De nouvelles technologies

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De nouvelles technologies
au service du cœur et des vaisseaux
Avec la participation de :
> Dr Pierre Dos santos
Cardiologue, service de cardiologie de l’hôpital du
Haut-Lévêque, CHU de Bordeaux.
> Dr Jean-Philippe Guibaud
Chirurgien cardiaque, hôpital du Haut-Lévêque
CHU de Bordeaux.
> Dr Thierry Couffinhal
Cardiologue, service de cardiologie de l’hôpital du
Haut-Lévêque, CHU de Bordeaux.
> Pr Laurence Bordenave
Directrice de l’unité Inserm 577 « Biomatériaux et
réparation tissulaire » Bordeaux.
> Ces propos ont été recueillis à l’occasion d’un débat organisé par la Fondation Recherche Médicale
dans le cadre de ses Journées1, le 19 septembre 2003, à l’Université Victor Ségalen de Bordeaux. Ce
débat était animé par Laurent Romejko, journaliste de France 2.
> Ce dossier est également disponible sur le site web de la Fondation Recherche Médicale
www.frm.org
> Les termes avec astérisque (*) sont définis ou explicités dans le glossaire ou dans la rubrique Pour
en savoir plus en page 14.
> Dossier publié le 15 novembre 2003.
1Du 9 au 23 septembre 2003, la Fondation Recherche Médicale organisait 7
débats grand public dans 6 villes de France (Paris, Rennes, Bordeaux, Clermont-
Ferrand, Nice, Grenoble). Le public a pu y rencontrer médecins et chercheurs,
leur poser des questions et dialoguer avec eux.
SOMMAIRE
Explorer et restaurer
les vaisseaux………………………………………………… p. 2
Réparer :
les progrès de la chirurgie cardiaque…………………. p. 3
Remplacer :
cellules souches et biomatériaux………………………. p. 5
Témoignages………………………………………………… p. 7
Les réponses à vos questions…………………………… p. 8
Pour en savoir plus ………………………………………... p.14
Glossaire…………………………………………………….. p.14

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Explorer et restaurer
les vaisseaux
Docteur Pierre Dos Santos
Cardiologue à l'hôpital Haut-Lévêque de Bordeaux
Chef d'équipe à l'unité 441 de l'Inserm.
L'athérosclérose* est la première cause de
mortalité en France. L’athérosclérose est
connue par ses conséquences : l'infarctus du
myocarde, l'angine de poitrine, l'insuffisance
cardiaque ou la mort subite cardiaque. C'est un
véritable problème de santé publique. Environ
120 000 infarctus par an en France et plus de
40 000 morts.
Le premier problème que le cardiologue
rencontre est celui du dépistage. Le cardiologue
se trouve d'un seul coup confronté à un patient
qui se plaint de douleurs dans la poitrine.
Lorsqu'un patient a mal dans la poitrine, le
médecin ou le cardiologue se demande si la
douleur est liée à une coronaropathie*. Il doit
toujours faire le pari qu'une maladie fréquente
est présente. Si l'on parie sur quelque chose de
fréqent, on a plus de chances de le trouver ! Et il
est très important de détecter une maladie
potentiellement mortelle pour prendre les
mesures qui s'imposent.
Une fois la maladie détectée, des stratégies
thérapeutiques très efficaces pour diminuer de
façon importante la mortalité de nos patients et
améliorer leur pronostic et leur qualité de vie
sont mises en œuvre.
La douleur dans la poitrine est un symptôme
très fréquent, tout le monde en a fait un jour
l'expérience. Le médecin ou le cardiologue ne
mettent pas en œuvre des examens invasifs,
coûteux, dangereux et traumatisants pour le
patient, pour simplement détecter la maladie.
