Première mondiale : greffe d’une bronche artificielle pour éviter une ablation complète du poumon

"A l’hôpital Avicenne (AP-HP), l’équipe du Pr. Emmanuel Martinod (Chirurgie Thoracique et Vasculaire, Pôle Hémato-Onco-Thorax) a réalisé une première mondiale en greffant une bronche artificielle chez un patient atteint de cancer du poumon. Cette innovation chirurgicale a permis non seulement d’ôter la lésion cancéreuse avec des marges de sécurité plus importantes mais aussi d’éviter l’ablation complète prévue du poumon, intervention comportant un très haut risque de mortalité postopératoire. Un exploit qui ouvre des perspectives thérapeutiques inédites, alors que le cancer broncho-pulmonaire est le plus meurtrier des cancers. Le cas de ce patient et son suivi sur une période d’un an viennent de faire l’objet d’une récente publication dans la revue internationale de référence : The Annals of Thoracic Surgery.

Cancer broncho-pulmonaire : une problématique clinique délicate

Actuellement, la chirurgie est le meilleur traitement des formes précoces non-métastatiques du cancer broncho-pulmonaire. Si la tumeur se situe en périphérie du poumon, la chirurgie va consister en une lobectomie, soit une résection partielle du poumon. La mortalité postopératoire est faible avec un taux de 2 pour cent à 90 jours. Si la tumeur est plus centrale, la chirurgie peut nécessiter une pneumonectomie, soit une ablation complète du poumon. La mortalité postopératoire est alors plus élevée, jusqu’à 26 pour cent à 90 jours dans certaines séries internationales. Il s’agit de la chirurgie la plus risquée, toutes spécialités confondues. La pneumonectomie pose également des problèmes à long terme, car, s’il est possible de vivre avec un seul poumon, les retentissements sur les fonctions respiratoires et cardiaques en font une maladie à part entière.

Conserver un lobe : une alternative à la pneumonectomie mais dans moins d'1% des cas

Pour palier à ces complications, les chirurgiens tentent parfois de conserver au moins un lobe pulmonaire (le poumon droit se compose de trois lobes et le gauche de deux lobes). La technique, appelée résection anastomose-bronchique, consiste à raccorder la partie de bronche saine depuis la trachée à une portion de bronche conservée au niveau du lobe pulmonaire. Cette chirurgie est réalisée dans moins de 1 pour cent des cas, avec un taux qui stagne depuis 50 ans car elle pose des problèmes techniques évidents : si les portions de bronche conservées sont trop courtes, les tensions sont trop fortes lors du raccordement. De plus, si la section est trop proche du site de la tumeur, les risques de récidive précoce sont très élevés.

Greffes totales de trachée et de bronche : des échecs successifs

Les travaux expérimentaux ont été réalisés dans le laboratoire du Pr. Alain Carpentier, président de l’Académie des Sciences. L’équipe du Pr. Emmanuel Martinod travaille sur les greffes de trachée et de bronches depuis une dizaine d’années. Les premières tentatives ont été réalisées avec des prothèses, selon des procédures semblables à la chirurgie des vaisseaux. Malheureusement, cette technique a posé des problèmes de compatibilité avec les tissus biologiques et conduit à des infections. Des tentatives de greffe totale de bronches ou de trachée ont ensuite été effectuées mais des rejets importants sont survenus car ces tissus sont très 'immunogènes'.

Utilisation de tissu aortique : un exploit technique

Au cours de ses recherches, l’équipe du Pr. Martinod en est venue à utiliser du tissu artériel provenant d’aorte [d'un "donneur", Ndlr.] pour constituer une 'matrice' qui conserve seulement une architecture tubulaire. Il a été montré que les cellules bronchiques colonisaient cette matrice pour reconstituer du tissu bronchique avec ses caractéristiques de surface et de rigidité. Le tissu bronchique se compose en effet d’un épithélium constitué de cellules ciliées (qui permettent de retenir et évacuer les particules inhalées) et d’une structure cartilagineuse plus en profondeur qui assure la rigidité de la bronche. L’étude réalisée dans le Laboratoire de Recherches Biochirurgicales, Fondation Alain Carpentier, Université Paris Descartes par le Pr E. Martinod, le Dr A. Seguin, le Dr D. Radu et le Dr G. Boddaert a consisté en plus d’une centaine d’opérations sur un modèle expérimental. Les premières greffes ont été pratiquées avec du tissu aortique prélevé sur le receveur de la greffe (autogreffe), mais il est apparu que les conduits aortiques disponibles en banque de tissus pouvaient aussi être utilisés, ne présentant aucun problème de compatibilité. Ces tissus sont à l’origine stockés et cryopréservés pour une utilisation en chirurgie vasculaire.

