Quand le coeur bat de l’aile

Le docteur Marc Ruel, chef de la chirurgie cardiaque à l’Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa, doute de la pertinence de ces cœurs artificiels totaux pour répondre au nombre croissant de personnes atteintes d’insuffisance cardiaque avancée.
Photo: Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa Le docteur Marc Ruel, chef de la chirurgie cardiaque à l’Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa, doute de la pertinence de ces cœurs artificiels totaux pour répondre au nombre croissant de personnes atteintes d’insuffisance cardiaque avancée.

Le 18 décembre dernier, à Paris, on remplaçait le coeur d’un homme souffrant d’une insuffisance cardiaque terminale par un coeur artificiel autonome conçu dans les laboratoires de l’entreprise biomédicale française Carmat. On dit que le patient évolue bien et qu’il semble bien tolérer sa prothèse. Cela veut-il dire que ce nouveau coeur artificiel deviendra la bouée de sauvetage par excellence pour les centaines de milliers de personnes atteintes d’insuffisance cardiaque avancée à travers le monde?

« Le coeur artificiel Carmat représente une avancée importante sur le plan conceptuel, mais il risque de présenter des problèmes sur le plan pratique », affirme le Dr Marc Ruel, chef de la chirurgie cardiaque à l’Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa, qui est le plus grand centre de transplantation cardiaque au Canada.

 

Le coeur Carmat, qui épouse la forme anatomique d’un coeur naturel, comprend deux ventricules dont les membranes se contractent comme un vrai coeur et des valves d’origine biologique. Les surfaces en contact avec le sang sont tapissées de tissus biologiques (provenant notamment de péricarde de veau) qui ont été traités chimiquement pour prévenir leur rejet par le système immunitaire. Le coeur Carmat se distingue aussi par le fait qu’il est équipé de capteurs — qui détectent le niveau d’activité de la personne — et d’un système électronique de contrôle totalement intégrés qui assurent une régulation automatique du débit et de la fréquence de battements en fonction des besoins physiologiques du patient. Si ce dernier monte un escalier, la prothèse réagit automatiquement en accélérant son rythme de contraction et en augmentant le débit, tandis que si la personne est au repos, son coeur artificiel ralentit et diminue le débit.

 

Comme tous les autres coeurs mécaniques, le coeur Carmat comprend des systèmes d’alimentation en énergie et de suivi externes. « L’alimentation en énergie demeure un grand défi à relever. Il n’est pas encore possible de transférer une quantité d’énergie suffisante à travers la peau », précise le Dr Ruel. Or, en contact avec l’extérieur, le cordon qui alimente le coeur en énergie a parfois été à l’origine d’infections chez les patients à qui on avait greffé un coeur artificiel.

 

Défauts des coeurs artificiels

 

Le Dr Ruel salue les efforts des concepteurs du coeur Carmat qui se sont appliqués à trouver une solution à la principale complication associée aux coeurs artificiels : la formation de thromboses, c’est-à-dire de caillots susceptibles d’obstruer un vaisseau sanguin ou de provoquer une embolie, soit le déplacement de ces caillots dans le cerveau, où ils provoqueront un accident vasculaire cérébral, ou dans une autre partie du corps. « Les surfaces des coeurs artificiels favorisent les stases sanguines [soit l’accumulation et la stagnation de sang], qui sont propices à la coagulation. De plus, les coeurs artificiels sont souvent faits de plastique ou de métal, deux matériaux qui activent le système de coagulation. Pour ces raisons, 20 % des patients (1 sur 5) qui reçoivent un coeur artificiel font une thrombo-embolie. On ne sait pas encore si cette complication sera moins fréquente avec le coeur Carmat, mais les concepteurs se sont appliqués à la diminuer en tapissant les surfaces intérieures du coeur de cellules animales qui ont été traitées avec un composé chimique qui permet de freiner, voire d’empêcher une réaction immunitaire de l’organisme receveur contre ce tissu animal », explique le chirurgien cardiaque.