Cette maladie doit pouvoir être détectée par des
examens non invasifs comme l'épreuve d'effort :
on met le patient sur un vélo ou sur un tapis
roulant. Il faut un effort qui augmente les
besoins du cœur en sang. Si le patient a des
rétrécissements sur ses artères coronaires,
ceux-ci empêcheront une perfusion normale du
cœur et des manifestations apparaîtront,
éventuellement sous la forme d'une douleur,
mais surtout de modifications de son
électrocardiogramme (ECG). On peut alors
affirmer que le malade a une probabilité de 80 à
90% d'avoir une coronaropathie*.
d'autres examens plus récents et moins connus
sont utilisés : l'échographie de stress, la
scintigraphie myocardique au thallium. A la suite
de cet examen, on peut proposer la stratégie
thérapeutique la mieux adaptée. Dans
l'immense majorité des cas, pour être sûr de
proposer le meilleur traitement possible, il faut
voir les vaisseaux coronariens, évaluer leur
taille, le nombre de rétrécissements, leur
localisation et leur longueur, si c’est un seul
vaisseau ou plusieurs qui sont atteints. Ces
questions sont déterminantes pour le choix du
meilleur traitement.
Actuellement, on utilise la coronarographie*.
C’est un examen invasif pratiqué sous
anesthésie locale. On ponctionne une artère au
niveau de la jambe ou du bras, puis on monte
des sondes jusqu'au départ des artères
coronaires. Enfin, on injecte des produits de
contraste qui permettent de visualiser les
artères coronaires. Cet examen nécessite une
hospitalisation de quarante-huit heures et
permet de proposer le traitement le plus adapté
: médicaments, dilatation des rétrécissements,
chirurgie. Actuellement, la cardiologie est en
train de changer : la qualité de l'imagerie
cardiaque non invasive est en progrès grâce à
l'IRM* et au scanner.
Le scanner est un examen connu, qui se fait en
ambulatoire* avec une perfusion veineuse. ce
n'est pas douloureux et l'examen dure dix
minutes. Le cœur, avec le départ de l'aorte, les
artères coronaires qui partent et vont perfuser le
cœur, l'existence de rétrécissements se
distinguent bien sur les images obtenues grâce
à cet appareil. Par coronarographie, quand on
monte un cathéter au départ des artères
coronaires – technique invasive, douloureuse et
coûteuse – on voit ces mêmes rétrécissements.
> Les stratégies thérapeutiques
Il y a trois sortes de stratégies thérapeutiques :
les médicaments, les techniques chirurgicales
(le pontage aorto-coronarien) et l'angioplastie.
L'angioplastie est un acte qui commence
comme une coronarographie* : on fait monter un
cathéter au départ de l'artère coronaire, mais au
lieu d’injecter un produit iodé pour voir l'artère
avec les rayons X, on fait glisser dans cette
artère des petits ballonnets qui sont des tubes
qui se gonflent et se dégonflent. Ces ballonnets
mesurent 3 millimètres de diamètre et 2
centimètres de long. On gonfle ces ballons pour

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écraser le rétrécissement et idéalement le faire
disparaître.
Cette technique, très efficace dans l'immédiat,
présente un gros problème : dans pratiquement
40 % des cas, le rétrécissement qu'on a dilaté et
qu'on a fait disparaître a tendance à se reformer
de manière relativement rapide, en général en
moins de six mois. La recherche en cardiologie
s’efforce donc de prévenir ce phénomène. Un
grand nombre de médicaments ont été essayés.
Certains avec de très bons résultats en
recherche expérimentale sur l’animal, mais pas
jamais quand ils sont appliqués chez l'homme.
Le grand progrès est venu du développement
des prothèses endocoronaires ou les stents, qui
sont des fils métalliques fins, tressés en forme
de tubes, qui servent de tuteur à l'artère. On
dilate au ballon, on place ce tuteur pour éviter
que le rétrécissement ne se reforme et on réduit
à peu près par deux la récidive de ce
rétrécissement.
La dernière étape a été de rendre ces stents
intelligents. alors que c'était des prothèses
passives, on les a rendues actives. Grâce à des
processus physico-chimiques sophistiqués, on a
pu fixer sur ces prothèses des molécules qui ont
une action thérapeutique et qui vont pouvoir
prévenir la formation du rétrécissement. On
observe qu’une re-sténose* se forme dans 5%
seulement des cas au lieu de 30 à 40%
auparavant. le problème n'est donc pas
totalement résolu, mais en tout cas il est en voie
de résolution.
