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Hépatologie
Foie bioartificiel
Cours d'Hépatologie
 


 

Introduction :

La défaillance hépatocellulaire, menace vitale, à très court ou à plus long terme selon son origine, reste un défi thérapeutique.

Au cours des dernières décennies, de multiples tentatives de suppléance ont échoué.

De nombreux dispositifs ont été imaginés et testés dans des conditions cliniques, d’ailleurs très variées.

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Ces différents systèmes (hémodialyse, hémoperfusion, plasmaphérèse, échange plasmatique, circulations croisées ou perfusions sur foie isolé) n’ont pas permis d’améliorer la survie des patients.

Ces échecs sont explicables soit par des raisons immunologiques, dans le cas par exemple des perfusions de foie de porc, soit par des raisons physiologiques ou biologiques lorsque des hépatocytes isolés furent utilisés en l’absence de support convenable pour ces cellules.

En effet, ces techniques ne permettent pas de suppléer aux nombreuses fonctions métaboliques de synthèse et de transformation ou ne le permettent pas sur un temps suffisant.

Cette démarche a été rapidement supplantée par le succès incontestable de la transplantation d’organe.

Place de la suppléance hépatique :

Diverses situations cliniques menacent le pronostic vital par insuffisance hépatocellulaire :

– la défaillance hépatocellulaire aiguë critique émaillant ou terminant l’évolution d’une hépatopathie chronique pourrait profiter d’une assistance temporaire, soit afin de protéger le patient des conséquences d’une décompensation aiguë avant restauration, soit afin de l’amener à la transplantation dans des conditions plus favorables ; quoiqu’il en soit, les désordres architecturaux irréversibles, source d’hypertension portale et de carcinome hépatocellulaire, ne permettront pas de mener le patient à la guérison par cette seule assistance ;

– à titre beaucoup plus exceptionnel, certains traumatismes hépatiques majeurs pourraient bénéficier d’une suppléance temporaire ;

– des résections hépatiques extrêmes pourraient aussi être envisagées sous couvert d’une assistance temporaire, le temps de la régénération ;

– lors de la non-fonction primaire du greffon parfois observée après transplantation hépatique, une assistance temporaire, à l’instar de la transplantation rénale, autoriserait à temporiser, voire à éviter l’indication d’une retransplantation, grâce au délai ainsi permis pour attendre une reprise retardée de la fonction hépatique ; faute de cette reprise, ou de façon délibérée, cette stratégie aurait l’avantage de ne pas imposer le recours dans certaines circonstances à des greffons « limites » ;

– c’est incontestablement l’hépatite fulminante ou subfulminante qui représenterait la principale indication d’une suppléance transitoire ; d’origine toxique ou virale, elle survient sur un organe précédemment sain ; si la réanimation moderne peut suppléer aux principales défaillances biologiques engendrées par cette circonstance, elle n’est cependant pas à même de lutter contre les désordres cérébraux qui sont la principale cause de décès ; c’est sur cette indication que portera tout principalement cet exposé.

Moyens actuels d’assistance ou de suppléance :

A - TRANSPLANTATION ORTHOTOPIQUE TOTALE :

À l’heure actuelle, la transplantation hépatique orthotopique est le seul traitement qui ait prouvé son efficacité devant une insuffisance hépatique aiguë.

Cependant, il s’agit d’une intervention lourde, coûteuse, dont les taux de morbidité et de mortalité ne sont pas négligeables.

En outre, la transplantation souffre de la pénurie d’organe, aggravée dans cette indication par l’urgence de la demande.

De nombreux malades décèdent avant de pouvoir bénéficier d’un greffon disponible.

Ainsi, si le taux de réussite de la greffe à 1 an est de 68% (ce qui est bien inférieur aux 80-90 % obtenus dans d’autres indications de greffe), en réalité, en intention de traiter, prenant en compte les décès sur liste d’attente en superurgence, ce taux tombe à 57 %.

En outre, malgré le succès de la transplantation, certains malades conservent les séquelles de leur état neurologique prégreffe.

En l’absence de transplantation, 80 % des patients en état d’hépatite fulminante décèdent. Mais, malgré la mise au point de scores prédictifs, certaines transplantations sont réalisées par « excès involontaire » chez des patients qui auraient pu spontanément guérir.

À terme, le patient transplanté reste tributaire d’une surveillance médicale étroite et contraignante tandis que le traitement immunosuppresseur, qui d’ailleurs n’évite pas, parfois, la détérioration tardive du greffon, soumet le patient aux risques des nombreuses complications de l’immunosuppression prolongée.