'L’épithélium de la bronche repousse à l’intérieur de la matrice du greffon, et l’organisme est à l’origine des cellules qui permettent de re-fabriquer du cartilage, explique le Pr. Emmanuel Martinod.

La réparation est complète sur le tissu épithélial, avec une recolonisation qui s’opère depuis les berges des deux portions de bronches raccordées. Plus inattendue, la reconstitution de cartilage provient des cellules souches de l’individu qui migrent sur le site de la greffe, attirées par des phénomènes inflammatoires."

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Première mondiale : greffe d'une bronche artificielle

a=cancer central, b=pneumonectomie, c=résection-anastomose, d=greffe d'une bronche artificielle

Première mondiale chez un patient de 78 ans : un succès

"Les risques associés à l’ablation complète du poumon sont plus élevés dans trois cas : chez un patient âgé de plus de 70 ans, dans le cas d'une intervention du côté droit, et lorsque le patient a subi un traitement préalable par radio ou chimiothérapie.

Or un patient de 78 ans qui cumulait les trois facteurs de risque aggravé, et ne souhaitait prendre le risque d’une pneumonectomie, a été opéré le 28 octobre 2009 avec succès par le Pr. E. Martinod et son équipe à l’Hôpital Avicenne (AP-HP), Pôle Hémato-Onco-Thorax (Pr. D. Valeyre), Université Paris 13. Le tissu greffé a été renforcé avec la mise en place d’une structure métallique interne ou 'stent' pour assurer la rigidité initiale du greffon. L’observation a montré une amélioration notable des suites postopératoires. 'Ce patient a fait une poussée d’insuffisance cardiaque avec retentissement pulmonaire mais a pu être pris en charge de manière beaucoup plus efficace en raison de sa réserve respiratoire', précise le Pr. Martinod.

Des perspectives thérapeutiques inédites : à confirmer

'Nous pensons avoir trouvé la matrice idéale, explique Emmanuel Martinod, mais il faut rester très prudent. Nous lançons une étude sur 20 à 30 patients, pilotée par la Direction de la Recherche Clinique et du Développement de l’AP-HP. Cette étude analysera la mortalité et les complications à 90 jours. Elle nous permettra également de répondre à deux questions essentielles : le greffon va-t-il se transformer en néo-bronche comme lors de la phase expérimentale ? Va-t-on pouvoir retirer les stents chez ces patients, en récupérant une rigidité naturelle suffisante ?'

Le concept consiste finalement à utiliser, en les 'guidant', les processus de guérison naturelle de l’organisme. D’autres techniques sont explorées à ce jour mais la greffe de tissu aortique présente l’intérêt majeur de ne pas nécessiter l’utilisation de médicaments immunosuppresseurs (anti-rejet) qui sont contre-indiqués dans les cancers car ils affaiblissent les capacités de défense de l’organisme.

Cette innovation chirurgicale a été réalisée après plus de 10 années de recherche dans le Laboratoire de Recherche Biochirurgicale, Fondation Alain Carpentier, Université Paris Descartes (Pr. A. Carpentier, Pr. P. Menasché) par l’équipe du Pr. E. Martinod (Dr. A. Seguin, Dr. DM. Radu, Dr. MD Destable, Dr. G. Boddaert) du Pôle Hémato-Onco-Thorax (Pr. D. Valeyre), Hôpital Avicenne, CHU Paris Seine-Saint-Denis, Université Paris 13 en collaboration avec les services d’oncologie (Dr K. Chouahnia), d’Anesthésie-Réanimation (Pr. C. Baillard, Pr. S. Beloucif), de Gériatrie (Dr G Sebbane), de Radiologie (Pr. PY Brillet, Pr. M. Brauner) et de la banque des tissus, EFS Ile de France (Dr. A. Fialaire-Legendre)."

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