L’enjeu est d'arriver à convaincre les pouvoirs
publics de l'intérêt de ces techniques, qui vont
nécessiter évidemment un coût en équipement,
mais dont on attend des bénéfices humains et
financiers. Si ces techniques sont efficaces, les
malades iront mieux, consommeront moins de
médicaments, auront moins d'examens, seront
moins souvent hospitalisés. Si on arrive à
démontrer que le rapport coût/bénéfice est
largement favorable aux patients et à la société,
il est évident que ces techniques sont promises
à un grand avenir et pour une grande partie de
la population.
Réparer : les progrès
de la chirurgie cardiaque
Docteur Jean-Philippe Guibaud
Praticien hospitalier à l'hôpital cardiologique Haut-
Lévêque.
> Les indications de la solution chirurgicale
La chirurgie n'est pas la solution prépondérante
mais reste importante car l'amélioration des
stents et des gestes de plus en plus « osés » au
sein des coronaires font reculer la
revascularisation coronaire dite classique et
chirurgicale. Le nombre de pontages diminue
aussi progressivement. La solution chirurgicale
est chargée de complications qui, malgré leur
diminution constante au cours des années,
restent importantes. D'où l'idée d'essayer de
limiter les effets collatéraux de ces réparations
chirurgicales.
On sait que les pontages artériels constituent
actuellement la meilleure technique de
revascularisation. Si les stents actifs couverts
sont très efficaces, nous avons seulement un
recul de trois ans sur cette technique. Pour les
pontages coronaires, le recul est de quinze ou
vingt ans. Dans la chirurgie de revascularisation
coronaire, pour limiter toutes ces complications
hémorragiques, infectieuses, neurologiques,
voire esthétiques, on a essayé de raccourcir tout
simplement ces incisions. Au lieu de pratiquer
une grande sternotomie*, on a tenté de limiter
l’ouverture pour certaines indications
chirurgicales, en particulier pour certains
remplacements (valvulaire, aortique, ou mitral).
En effet, une ouverture limitée diminue les
pertes sanguines, les douleurs et les
complications respiratoires. Des études tendent
à prouver ces avantages.
> Les techniques d’intervention robotisées
Autre solution visant à diminuer encore les
effets secondaires, les chirurgiens utilisent des
appareils qui permettent de limiter les incisions
en introduisant des outils et une caméra dans le
thorax du patient.
Aujourd’hui, le chirurgien est toujours au contact
du patient. Il est habillé stérilement, mais il
contrôle son geste sur un moniteur et ce sont de
longues pinces qui, à l'intérieur du thorax, vont
effectuer la réparation. Pour les remplacements
de la valve mitrale et certaines cardiopathies
congénitales comme la fermeture de
communication inter-auriculaire, cette technique

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est envisagée. Quand on effectue ces
réparations avec une colonne vidéoscopique, on
pratique une incision de 4 à 5 cm pour passer
les instruments avec un automate. On franchit
une étape grâce à un robot composé de bras
articulés, d'une unité de commande et d'une
console sur laquelle le chirurgien travaille et
contrôle son intervention à l'aide d'une caméra.
Au moyen de poignées particulières, il
commande à ces bras articulés et leur fait
effectuer les gestes qu'il souhaite faire, par
l'intermédiaire de pores qui sont de petits
orifices, dans le but de diminuer les abords
chirurgicaux. Effectuer ces interventions de
revascularisation coronaire par l'intermédiaire de
ces robots et sans circulation extracorporelle ne
se fait qu’en Allemagne et sur quelques
opérations à cœur battant. C'est évidemment
très limité. Il n'existe que quelques unités en
France - un peu plus en Allemagne - qui
pratiquent ce type de revascularisations qui ne
concernent qu'un seul vaisseau.