Pourtant, dans la majorité des cas, cette greffe ne tire son indication que de la nécessité de prévenir le passage au cap critique de la détérioration cérébrale tandis que, à quelques heures ou jours près, la plupart des foies détériorés sont susceptibles de régénérer.

B - TRANSPLANTATION ORTHOTOPIQUE PARTIELLE TEMPORAIRE :

Beaucoup de ces inconvénients peuvent être contournés par la technique de la transplantation orthotopique partielle auxiliaire temporaire.

Elle permet l’abandon du greffon après régénération de la portion du foie natif laissée en place.

Intervention difficile, demandant la disponibilité et l’expertise de deux équipes chirurgicales, elle n’est pas non plus dénuée de risques immédiats.

Elle aussi est soumise aux contraintes de la disponibilité du greffon en urgence.

C - INFUSION D’HÉPATOCYTES :

Un concept très élégant vient d’être développé à Richmond, université de Virginie.

Un contingent d’hépatocytes humains, isolés à partir de greffons non retenus pour la greffe d’organe, a été infusé dans l’artère splénique par voie rétrograde à cinq patients en encéphalopathie grade III-IV.

Les hépatocytes étaient soit fraîchement isolés (un patient), soit congelés-décongelés (quatre patients).

Ils étaient testés pour leur réponse à l’induction de l’expression du gène P450. Un traitement immunosuppresseur était institué par corticoïdes et ciclosporine.

Les faits marquants de cette expérience clinique ont été :

– la diminution très significative (p = 0,0005) de l’ammoniémie ;

– la diminution ou le maintien à bas niveau de la pression intracrânienne.

Trois patients ont pu recevoir une greffe d’organe avec succès.

Un patient est décédé d’une complication hémorragique liée au monitorage de la pression intracrânienne.

Un patient est décédé des complications infectieuses abdominales préexistantes.

Cette expérience n’est toutefois pas totalement convaincante :

– le nombre d’hépatocytes transplantés paraît insuffisant (2,2 à 17 x 107), mais une infusion plus importante est-elle possible si l’on veut éviter l’hypertension portale ou la migration pulmonaire ?

– la viabilité des cellules était modeste (58 %) ;

– le nombre de patients est faible ;

– aucune des survies n’a été acquise sans le recours à une transplantation d’organe ;

– dans deux cas sur trois, la greffe d’organe a été pratiquée très précocement (j2-j3) ; dans le troisième cas (une intoxication médicamenteuse), le maintien en vie durant 10 jours est probablement un témoin de l’efficacité de la procédure, même si, durant tout ce délai, le niveau du facteur V est resté à 15 %.

D - FOIE BIOARTIFICIEL INTERNE :

Une autre démarche, encore expérimentale, consiste en un foie bioartificiel « interne » constitué d’hépatocytes allo- ou xénogéniques, contenus dans une enceinte biocompatible et implantés dans la cavité péritonéale.

Cette membrane semiperméable, constituée d’un hydrogel à porosité déterminée, assure le support à l’attachement nécessaire des cellules ainsi que leurs échanges bioénergétiques avec le milieu extérieur environnant.

La membrane constitue en outre la barrière immunitaire indispensable.

Des résultats très encourageants ont été obtenus sur le petit rongeur, l’insuffisance hépatique étant toutefois instituée quelques jours après l’implantation.

Dans le contexte de la suppléance hépatique en urgence, cette méthode se heurte à l’obstacle de la nécessité d’une période d’« installation » et de récupération fonctionnelle des hépatocytes, probablement de plusieurs jours, peu compatible avec l’impératif d’une action métabolique immédiate.

En outre, les cellules transplantées peuvent être soumises, comme le foie natif, au risque de destruction par l’agent toxique ou infectieux responsable de l’insuffisance hépatique.

Des implantations itératives pourraient donc s’avérer nécessaires. Enfin, l’application chez l’homme nécessitera une gestion du conditionnement à beaucoup plus grande échelle, dont la faisabilité reste à déterminer.

Quelques équipes, enfin, persistent depuis plusieurs années dans leur projet de mise au point d’un foie hybride bioartificiel extracorporel.

C’est ce concept qui sera développé au cours de cette présentation.

Foie bioartificiel extracorporel :

A - OBJECTIFS :

Concept d’hybride biotechnologique basé sur la réunion d’une enceinte biocompatible et d’hépatocytes isolés, son objectif principal est d’assurer la survie du patient en insuffisance hépatique, avec, ou mieux, sans transplantation.

Le second objectif est de corriger l’encéphalopathie métabolique en la réversant et, mieux encore, en la prévenant. Celle-ci, de mécanisme complexe, résulte de l’accumulation dans l’organisme de molécules toxiques.