 

L’équipe du Pr Alain Carpentier, l’un des fondateurs de la société Carmat et principal concepteur du nouveau coeur artificiel, s’enorgueillit d’avoir réalisé un coeur « total », dans le sens où il est implanté à la place du coeur naturel du patient qui est retiré. Or la grande majorité des coeurs artificiels qui sont implantés actuellement de par le monde sont plutôt des dispositifs d’assistance ventriculaire gauche (DAVG) de type HeartMate II ou HeartWare, que l’on adjoint au coeur du malade afin de l’aider à pomper plus efficacement le sang. « À sa sortie du ventricule gauche du coeur, le sang passe dans la pompe du DAVG qui le propulse dans l’aorte [un large vaisseau sanguin qui achemine le sang sortant du coeur vers le reste du corps] », explique le Dr Michel Carrier, chirurgien cardiaque à l’Institut de cardiologie de Montréal.

 

« Près de 99 % des coeurs artificiels dont on dispose ne nécessitent pas d’enlever le coeur des malades, comme c’est le cas pour le coeur Carmat, dont il faut connecter les oreillettes et les ventricules aux vaisseaux sanguins. Notre aiguille doit alors traverser des matières plastiques et animales, ce qui ne favorise pas une guérison rapide, fait remarquer le Dr Ruel. De plus, si la moindre composante, comme une oreillette, par exemple, tombe en panne, le coeur peut arrêter de fonctionner et c’est la mort. Tandis qu’avec les DAVG, si le coeur artificiel fait défaut, le malade pourra survivre quelques heures, soit le temps de se rendre à l’hôpital, grâce à son coeur naturel. »

 

Les deux chirurgiens cardiaques doutent de la pertinence de ces coeurs artificiels totaux pour répondre au nombre croissant de personnes atteintes d’insuffisance cardiaque avancée. Aux yeux des deux spécialistes, le coeur Carmat est trop volumineux et trop lourd avec ses 900 grammes, alors qu’un coeur normal ne pèse que 300 grammes. « En raison de sa grosseur, il sera difficile de l’implanter chez des femmes et des hommes de taille normale. Carmat s’adresse aux personnes très corpulentes qui font de l’embonpoint et qui ont une grande cavité thoracique. Mais on peut espérer qu’il pourra être miniaturisé », fait remarquer le Dr Ruel, qui trouve néanmoins « très valable » la démarche du Pr Carpentier, qui s’est « lancé dans une direction peu facile et semée d’embûches ».

 

Selon le Dr Carrier, « la philosophie est de développer des pompes de plus en plus petites, dont l’implantation impliquerait une intervention moins invasive que celle qu’entraîne un coeur Carmat et qui auraient un coût raisonnable, car l’insuffisance cardiaque est une maladie qui touche un très grand nombre de personnes dans la population. Le coeur Carmat, qui coûte 230 000 $, apparaît plutôt comme un système d’exception ».

 

Encore loin d’égaler la transplantation cardiaque

 

Aucun coeur artificiel, y compris le coeur Carmat, ne s’approche des succès remportés par la transplantation cardiaque qui permet aux greffés de survivre plus de huit ans, soulignent les deux chirurgiens. Mais la pénurie d’organes limite tellement le nombre de greffes que l’on peut pratiquer que le coeur artificiel devient une solution indispensable pour nombre de personnes souffrant d’une insuffisance cardiaque avancée, et particulièrement pour celles qui sont âgées de plus de 65 ans, qui sont atteintes de cancer ou qui ont une mauvaise fonction rénale, et pour lesquelles la transplantation cardiaque est contre-indiquée, précise le Dr Carrier.

 

Le dispositif d’assistance ventriculaire peut servir de pont en attendant une greffe, mais il peut aussi être implanté pour de bon pendant trois, voire six ans.