Dans le même ordre d'idées, une technique
pour réparer les anévrismes de l'aorte
abdominale ou thoracique se développe
actuellement. Il s'agit, après un court abord au
niveau de l'aine, de monter un dispositif, avec
une prothèse, un peu comme les stents en
cardiologie, mais pour des pathologies qui se
situeraient au niveau de l'aorte thoracique et
abdominale. L'avantage est plus tangible : le fait
de pouvoir aller poser une prothèse à l'intérieur
de l'aorte sans effectuer une thoracotomie, sans
faire d'ouverture importante avec des risques de
saignement importants, constitue une avancée
vraiment sensible. Le problème, c'est le matériel
implanté - encore perfectible - et le fait qu'il faut
aussi sélectionner les patients qui sont
susceptibles d’être traités par ces techniques,
avec le maximum d’avantages.
> Les types de techniques
Les prothèses mécaniques à double ailette
enrobées de pyrolyte de carbone sont utilisées
de façon plus courante : elles offrent en effet le
meilleur profil hémodynamique et finalement la
meilleure tolérance. Les prothèses biologiques
ont le mérite de ne pas obliger le patient à
utiliser des anticoagulants. Certaines de ces
prothèses sont plus efficaces, en particulier
celles qui sont constituées de péricarde de
veau. Il y a aussi, depuis quelques années, des
prothèses sans armature, provenant du cochon
qui diminuent énormément les contraintes
mécaniques, ce qui peut faire espérer une
longévité plus grande.
D’autres technologies apparaissent. En
particulier, le traitement de la fibrillation
auriculaire, qui se fait par voie endovasculaire,
se fait aujourd’hui beaucoup plus rapidement et
permet d'éviter les incisions que l'on était obligé
de faire auparavant. Des techniques à partir de
radiofréquence ou d'ultrasons, nous permettent
de traiter la fibrillation auriculaire avec des
chances de succès raisonnables. En matière
d'insuffisance cardiaque, des recherches sont
faites sur les assistances circulatoires et même
sur le cœur artificiel.
Pour terminer, citons une de nos études menée
à Bordeaux sur les « filets » pour lutter contre la
dilatation du ventricule et du cœur (qui est un
des témoins de l'insuffisance cardiaque) : le
principe est de mettre un filet de contention qui
évite la dilatation et améliore légèrement la
fonction ventriculaire.
Remplacer :
cellules souches, biomatériaux.
Docteur Thierry Couffinhal
Cardiologue, service de cardiologie de l’hôpital du
Haut-Lévêque, CHU de Bordeaux.
Le « remplacement » est envisagé lorsqu'on ne
peut plus rien faire sur une artère qui se bouche.
Avec plusieurs rétrécissements, il est impossible
de dilater les artères, de faire des pontages. On
se retrouve dans une situation où le cœur
fonctionne bien au repos. Dès que le patient fait
un effort, le cœur consomme plus d'oxygène
mais les vaisseaux n'arrivent pas à lui amener
cet oxygène. Car ils sont de mauvaise qualité et
on ne peut ni les dilater ni les ponter.
Actuellement, la population vieillissant, on a de
plus en plus de maladies des vaisseaux.
Autre cas où un remplacement est
« envisagé » : après un gros infarctus du
myocarde. L'artère se bouche et une partie du
cœur meurt. Le tissu lésé est remplacée par une
fibrose (un tissu fibreux et dense qui ne sait plus
se contracter). Si l'infarctus est important, le
reste du cœur sain n'arrive pas à compenser et
l’on est dans l'insuffisance cardiaque. Les
nouveaux médicaments très performants et les
nouvelles techniques de chirurgie, très
performantes également, sont souvent lourdes
et ne peuvent pas s'appliquer à tous.

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> Les solutions de la recherche
Quelques chercheurs dans le monde sont en
train de faire « pousser » des vaisseaux dans
leurs boîtes de culture. La grande révolution du
début des années 1990 est l'angiogenèse*
thérapeutique : le principe théorique serait de
donner des médicaments ou des molécules qui
font pousser de nouvelles artères qui
viendraient remplacer les mauvaises artères.