Très certainement conséquences de la non-détoxification par un foie devenu incompétent, ces molécules de petite taille (elles sont dialysables) peuvent aussi provenir de la nécrose hépatocytaire.

Elles sont responsables d’un oedème cérébral, d’une augmentation de la pression intracrânienne et d’un ralentissement circulatoire cérébral.

Le foie bioartificiel se veut agir comme une véritable épuration extracorporelle, temporaire, instituée de façon intermittente ou continue, avec la détoxification comme objectif principal.

Ceci suppose le maintien à un niveau fonctionnel élevé d’une quantité importante de cellules durant toute la durée du traitement, soit probablement plusieurs jours.

B - CAHIER DES CHARGES :

La disponibilité permanente est la contrainte prioritaire.

Elle conditionne au premier chef le choix des cellules.

Les hépatocytes doivent être immédiatement fonctionnels et en quantité suffisante.

1- Quels hépatocytes ?

* Hépatocytes humains :

Bien que pourvus d’une concordance immunologique tissulaire, ils sont, comme tout greffon, la cible d’une réaction immunitaire de type allogénique.

Ils disposent cependant d’une concordance immunologique, biologique et physiologique à l’égard des molécules sécrétées et des récepteurs membranaires.

Leur statut viral est strictement vérifiable. Mais la source d’hépatocytes humains normaux est très limitée.

Ces cellules ne se divisent pas en culture, du moins les cellules adultes disposant de toute la maturité fonctionnelle.

Cet obstacle avait détourné les travaux vers d’autres sources.

Actuellement, les réserves sécuritaires, de plus en plus pressantes, émises à l’encontre des cellules xénogéniques, doivent faire sérieusement envisager le retour à ces hépatocytes humains.

* Hépatocytes humains transformés :

Bénéficiant d’une partie des qualités des précédentes, ces cellules, issues de lignées d’hépatoblastomes (HepG2, C3A), conservent un pouvoir illimité de prolifération en culture, rendant ainsi possible une production de masse.

Cependant, elles ne disposent pas de toutes les capacités métaboliques des hépatocytes normaux, telles que l’uréogenèse et certaines fonctions isoenzymes P-450 dépendantes, et sont considérées comme moins performantes que les hépatocytes de porc.

Surtout, sur le plan du risque oncologique, leur usage chez l’homme est éthiquement discutable. Implantées dans le secteur extracapillaire d’un bioréacteur à fibres creuses, il a été montré que des nodules de cellules tumorales avaient franchi la barrière de cette fibre à 100 kDa du seuil de coupure.

Aucun défaut mécanique n’a été décelé sur les fibres.

Ceci laisse présager qu’aussi bien des protéines issues de ces cellules, mais des cellules tumorales elles-mêmes, peuvent migrer vers le patient branché au bioréacteur.

En outre, on ne peut non plus exclure que des fragments génomiques de ces cellules ne puissent s’intégrer au génome des hépatocytes réplicatifs du foie natif.

* Hépatocytes humains immortalisés :

Autre source possible inépuisable de cellules allogéniques, ils procèdent d’une technologie expérimentale qui demandera encore plusieurs années de mise au point.

* Hépatocytes xénogéniques :

Beaucoup d’auteurs s’accordent sur l’intérêt, dans cette stratégie de production de masse et de disponibilité, du recours aux hépatocytes d’origine animale.

Le porc, bien que phylogéniquement éloigné de l’homme, apparaît comme le mieux adapté, source permanente et illimitée de très grandes quantités de cellules.

Sur le plan sécuritaire, deux préoccupations principales doivent faire l’objet d’un devoir de précaution.

L’aspect microbiologique et le risque de xénozoonoses ont motivé une réflexion d’experts à l’échelon de diverses nations mais aussi lors d’une récente conférence de l’Organisation mondiale de la santé à Genève.

Si la xénogreffe, en général, ne fait pas véritablement l’objet d’un moratoire, des recommandations très strictes ont été émises.

Par exemple, les animaux devront provenir d’élevages protégés produisant des animaux exempts d’organismes pathogènes spécifiés. En France, ces élevages sont d’ores et déjà opérationnels.

Cependant, à ce jour, des interrogations persistent sur la transmission à l’homme de rétrovirus porcins endogènes et du virus de l’hépatite E.

La seconde préoccupation est d’ordre immunologique.

Ce n’est pas tant la destruction des hépatocytes porcins par les anticorps antixénogéniques préformés du patient.

En effet, les bioréacteurs sont conçus, à des degrés d’ailleurs variés, aux fins d’immunoprotéger les hépatocytes.