 

Cellules souches

 

Toutefois, avant qu’une transplantation cardiaque ou un coeur artificiel soit requis, l’insuffisance cardiaque peut être soignée par des médicaments, l’implantation d’un tuteur intracardiaque, des pontages coronariens, voire l’injection de cellules souches. Plus de 50 études ayant porté sur plus de 2500 patients ont montré que la greffe de cellules souches est sans danger ; « elle n’entraîne aucune complication », souligne le Dr Nicolas Noiseux, chirurgien cardiaque au CHUM. « Bien que les résultats varient d’une étude à l’autre — selon le type de cellules souches sélectionnées et la façon dont elles sont administrées —, dans l’ensemble, ils indiquent que l’injection de cellules souches accroît l’aptitude du coeur à pomper le sang, réduit la taille de l’infarctus et du volume du coeur, diminue le risque d’infarctus, atténue les symptômes d’insuffisance cardiaque et augmente la survie des patients », résume le Dr Noiseux, qui mène des expérimentations avec les cellules souches au CHUM depuis six ans. Le chercheur explique que la cicatrice laissée par un infarctus grossit le coeur. Or la greffe de cellules souches « aide le coeur à retrouver sa taille normale et améliore la contractilité dans les endroits qui étaient devenus paresseux ».

 

Dans le cadre d’une première étude (dénommée COMPARE-AMI) réalisée sur 38 patients ayant subi un infarctus récemment, les chercheurs du CHUM ont, dans un premier temps, installé, à l’aide d’un petit cathéter, un tuteur dans l’artère coronaire (vaisseau recouvrant la surface du coeur et qui alimente le muscle cardiaque). Une semaine plus tard, ils ont prélevé des cellules souches dans la moelle osseuse (de l’os de la hanche) du patient et ont ensuite injecté 10 millions de ces cellules dans l’artère coronaire — qui, parce qu’elle a souffert durant l’infarctus, est devenue plus perméable, laissant ainsi passer les cellules souches — de la moitié des patients. Un placebo a été administré aux autres patients, afin d’évaluer l’effet particulier des cellules souches, qui constituent « un traitement adjuvant, un traitement qui s’ajoute aux traitements de base, comme les pontages », précise le Dr Noiseux.

 

Dans une seconde étude (dénommée IMPACT-CABG) qui vise des patients ayant été victimes d’un infarctus plusieurs semaines, voire plusieurs années plus tôt, le même type de cellules souches est injecté, cette fois directement dans la zone du coeur ayant souffert de l’infarctus, au moment où le chirurgien procède à des pontages coronariens. « Cette méthode de livraison des cellules souches est bien meilleure, mais elle nécessite une opération à coeur ouvert », fait remarquer le Dr Noiseux. Les résultats préliminaires obtenus dans ces deux études confirment que la thérapie cellulaire est sans danger et qu’elle améliore la fonction cardiaque, contribuant ainsi à diminuer les symptômes de l’insuffisance cardiaque, comme l’essoufflement.

 

Mais un grand problème rencontré dans toutes les interventions visant à greffer des cellules souches est le fait que « la majorité des cellules souches que l’on transplante meurent, ce qui limite beaucoup l’effet de ces thérapies cellulaires. Injecter des cellules souches dans un infarctus consiste à les parachuter dans un milieu hostile qui est privé de sang et où il y a de l’inflammation », explique le chercheur.

 

Les recherches actuelles visent donc à découvrir comment stimuler les cellules souches avant de les injecter dans le coeur afin de réduire leur mortalité et de favoriser leur implantation et leur prolifération. Les scientifiques comprennent désormais que les cellules souches peuvent aider à réparer le coeur de plusieurs façons : en se transformant en cellules cardiaques ou en cellules de vaisseaux sanguins qui aideront à la perfusion, mais aussi en modulant la réponse inflammatoire et le métabolisme des cellules cardiaques qui sont mal en point, voire en sécrétant des facteurs de croissance et autres petites molécules qui stimulent les processus locaux de réparation. « Les cellules souches peuvent favoriser une meilleure guérison sans même se transformer en cellules cardiaques », souligne le Dr Noiseux. Tout comme le coeur artificiel Carmat, « les cellules souches ne sont pas encore la fontaine de Jouvence ».