Gabriel Saiydoun1,2, Nguyen Tran2, Yihua Liu1,2,3, Guillaume Gauchotte4, Aude Falanga2, Vanessa Marie2, Arnaud Olivier5, Frédérique Groubatch2, Céline Gu6, Pierre-Yves Marie2,6, Pablo Maureira1,2
1. Service de chirurgie cardiaque et transplantation, CHU de Nancy
2. School of Surgery, Inserm, U1116, université de Lorraine, Nancy
3. Service de chirurgie cardio-thoracique, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Wuhan, Chine
4. Service d’anatomie et cytologie pathologique, CHU de Nancy
5. Service de cardiologie, CHU de Nancy
6. Service d’imagerie médicale, CHU de Nancy
Objectif : La pression intraventriculaire gauche et la surcharge volémique ont été proposées comme principaux facteurs influençant le remodelage cardiaque. La réduction du travail myocardique par décharge ventriculaire pourrait avoir des effets favorables sur le métabolisme cellulaire favorisant la récupération myocardique et donc le remodelage inverse. Cependant, l’incertitude demeure quant à l’impact précis de la décharge ventriculaire prolongée capable d’induire une atrophie myocardique, mettant en péril la récupération cardiaque. Dans cette étude, nous proposons de comparer l’impact de la décharge ventriculaire gauche totale et partielle sur le métabolisme et la fonction myocardique en utilisant deux modèles de transplantation cardiaque hétérotopiques chez le rat.
Méthode : Des rats mâles adultes Lewis syngéniques ont bénéficié d’une transplantation cardiaque (n = 15) et cardiopulmonaire (n = 10) hétérotopique représentant respectivement le modèle de décharge ventriculaire gauche totale et partielle. Une série d’échocardiographies, TEP-18 FDG et mesures de pression-volume a été réalisée pour évaluer respectivement la morphologie, le métabolisme du glucose et la performance hémodynamique du cœur orthotopique et du greffon hétérotopique pendant une période de 4 semaines. La teneur en collagène cardiaque a été évaluée avec la coloration au rouge Sirius lors de l’étude histologique.
Résultat : Il n’existait pas de différence significative entre les deux modèles concernant la dysfonction diastolique (-dP/dTmin : -2697,4 ± 665,6 mmHg/s vs -2238,2 ± 1023,3 mmHg/s, p = 0,18) ainsi que le taux de collagène cardiaque (11,7 ± 4,2 % vs 8,7 ± 3,1 %, p = 0,18). Par contre, notre étude montrait une différence significative en faveur du modèle de décharge ventriculaire partielle concernant le poids myocardique (623,4 ± 123,6 mg vs 483,4 ± 48,4 mg, p = 0,03), l’épaisseur ventriculaire diastolique gauche (4,77 ± 0,42 mm vs 4,1 ± 0,41 mm, p = 0,003), l’épaisseur du septum interventriculaire (1,27 ± 0,15 vs 1,05 ± 0,13, p = 0,004), le taux d’absorption du 18FDG (21,7 % ± 4,5 % vs 12,0 % ± 3,9 %, p = 0,047) et la fonction systolique (dP/dTmax : 4485,4 ± 1554,8 mmHg/s vs 2513,5 ± 951,4 mmHg/s, p = 0,02).
Conclusion : Notre étude confirme que la décharge volumique ventriculaire gauche entraîne un remodelage cardiaque d’un cœur normal. Comparée à la décharge complète, la décharge partielle est associée à une contractilité mieux préservée avec une atrophie cardiaque et une diminution de métabolisme du glucose moins importantes. Donc ce travail suggère que la récupération cardiaque pourrait être meilleure en cas de décharge ventriculaire partielle plutôt que totale.
Impact of chronic left ventricular unloading on myocardial remodeling: multimodal assessment of two heterotopic heart transplantation techniques
Objectives: Cardiac recovery is possible by means of mechanical unloading, yet remains rare. Excessive unloading associated myocardial atrophy and fibrosis may adversely affect the process of reverse remodeling. In this study, we sought to evaluate the impact of different intensities of chronic left ventricular (LV) unloading on myocardial remodeling.
Methods: We subjected 25 isogenic Lewis rats to either complete LV unloading (CU, n=15) induced by heterotopic heart transplantation, or partial LV unloading (PU, n=10) by heterotopic heart-lung transplantation. Serial echocardiography, 18FDG-PET and LV pressure-volume catheter were performed to evaluate the morphology, glucose metabolism and hemodynamic performance of the orthotopic hearts and heterotopic transplants over 4 weeks. Cell size, collagen content, tissue cytokines (IL-1alpha, IL-2, IL-6, IL-10, TNF-alpha, and VEGF), and matrix metalloproteinase (MMP)-2 and -9 were also determined.
Results: We demonstrated an LV load-dependent relationship using echo-based structural (LPWT, IVSD and LVDd) and functional (LVFS and LVEF) parameters, as well as an 18FDG uptake (all p<0.05). This load-dependent relationship was also evidenced in P-V conductance catheter’s measurements (SV, SW, CO, dP/dTmax, and -dP/dTmin, all p<0.05). Significant myocardial atrophy and fibrosis were observed in unloaded hearts, while the cytokines and MMPs concentrations were comparable in both unloading conditions.
Conclusion: Our study confirmed that volume unloading leads to cardiac remodeling of non-failing hearts, including atrophy, fibrosis, and reduction of mechanical work and glucose metabolism. Cardiac atrophy is the direct and prominent change following mechanical unloading, which exaggerates the proportion of total collagen that is responsible for diastolic dysfunction. Compared to complete unloading, partial unloading is associated with less profound cardiac atrophy and glucose metabolism, and better preserved contractility, whereas the increase of total collagen content and relaxation impairment of heterotopic grafts are comparable regardless of the degree of unloading.
Séance : Bourse Recherche – mercredi 7 juin – 16:00-16:45
Télécharger l'article