Il faut en revanche craindre les possibles conséquences de l’immunisation du patient à l’encontre de molécules porcines délivrées par le bioréacteur, comme ce qui a été observé dans les perfusions croisées de foie de porc chez l’homme ou par infusion de surnageant d’hépatocytes de porc chez le rat.

Une forme indirecte de présentation antigénique a montré son importance dans certaines xénoréponses.

L’activation de cellules T pourrait produire des cytokines de type interleukine I ou tumour necrosis factor, néfastes aussi bien au patient qu’aux hépatocytes.

Quoiqu’il en soit, diverses techniques ont été décrites pour l’isolement et la purification en masse d’hépatocytes porcins viables, selon des procédures programmables et respectueuses des bonnes pratiques, et ce pour l’obtention de plusieurs centaines de milliards de cellules par animal et avec une source a priori illimitée d’animaux.

Ces hépatocytes de porc ont fait l’objet d’une évaluation très complète de leurs aptitudes métaboliques et très spécialement de leurs fonctions de détoxification.

2- Stockage des hépatocytes :

L’isolement et la purification des hépatocytes ne peuvent se concevoir que très en amont de la mise en place de la procédure clinique, ne serait-ce que pour répondre à l’urgence. Dès lors, un stockage et une préservation des cellules sont requis.

Sauf pour les hépatocytes transformés, ce qui en ferait l’intérêt essentiel, il n’est pas possible de cultiver plus de quelques jours les hépatocytes humains normaux.

Une culture plus prolongée des hépatocytes porcins semblerait possible, avec prolifération.

Néanmoins, ces cultures de masse supposent une gestion et un équipement de laboratoire considérables, susceptibles d’en limiter l’usage à grande échelle.

Leur stockage par congélation paraît mieux adapté : durée du stockage illimitée manipulation a minima des lots, traçabilité des cellules et surtout possibilité de transport sur sites cliniques.

À cet égard, la congélation et le transport du matériel cryopréservé pourraient concerner, selon sa configuration, le bioréacteur au complet, préchargé et prêt à l’emploi.

La congélation d’hépatocytes de différentes espèces a été réalisée avec succès.

La décongélation provoque cependant une perte d’environ 30 %. L’embillage dans l’alginate aurait un effet protecteur.

3- Quelle masse hépatocytaire nécessaire ?

Les données acquises par les hépatectomies élargies chez l’homme ont montré que 10 à 30 % de masse hépatocytaire résiduelle suffisaient à assurer l’autonomie fonctionnelle hépatique et la survie du patient.

Une expérience clinique de foie bioartificiel a montré que 100 g d’hépatocytes étaient aptes à réduire le niveau d’encéphalopathie.

Considérons ce besoin à une moyenne de 20 % d’un foie adulte de 1 250 g.

Il conviendrait de charger le bioréacteur avec au moins 250 g de tissu hépatique (essentiellement constitué d’hépatocytes).

La dissociation de ce tissu hépatique produit 25 X 106 hépatocytes.

Ainsi, en première approche, le bioréacteur serait chargé de 6,25 X 109 d’hépatocytes.

La dissociation d’un foie de porc de 30 kg fournit 50 à 100 X 109 cellules, soit de quoi fournir de huit à 16 bioréacteurs.

Ces données restent toutefois très théoriques car les conditions de fonctionnement des hépatocytes dans la portion résiduelle d’un foie entier sont très évidemment optimisées eu égard aux manipulations qui auront précédé la mise en action des hépatocytes isolés dans un bioréacteur.

En outre, au cours d’une hépatite fulminante, la nécrose hépatocytaire du foie natif augmente très certainement les besoins de détoxification du plasma par le foie bioartificiel.

La charge hépatocytaire du bioréacteur reste donc, à ce jour, très hypothétique.

Elle devra, à l’avenir, faire l’objet d’ajustements selon les résultats des premiers essais cliniques.

La configuration de certains des bioréacteurs déjà développés risque de n’être plus adaptée en termes de contenance.

4- Quel bioréacteur et quel support ?

La configuration d’un foie bioartificiel avec suspension cellulaire simple est désormais obsolète.

Les hépatocytes perdent toute fonction en quelques heures. Après dissociation et stockage, la viabilité et la fonctionnalité des hépatocytes doivent être maintenues pendant la période de la procédure clinique.

Ceci nécessite que dans le bioréacteur les hépatocytes disposent d’un support auquel ils doivent adhérer rapidement et durablement.

Les modèles de bioréacteur à fibres creuses réalisant des membranes capillaires ont été les premiers développés dès lors que le principe d’immobilisation et d’attachement des hépatocytes a été acquis.

