transcription majeur de l’inflammation
cytokines LPS Cytokines Chimiokines… Pasparalis, Nat Rev Immunol 2009

4 Activité NF-B au cours du sepsis
Bohrer, JCI 2000

5 L’inhibition de NF-B dans des modèles murins de sepsis :
- Diminue l’expression de nombreux gènes de l’inflammation (Liu, Circulation 1999) - Prévient l’hypotension artérielle (Liu, J Immunol 1997) - Empêche la dysfonction ventriculaire gauche (Haudek, Am J Physiol 2001) - Prévient l’augmentation de la perméabilité capillaire (Liu, Mol pharmacol 1999) Bohrer, JCI 1997

6 Expression ubiquitaire de NF-KB
cytokines LPS NF-B cytokines LPS Monocyte NF-B Cellule endothéliale

7 In vitro, le LPS active les HUVECs et induit NF-kB
CTR LPS 1h LPS 2h Augmentation activité luciférase (X) CTR LPS Immunocytochimie TLR2 Faure, J Immunol 2001

8 Inhibition sélective de NF-B dans les cellules endothéliales
Ye, J Exp Med 2008

9 Inhibition eNF-kB prévient l’hypotension induite par l’endotoxinémie
Ding, J Immunol 2009

10 Inhibition eNF-kB prévient l’induction iNOS
Immuhistochimie de iNOS WT eNF-kB KO Ding, J Immunol 2009

11 La voie NF-KB contrôle l’activation de la iNOS
cytokines LPS NF-B cytokines LPS Monocyte NF-B iNOS C Endothéliale

12 Sepsis sévère : physiopathologie
Altération du tonus vasomoteur Hypotension artérielle Hypotension réfractaire aux vasopresseurs Hétérogénéité de perfusion Libération de NO Activation de la coagulation CIVD Microthromboses Saignements Inflammation Fièvre élevée Syndrome d’Activation Macrophagique Libération de cytokines, chimiokines

13 Endothélium Shear stress
Hypotension artérielle hypovolémie Dysfonction ventriculaire Bas débit sanguin Endothélium a b g Shc K+ Ca2+ Akt NO MAPK R TyrK NAD(P)H Shear stress Second acteur sensible a PR et SS : RTK. 13

14 Sensibilité endothéliale au Shear stress
Intéraction forte avec le les forces mécaniques Chambre de perfusion pdt 30 heures Images en contraste de phase Aspect morphologique liée à la plasticité ? De Paola, PNAS 1999

15 C endothéliales et Shear Stress in vitro
Pompe Shear stress HUVECs 1,5 or 15dyne/cm2 600Gy 15 minutes 25000Gy 75 minutes

16 Génération des microparticules (MPs)
Activation Stimulation Apoptose Adapté de : Hugel, Physiology 2005 Zwaal and Schroit, Blood 1997

17 Shear Stress élevé inhibe la libération des MPs
MPs/ml MPs Annexin V + low high * MP/µl Ramkhelawon, unpublished data

18 Shear Stress élevé inhibe l’apoptose endothéliale
Statique Bas Shear Stress Haut Shear Stress % TUNEL * Ramkhelawon, unpublished data

19 Exploration In Vivo du Shear stress
Hansson, N Engl J Med 2005 19

20 Exploration In Vivo du Shear stress
8 semaines LDLR-/- Sacrifice 12 16 semaines FAV Sham LIG Castier, Unpublished data 20

21 Reduction de la taille des plaques après création d’une fistule
Oil red 12 16 semaines Fistule AV FAV ** Ligature *** Lig Sham 400 300 Taille plaque (m2) 200 100 Ctrl Sham Castier, unpublished data 21

22 Expression de molécules d’adhérence par l’endothélium au cours du sepsis.
ICAM-1 (foie) E-sélectine (cerveau) Injection L monocytogène voie sous cutanée, puis au bout de 2 à 8 jours sacrifice Coupe de veine hépatique L’expression des molécules d’adhésion est différente d’un organe à l’autre 24 heures après injection de LPS chez la souris Lopez, Am J Pathol 1999

23 Recrutement local de leucocytes
Steeber, Trends Immunol 2005

24 Sélectines et sepsis jours jours
L’expression des sélectines est importante pour lutter contre l’infection ! jours Probabilité de survie (%) jours Injection intrapéritonéale de pneumocoque et étude dela mortalité sur 10 jours et de l’évolution de la bactériemie Kaplan meier montre la probabilité de survie selon lle groupe Prise de sang 10 ul chaque jour et après cullture vérification de la charge bactérienne Munoz, JCI 1997

25 ICAM-1 et sepsis * * * ICAM-1 pl (ug/l)
La souris ICAM-1 KO est résistante au choc induit par LPS * * * Corrélation entre taux plasmatique d’ICAM-1 à l’admission et la gravité du sepsis Xu, J Exp Med 1994 Sessler, AJRCCM 1995