En quelques années, les chercheurs ont trouvé
une dizaine de molécules qui font pousser les
vaisseaux. Ces molécules ont immédiatement
été testées chez l'animal et les premiers essais
ont commencé chez l'homme, mais comment
va-t-on utiliser ces molécules qui existent dans
le corps et qui font pousser naturellement les
vaisseaux à certains moments de la vie,
notamment lors de l'embryogenèse, lorsque le
fœtus se développe ? Comment faire pour que
ces molécules restent plus longtemps dans les
tissus et dans le cœur notamment ? On a pensé
à utiliser la thérapie génique : au lieu de la
molécule elle-même. On va utiliser le gène qui
va coder la molécule, car le gène, une fois entré
dans la cellule, va y rester assez longtemps et
va pouvoir faire fabriquer à la cellule la molécule
qui fera repousser le vaisseau. Dans les années
1995, c’était révolutionnaire. Depuis, de
nombreux essais de thérapie génique à visée
angiogénique ont été réalisés : on introduit un
gène qui code une molécule qui va faire pousser
les vaisseaux. Ces études sont en cours, elles
sont longues, délicates et présentent un
problème d’éthique. Mais cette thérapie génique
où on introduit un gène médicament ne doit pas
être confondue avec une thérapie génique où
l'on remplace un bout du génome.
En 1997, une équipe de chercheurs a trouvé
que dans le corps humain normal existaient des
cellules capables de se transformer en d'autres
cellules. Ils ont cultivé ces jeunes cellules dans
une boîte, avec des inducteurs, et ont montré
qu’elles pouvaient devenir des cellules de
vaisseaux ou de cœur. On espère mettre ces
cellules dans le cœur et faire en sorte qu’elles
se transforment et créent de nouveaux
vaisseaux. Une autre application possible
concerne les malades qui ont un gros infarctus
et dont les cellules du cœur ont disparu. Les
nouvelles cellules vont pouvoir remplacer les
cellules mortes du cœur. On espère que ces
nouvelles cellules se transformeront en cellules
cardiaques.
L’utilisation des biomatériaux
Professeur Laurence Bordenave
Directrice de l’unité Inserm 577 « Biomatériaux et
réparation tissulaire » Bordeaux.
Qu'est-ce qu'un biomatériau ? Les biomatériaux
sont en pleine expansion dans leurs diverses
applications et leurs modifications. Cette notion
est en réalité très ancienne. On a retrouvé chez
des momies égyptiennes des traces d'utilisation
de biomatériaux ; les gladiateurs également
voyaient leurs plaies réparées par des fils de
soie. Au fil des années, l'utilisation des
biomatériaux s'est précisée.
Après la seconde guerre mondiale, la
communauté scientifique internationale a
entrepris des travaux de recherche précis sur un
biomatériau. A partir de 1985, la communauté
internationale les a définis comme des
matériaux non vivants, utilisés pour faire du
diagnostic et aider également en thérapeutique.
Il existe plus d’un millier de variétés, comme par
exemple, l'abaisse-langue utilisé dans l’examen
de la gorge et qui est un matériau non vivant
pour faire un diagnostic. Dans cette grande
variété de biomatériaux, certains sont d'origine
naturelle, comme le corail qui comble des pertes
de substance osseuse, ou d'origine artificielle.
La biocompatibilité* est une propriété essentielle
à prendre en compte car le matériau, au contact
d'un tissu vivant, doit être accepté et intégré par
ce dernier. L'idéal est que le biomatériau soit
tellement bien accepté qu'au fil du temps, il
disparaisse pour laisser la place à du tissu
nouvellement formé. Le corail, par exemple, a
une structure microporeuse, un peu comme une
éponge, et lorsque ce type de matériau est
implanté pour combler un manque dans un os,
on espère que l'os se reformera petit à petit et
colonisera les pores du corail pour que l'os
nouvellement formé prenne la place et que le
corail se dégrade petit à petit.
> L'utilisation de biomatériaux pour
remplacer des artères bouchées
Actuellement, on utilise des valves artificielles
pour remplacer les valves endommagées et on
sait que certains biomatériaux au contact du
sang ont des propriétés meilleures que d'autres.
Une équipe marseillaise avait envisagé, il y a
une quinzaine d’années, la mise au point d’un
cœur artificiel. Notre unité de recherche avait
testé la biocompatibilité de ces matériaux