Une enceinte ouverte par deux ports contient une multitude de fibres creuses indépendantes et elles-mêmes ouvertes à deux ports.

Dans les modèles de UCLA, de Houston et de Providence, les hépatocytes occupent le secteur extracapillaire et le perfusat circule dans le secteur intracapillaire ; les hépatocytes se fixent soit directement sur ces fibres, soit à la surface externe de microporteurs qui se présentent sous forme de microbilles constituées de collagène-dextran.

Les hépatocytes transformés utilisés dans le modèle de Houston sont maintenus en culture dans le bioréacteur jusqu’à usage thérapeutique.

Dans le modèle de Minneapolis, le perfusat circule en extracapillaire et les cellules occupent le secteur intracapillaire ; ici, les hépatocytes sont immobilisés en tridimensionnel dans un gel de collagène.

Ce système de fibres creuses microporeuses crée une séparation semi-perméable entre le sang ou le plasma ciculants et les hépatocytes.

La porosité est adaptée aux exigences biologiques du système.

Ce cut-off fixe la taille des molécules susceptibles de traverser.

Plus cette membrane est sélective, notamment à l’égard des immunoglobulines (150 kD), plus le volume traité dans le compartiment hépatocytaire (transfert de masse) est réduit.

La circulation transmembranaire de ces systèmes est donc réduite.

Le modèle allemand de Berlin, plus élaboré, entrecroise de façon indépendante, dans un conteneur thermostaté, quatre réseaux de membranes capillaires installées en faisceaux et entre lesquels sont répartis les hépatocytes.

Ceux-ci s’attachent à la paroi de ces fibres et se distribuent en tridimensionnel sous forme d’agrégats dans le secteur extracapillaire.

Chacune des multiples fibres creuses, par spécialité, ne concerne qu’un lot réduit d’hépatocytes et chaque groupe d’hépatocytes a dans son environnement proche les quatre spécialités de fibres : les deux premiers réseaux sont celui du inflow et celui du outflow du perfusat ; le troisième assure l’apport en oxygène ; le dernier sert d’habitat à une coculture de cellules endothéliales sinusoïdales.

Le bioréacteur ainsi préparé sert de support de culture jusqu’à usage thérapeutique.

Celle-ci a pu être maintenue jusqu’à 30 jours avec des hépatocytes de porc.

L’avantage immédiatement évident de ce modèle sur les précédents est sa grande contenance puisqu’il est susceptible d’accueillir 700 g d’hépatocytes.

Le modèle néerlandais d’Amsterdam associe dans l’enceinte :

– une matrice 3D spiralée accueillant les hépatocytes ;

– un réseau de membranes capillaires distribuant l’oxygène et rejetant le gaz carbonique ;

– un secteur extracapillaire de distribution du perfusat, lequel est donc en contact avec les hépatocytes. Ici encore, les hépatocytes de porc sont entretenus en culture dans le bioréacteur.

On peut s’interroger sur l’incidence de ce contact dans un système allo- ou surtout xénogénique, ce que les auteurs n’ont pas encore testé.

Un dernier projet, préalablement testé dans un modèle de déficit enzymatique, s’affranchit des coûteux bioréacteurs à fibres creuses et de leurs multiples limites. Une enceinte thermostatée est chargée d’hépatocytes allo- ou xénogéniques préalablement immobilisés dans des microbilles d’alginate.

Ce gel stable assure un excellent support tridimensionnel.

Il sert de membrane microporeuse qui permet tous les échanges métaboliques souhaitables ainsi qu’une parfaite immuno-isolation (cut-off entre 50 et 60 kDa).

Chaque microbille de 1 mm de diamètre contient environ 800 à 1 000 hépatocytes.

Les billes chargées des hépatocytes sont fabriquées par coextrusion.

De façon certes encore artisanale, plus de 500 mL de billes sont produites en 10 minutes.

Après l’isolation et l’embillage, les cellules sont stockées par congélation.

Cette cryopréservation des hépatocytes ainsi conditionnés préserve les fonctions hépatocytaires à un niveau élevé.

Grâce à une large trappe d’accès, le bioréacteur peut être très aisément chargé.

Il peut contenir jusqu’à 1 000 mL de billes soit environ 10 X 109 hépatocytes, donc une « puissance biologique » considérable.

Les billes d’alginate sont en suspension dans un flux pluridirectionnel de plasma.

La circulation s’effectue par cycles où se succèdent des phases de quelques minutes, alternant remplissage, brassage puis vidange avec retour au patient du plasma traité.

La séparation plasmatique est réalisée en continu grâce à un dispositif par centrifugation (Cobe- Spectra).

Un système de réserve volumique est interposé entre le séparateur et le bioréacteur afin de réguler et d’équilibrer les entrées et sorties du patient.