26 L ’endothélium activé recrute les leucocytes
Poumon X104/ml * Ye, J Exp Med 2008

27 Sepsis sévère : physiopathologie
Altération du tonus vasomoteur Hypotension artérielle Hypotension réfractaire aux vasopresseurs Hétérogénéité de perfusion Libération de NO Activation de la coagulation CIVD Microthromboses Saignements Inflammation Fièvre élevée Syndrome d’Activation Macrophagique Libération de cytokines, chimiokines

28 Situation physiologique
TM Glycocalyx Cellules endotheliales Cellules musculaires lisses

29 Glycocalyx

30 Situation physiologique
TF agression X VII TF VIIa/Xa TM II V Va fibrin fibrinogen IIa Glycocalyx Cellules endotheliales Cellules musculaires lisses

31 Situation physiologique
agression TFPI X VII TF TM TF VIIa/Xa V Va II IIa fibrinogen fibrin Glycocalyx Endothelial cells Smooth muscle cells

32 Situation physiologique
agression TFPI X VII PC PC TF TM TF VIIa/Xa PC V EPCR APC Va II Antithrombin heparan IIa fibrinogen fibrin Glycocalyx Endothelial cells Smooth muscle cells

33 Situation physiologique
agression TFPI X VII PC PC TF PC TM TF VIIa/Xa V EPCR APC Va II Antithrombin heparan IIa fibrinogen fibrin PAI-1 plasmin t-PA plasminogen Glycocalyx Endothelial cells Smooth muscle cells Ait-Oufella, Intensive Care Med 2010

34 Expression endothéliale du FT
In Vitro FT TFPI Basal H4 CE stimulées pendant 4 heures par TNF Szotowski, Circ Res 2005

35 Inflammation et coagulation
Marquage immunohistochimique de FT sur coupes de rein 24h après injection de LPS Basal +LPS Marquage immunofluorescence de FT sur coupes de rein 24h après injection de LPS +LPS + i NF-B Bohrer, JCI 1997

36 Inhibition spécifique de NF-B dans l’endothélium
TAT plasma (ng/ml) * CTR LPS (H4) Ye, J Exp Med 2008

37 La voie NF-KB contrôle l’expression du FT
cytokines LPS NF-B cytokines LPS Monocyte NF-B C Endothéliale

38 Microthromboses vasculaires
Biopsies cutanées chez enfants atteints de purpura fulminans Faust, N Engl J Med 2001

39 Sepsis sévère V Va PAI-1 II IIa plasmin t-PA plasminogen
TNF IL-1 LPS plasmin PC plasminogen t-PA APC PAI-1 TM EPCR Antithrombin heparan neutrophil monocyte TF TF TF TF VIIa/Xa V TF VIIa/Xa TF VIIa/Xa Va II IIa fibrinogen fibrin Ait-Oufella, Intensive Care Med 2010

40 Protéine C activée PCa cytokines LPS NF-B apoptose
- Diminution de la protéine C activée au cours du sepsis sévère : Consommation Fuite interstitielle Inhibition de synthèse et d’activation Dégradation - L’apport exogène de protéine C activée semble protectrice au cours du sepsis sévère chez l’animal et chez l’homme LPS cytokines NF-B PCa iNOS Chimiokines Mol. d’adhérence Facteur Tissulaire apoptose Sarangi, Br J Haematol 2009

41 Conclusion Inflammation Altération du tonus vasomoteur
Activation de la coagulation Inflammation

42 Rôle central de l’endothélium dans le contrôle de l’hémostase
PC PC activée TM Glycocalyx ECPR Second acteur sensible a PR et SS : RTK. Hémostase primaire Coagulation Fibrinolyse Facteur Von Willebrand Facteur Tissulaire t-PA Monoxyde d’azote TFPI PAI-1 42

43 Microparticules et SIRS
Isolation de microparticules à partir de sang volontaires et SIRS Isolation de microparticules endothéliales À, partir du sang, isolation de PN et comptage des Pn collées à des microparticules CD54 est ICAM 1 n’est pas exprimé par les plaquettes CD31 est exprimé par les CE et les plaquettes Ogura, J Trauma 2004

44 NO et shear stress ** Ctrl Sham FAV Lig Sham FAV Lig +L-NAME 44

45 Altérations structurelles endothéliales au cours du sepsis
L’injection de LPS provoque fragmentation cytoplasmique. qq minutes à plusieurs heures vacuolisation nucléaire oedème sous-endothélial contrôle sepsis Leclerc, Crit Care Med 2000

46 Libération de microparticules endothéliales au cours du sepsis
In vitro In vivo, chez l’homme CD62E Taux de EMPs sont plus élevés chez les non-survivants Szotowski, Circ Res 2005 Soriano, Crit Care Med 2000

47 Rôle central de l’endothélium dans le contrôle de l’hémostase
ECPR TM PC PC activée Glycocalyx Second acteur sensible a PR et SS : RTK. Facteur Von Willebrand Monoxyde d’azote Facteur Tissulaire TFPI t-PA PAI-1 Hémostase primaire Coagulation Fibrinolyse 47

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