Hémocompatibilité, Hémostase, Péricarde bovin, Bioprothèse, Coeur artificiel total, Cellules endothéliales

L'utilisation de biomatériaux est devenue incontournable en chirurgie cardiaque, et ce depuis l'avènement des bioprothèses valvulaires sous l'impulsion du Pr Alain Carpentier. Ces prothèses, faites de péricarde bovin ou porcin fixé au glutaraldéhyde, offrent une alternative aux prothèses valvulaires mécaniques qui présentent l'inconvénient d'être très peu hémocompatibles et donc à risque de complications thrombo-emboliques. Plus récemment, le cœur artificiel total Aeson (Carmat®) est le premier dispositif d'assistance circulatoire composé de bioprothèses valvulaires et de membranes de péricarde en contact avec le sang circulant. Cette Thèse de Doctorat a pour objectif d'explorer l'impact de l'hémostase dans la gestion de l'hémocompatibilité des biomatériaux. Dans une première partie, j'ai étudié le profil multimérique du facteur de Von Willebrand (vWF) chez les patients implantés d'un cœur artificiel total Aeson (Carmat®), d'un HeartMate II ou d'un HeartMate III. J'ai pu démontrer que l'implantation du cœur Aeson n'a pas modifié significativement profil des multimères du vWF contrairement au Heartmate II et au Heartmate III. De plus, une association inverse entre le débit cardiaque, la fréquence cardiaque et le ratio des multimères de haut poids moléculaire (MHPM) a été trouvée. Nous avons ainsi démontré que le cœur Aeson ne provoque pas de syndrome de Von Willebrand acquis. Cependant, la relation entre le ratio de MHPM et le débit cardiaque confirme la pertinence du vWF en tant que capteur biologique du flux sanguin, même pour des valeurs physiologiques. Dans une seconde partie, j'ai étudié le rôle de l'environnement fibrino-cellulaire du péricarde bovin sur sa dégénérescence. L'expérimentation a été faite sur modèle murin. Le degré de calcification du péricarde a été mesuré par spectrophotométrie de flamme et des analyses histologiques approfondies ont été menées. Les bioprothèses des dispositifs Aeson (Carmat®) explantés ont également été étudiées afin de décrire le processus d'endothélialisation progressive et d'hémocompatibilité acquise du péricarde bovin chez l'Homme. Nous avons montré que le péricarde était significativement plus calcifié après implantation sous cutanée chez le rat lorsqu'il était préalablement recouvert de fibrine ; ces derniers étaient par ailleurs significativement plus infiltrés par les lymphocytes T, soulignant le rôle des cellules de l'immunité dans le processus de dégénérescence du péricarde. De plus, nous avons pu démontrer que les péricardes implantés chez des rats immunocompétents étaient significativement plus calcifiés que ceux implantés chez des rats athymiques. En revanche, lorsque le péricarde était préalablement recouvert d'un tapis de cellules endothéliales jointives, la calcification s'en retrouvait significativement inférieure. En parallèle, l'étude des dispositifs Aeson explantés a permis de montrer que les bioprothèses explantées précocement étaient recouvertes d'un réseau de fibrine. A des temps intermédiaires, on observait l'apparition de cellules endothéliales tapissant partiellement la surface bioprothétique. A des temps prolongés (>200 jours), les cellules endothéliales jointives recouvraient la quasi-totalité de la surface. Nous considérons que c'est l'acquisition de ce recouvrement endothélial qui permet l'acquisition de l'hémocompatibilité des bioprothèses. De plus, nous suggérons que cela permet également d'en optimiser la longévité, en les protégeant de la calcification. Au total, j'ai démontré dans ce travail de thèse que les intervenants de l'hémostase jouent un rôle clé dans l'hémocompatibilité des biomatériaux implantés en chirurgie cardiaque. La formation d'un réseau de fibrine à la surface du péricarde implanté l'expose à un risque de dégénérescence. L'endothélialisation de ce tissu semble alors primordial pour limiter le risque de thrombose, mais également de dégénérescence précoce.