5- Quel perfusat, sang total ou plasma ?

Des arguments plaident en faveur de l’usage du sang total :

– réduction de coût ;

– réduction du « volume mort » nécessaire au remplissage des différentes tubulures et enceintes ;

– simplification du circuit. Les avantages du plasma sont, à l’inverse, multiples :

– réduction de l’hémolyse et de la consommation plaquettaire ;

– baisse des besoins en anticoagulant (chez des patients dont l’hémostase est déjà défaillante) ;

– augmentation des débits de perfusion du bioréacteur par recirculation du plasma, sans augmentation des débits de sang total dans le séparateur plasmatique ;

– meilleure adéquation entre optimisation de la détoxification plasmatique (en volume par unité de temps) et gestion de l’hémodynamique précaire du patient ;

– absence de contact intercellulaire entre hépatocytes et cellules immunocompétentes du receveur.

6- Quelle durée de traitement ?

Trois critères vont conditionner ce paramètre.

* Longévité des cellules dans cet environnement artificiel :

Dans les différents modèles développés, ce paramètre reste mal évalué.

Les fonctions de détoxification des hépatocytes, après leur séjour dans le bioréacteur et au décours d’une procédure thérapeutique, clinique ou expérimentale sont peu approfondies dans les publications.

Dans le modèle d’hépatocytes en billes d’alginate, testé avec des hépatocytes de porc sur un animal de même espèce, ces fonctions sont préservées après 12 heures de procédure (données personnelles).

* Effets secondaires ou délétères :

Ces effets, notamment dans un système xénogénique, pourraient s’avérer durée-dépendants.

Immunisation antiprotéines de porc, libération de cytokines, consommation de facteurs de coagulation, retentissement hémodynamique d’une séparation plasmatique prolongée, etc, relèvent des critères d’évaluation des essais de phase I.

Ces données manquent ou restent partielles dans les travaux publiés à ce jour.

C’est dans ce souci d’efficacité et de précaution que la stratégie de séances à durée limitée (6 heures) et éventuellement répétitives a été privilégiée par certains.

Dans deux essais cliniques (et Gerlach, données non publiées), un traitement prolongé en continu, respectivement 18-38 heures et 3-72 heures jusqu’à disponibilité d’un greffon, a été appliqué, sans changement de bioréacteur et sans effet secondaire notable.

* Objectifs :

Le traitement répond à deux objectifs : soit attendre, dans des conditions de survie, un greffon de bonne qualité, soit attendre la régénération hépatique.

Dans le premier cas, la durée du traitement est exceptionnellement supérieure à 72 heures.

En revanche, les délais de régénération d’un foie en nécrose aiguë sont imprévisibles.

L’évolution de la fonction hépatique, du stade de la menace vitale immédiate jusqu’à sa restauration, doit faire envisager le recours au foie bioartificiel pendant probablement plusieurs jours.

Nombre de malades en hépatite fulminante décèdent dans des délais inférieurs à 72 heures, faute de greffon donc de régénération.

En outre, chez les patients qui ont bénéficié d’un greffon partiel auxiliaire, plusieurs semaines sont nécessaires avant de pouvoir retirer ce greffon. Serat- il possible de maintenir les patients sous foie bioartificiel pendant ces délais ?

C - ESSAIS IN VIVO CHEZ L’ANIMAL :

L’évaluation de ces procédés sur des modèles animaux est restée curieusement très modeste.

Cette démarche en termes de faisabilité et d’innocuité a été approchée très incomplètement.

Sur le plan de l’efficacité, les expérimentations ont été imparfaites en termes de méthodologie et très insuffisantes en termes de critères de jugement.

Il est vrai que, en ce domaine, le principal obstacle est la quasiimpossibilité de modéliser expérimentalement chez l’animal, petit rongeur ou gros mammifère, une insuffisance hépatique aiguë (fulminante ou subfulminante) superposable à celles observées chez l’homme.

Il convient, en effet, de conjuguer un taux de mortalité élevé et une capacité de régénération spontanée.

1- Modèle UCLA :

– Comparaison de sept chiens traités et de six contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë ischémique.

– Bioréacteur à fibres creuses chargé d’hépatocytes de porc sur microporteurs, en extracapillaire.

– Différence significative (p < 0,05) en termes d’ammoniémie et de temps de Quick.

– Aucune évaluation ni de l’encéphalopathie (animaux sous anesthésie) ni de la survie (sacrifice après 6 heures de traitement).

2- Modèle Houston :

– Comparaison de cinq chiens traités et de huit contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë toxique (acétaminophène).

– Bioréacteur à fibres creuses chargé d’hépatocytes transformés, en extracapillaire.

– Décès de tous les animaux contrôles entre 32 et 48 heures et d’un seul des cinq traités.

3- Modèle Minneapolis :

– Comparaison de cinq chiens traités et de cinq contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë toxique (galactosamine).

– Bioréacteur à fibres creuses chargé d’hépatocytes de porc, en intracapillaire dans un gel de collagène.

– Aucune survie après 36 heures dans le groupe contrôle contre 80 % à 47 heures dans le groupe traité.

4- Modèle Providence, Rhode Island :

– Comparaison de 11 lapins traités et de 13 contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë toxique (galactosamine).

– Bioréacteur à fibres creuses chargé d’hépatocytes de lapin, en extracapillaire.

– Différence peu significative dans le délai de survenue de l’encéphalopathie (p < 0,06), plus significative dans l’absence d’encéphalopathie après 50 heures (p < 0,03) et modeste dans la survie après 80 heures : 36 % versus 10 % (p < 0,04).

5- Modèle Amsterdam :

– Comparaison de six rats traités et de huit contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aigüe ischémique.

– Bioréacteur à réseaux de fibres creuses, chargé d’hépatocytes de porc sur matrice extracapillaire hélicoïdale.

– Survie significativent améliorée dans le groupe traité : 11,3 ± 2,4 heures versus 5,2 ± 1,9 heures (p < 0,001).

6- Modèle Berlin (travaux non publiés) :

– Comparaison de quatre porcs traités et de trois contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë par hépatectomie.

– Bioréacteur à réseaux de fibres creuses, chargé d’hépatocytes de porc en extracapillaire.

– Prolongation de survie dans le groupe traité : 47,8 ± 8 heures versus 17,3 ± 9 heures.

7- Modèle Rennes (travaux non publiés ; résultats des étapes d’optimisation du bioréacteur et de la masse hépatocytaire) :

– Comparaison de porcs traités et de contrôles dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë ischémique.

– Bioréacteur à suspension de billes d’alginate, chargé d’hépatocytes de porc.

– Maintien à niveau normal de la pression intracrânienne au-delà de 13 heures (versus 9 heures).

D - PREMIERS ESSAIS CHEZ L’HOMME :

1- Modèle «Hepat-Assist » de UCLA :

Chaque cartouche était chargée de 4 à 6 X 109 hépatocytes de porc congelés. Les scéances duraient de 6 à 7 heures ; elles se répétaient jusqu’à obtention d’un greffon.

Tous les patients ont bien toléré le traitement dont l’efficacité a été jugée sur :

– l’amélioration de l’état neurologique ;

– la baisse de la pression intracrânienne (p < 0,005) ;

– la baisse de l’ammoniémie (p < 0,03).

En 1997, l’expérience de cette équipe comportait 31 cas (incluant les sept premiers).

Les patients inclus dans l’étude ont été répartis en trois groupes :

– groupe I : 18 malades en hépatite fulminante répondant aux critères de transplantation élective, dont quatre étaient victimes d’une intoxication au paracétamol ;

– groupe II : trois patients en non-fonction primaire du greffon ;

– groupe III : dix patients en décompensation aiguë sur hépatopathie chronique et ne répondant pas aux critères de transplantation en urgence.

Cinquante-quatre séances de 6 à 7 heures ont été dispensées.

Dans le groupe I, 16 patients ont pu être transplantés, un est décédé d’une pancréatite aiguë associée, un a suvécu sans transplantation.

Dans le groupe II, les trois patients ont été retransplantés. Dans le groupe III, huit patients sont décédés à échéance et deux ont pu être conduits jusqu’à une transplantation.

La seule réalité objective de ce traitement fut la baisse de la pression intracrânienne et l’amélioration de la pression de perfusion cérébrale.

De façon moins significative, une baisse de l’ammoniémie fut observée.

Au terme de ce travail, les auteurs annonçaient l’initiation d’un essai contrôlé, sans résultat publié à ce jour.

Ce modèle a été également testé par une équipe française sur huit patients.

Chaque patient a été branché au foie bioartificiel pour une période de 6 heures chaque jour, jusqu’à obtention d’un greffon.

Respectivement, trois, trois et deux patients ont bénéficié de une, deux et trois scéances.

L’effet le plus positif fut l’amélioration du score de Glasgow (7 à 10) et de l’ammoniémie (125 à 100 ímol/L) mais seulement au décours de la première scéance.

Toutefois, quelques accidents hémorragiques ont été déplorés.

Les huit patients ont été transplantés.

Un patient est décédé le lendemain d’un accident hémorragique en rapport avec la prise de pression intracrânienne.

2- Modèle « Hepatix » de Houston (200 g d’hépatocytes transformés C3A) :

Il a fait l’objet de deux études cliniques distinctes : l’une par les inventeurs du modèle, l’autre à l’occasion d’un essai contrôlépilote par l’équipe du King’s College de Londres.

La première série a comporté 11 patients traités entre 1991 et 1994.

Dix étaient victimes d’une hépatite fulminante et un patient était anhépatique au décours d’une non-fonction primaire après transplantation.

Aucun effet délétère du traitement ne fut observé.

Il n’est fait mention dans ces travaux que de très peu de données chiffrées témoignant de l’efficacité thérapeutique.

L’étude du King’s College a inclus 24 patients pendant 1 an.

Il s’est agi de 12 femmes et de 12 hommes, âgés de 14 à 65 ans (moyenne 30 ans).

Les patients ont été distingués en deux groupes selon leur état clinique à l’entrée dans l’étude : groupe I, patients ne rassemblant pas les critères de transplantation, avec des chances de guérison entre 30 et 50 % ; groupe II, indication à une transplantation en urgence.

Chacun des deux groupes a fait l’objet d’une séparation entre patients du lot traité et ceux du lot contrôle.

Aucune différence significative n’a été notée entre groupe traité et groupe contrôle, ni en survie, ni en critères cliniques, ni en critères biologiques.

Les 17 patients victimes d’une hépatite fulminante au paracétamol ont fait l’objet d’une analyse distincte.

Sans être statistiquement significatif, l’effet sur l’encéphalopathie semble se manifester dans le groupe traité : sept des huit patients ont amélioré ou stabilisé leur encéphalopathie contre trois sur neuf dans le groupe contrôle.

3- Expérience berlinoise :

Elle a concerné six patients qui, à ce jour, n’ont pas fait l’objet de publication.

Conclusion :

Concept séduisant, le foie bioartificiel extracorporel demeure à ce jour du domaine expérimental. La configuration du dispositif demande à être optimisée.

Le choix des hépatocytes, le contrôle et le maintien de leurs fonctions doivent faire l’objet d’une meilleure évaluation.

Leur disponibilité et leur stockage doivent répondre à l’objectif d’une gestion à grande échelle.

Des laboratoires de thérapie cellulaire vont devoir être conçus afin d’assurer transfert et développement de l’étape de recherche à celle de la pratique clinique.

Il conviendra, en effet, de traiter ces dispositifs médicaux selon les recommandations des bonnes pratiques et en assurant un contrôle de qualité et une veille sanitaire.

Cette innovation thérapeutique n’a été, curieusement, que très peu validée expérimentalement sur le gros animal. Les quelques essais cliniques paraissent anticipés.

À ce propos, les patients publiés à ce jour, même récemment, ont été traités il y a déjà plusieurs années, sans séries récentes.

Ceci signifierait-il que certains projets ont été ou pourraient être abandonnés, tels quels, ou profondément modifiés ?

Cette démarche novatrice, si elle reste encore hypothétique, semble toutefois devoir aboutir comme en témoignent beaucoup d’indicateurs issus de la recherche.

À ce jour, le fait clinique le plus notable relevé dans les quelques études de phase I-II est une tolérance satisfaisante sur de brèves périodes.

La procédure systématiquement interrompue dès la disponibilité d’un greffon ne permet pas de démontrer avec certitude un possible effet de suppléance hépatique.

Dans ces premières approches cliniques, l’objectif principal (et parfois un peu ambigu) était d’assurer un relais avant qu’une transplantation ne soit possible.

Dorénavant, si l’on veut prouver l’efficience de ces dispositifs, les essais cliniques devront répondre aux exigences d’une méthodologie rigoureuse. Dans le cadre de l’hépatite fulminante, indication de référence, il conviendra de prendre en compte l’incertitude évolutive spontanée de cette pathologie.

L’objectif principal et les éventuels objectifs secondaires devront être clairement annoncés.

Pourtant, on peut pressentir que cet objectif principal ne sera évident ni à formuler ni à valider.

Sera-ce le seul succès d’un relais avant la transplantation, ce qui pourrait en réduire les mérites potentiels ?

À l’inverse, pourra-t-on éthiquement, devant une efficacité évidente, et refusant un greffon, prolonger l’épuration extracorporelle, jusqu’à la limite soit de la guérison, soit de la transplantation devenue à nouveau nécessaire ?

Si cette efficacité était prouvée, avec mais surtout sans transplantation, la méthode pourrait susciter des essais concernant d’autres causes d’insuffisance hépatique.

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