Hafid Ait-Oufella, MD. PhD.
Service de Réanimation MédicaleHôpital Saint-Antoine
Inserm U970
L'endothélium, acteur clef de l'inflammation au cours du sepsis sévère
Sepsis sévère : physiopathologie
Activation de la coagulation
•CIVD
•Microthromboses
•Saignements
Altération du tonus vasomoteur
•Hypotension artérielle
•Hypotension réfractaire aux vasopresseurs
•Hétérogénéité de perfusion
•Libération de NO
Inflammation
•Fièvre élevée
•Syndrome d’Activation Macrophagique
•Libération de cytokines, chimiokines
NF-B est un facteur de transcription majeur de l’inflammation
CytokinesChimiokines…
Pasparalis, Nat Rev Immunol 2009
cytokines LPS
Activité NF-B au cours du sepsis
Bohrer, JCI 2000
L’inhibition de NF-B dans des modèles murins de sepsis :
- Prévient l’hypotension artérielle (Liu, J Immunol 1997)
- Empêche la dysfonction ventriculaire gauche (Haudek, Am J Physiol 2001)
- Prévient l’augmentation de la perméabilité capillaire (Liu, Mol pharmacol 1999)
- Diminue l’expression de nombreux gènes de l’inflammation (Liu, Circulation 1999)
Bohrer, JCI 1997
Expression ubiquitaire de NF-KB
NF-B
NF-B
Monocyte
Cellule endothéliale
LPS cytokines
LPScytokines
0123456789
10
0 1 10 100 1000
LPS(ng/ml)
Augmentation activité luciférase (X)
In vitro, le LPS active les HUVECs et induit NF-kB
Faure, J Immunol 2001
CTR LPS
Immunocytochimie TLR2
CTR LPS 1h LPS 2h
Inhibition sélective de NF-B dans les cellules endothéliales
Ye, J Exp Med 2008
Inhibition eNF-kB prévient l’hypotension induite par l’endotoxinémie
Ding, J Immunol 2009
(H24)
Inhibition eNF-kB prévient l’induction iNOS
Immuhistochimie de iNOS
WT eNF-kB KO
Ding, J Immunol 2009
NF-B
NF-B
Monocyte
C Endothéliale
LPS cytokines
LPScytokines
La voie NF-KB contrôle l’activation de la iNOS
iNOS
Sepsis sévère : physiopathologie
Activation de la coagulation
•CIVD
•Microthromboses
•Saignements
Altération du tonus vasomoteur
•Hypotension artérielle
•Hypotension réfractaire aux vasopresseurs
•Hétérogénéité de perfusion
•Libération de NO
Inflammation
•Fièvre élevée
•Syndrome d’Activation Macrophagique
•Libération de cytokines, chimiokines
Endothélium
Shc
K+
Ca 2+
AktNO MAPK
RTyrK
NAD(P)H
Shear stress
Hypotension artérielle
hypovolémie
Dysfonction ventriculaire
Bas débit sanguin
Sensibilité endothéliale au Shear stress
De Paola, PNAS 1999
C endothéliales et Shear Stress in vitro
Pompe
Shear stress
HUVECs1,5 or 15dyne/cm2
Génération des microparticules (MPs)0.1 µm
StimulationActivation Activation
Adapté de :Adapté de : Hugel, Physiology 2005Zwaal and Schroit, Blood 1997
Apoptose Apoptose
Shear Stress élevé inhibe la libération des MPsShear Stress élevé inhibe la libération des MPs
MP/µl
high
low
MPs Annexin V +MPs Annexin V +
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
statique Bas Shear Haut Shear
MPs/ml
*
Ramkhelawon, unpublished data
Statique Bas Shear Stress Haut Shear Stress
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Statique Bas Shear Haut Shear
*% TUNEL
Ramkhelawon, unpublished data
Shear Stress élevé inhibe l’apoptose endothélialeShear Stress élevé inhibe l’apoptose endothéliale
Exploration In Vivo du Shear stress
Hansson, N Engl J Med 2005
8 semaines LDLR-/-
0 12 16 semaines
Sacrifice
Exploration In Vivo du Shear stress
FAV LIGSham
Castier, Unpublished data
Ligature
***
Lig
Fistule AV
FAV
**
0
100
200
300
400
Reduction de la taille des plaques après création d’une fistule
Oil red
Sham
Tai
lle p
laq
ue
(m
2 )
ShamCtrl
0 12 16 semaines
Castier, unpublished data
ICAM-1 (foie) E-sélectine (cerveau)
Lopez, Am J Pathol 1999
24 heures après injection de LPS chez la souris
Expression de molécules d’adhérence par l’endothélium au cours du sepsis.
Steeber, Trends Immunol 2005
E
Recrutement local de leucocytes
Sélectines et sepsis
Munoz, JCI 1997
L’expression des sélectines est importante pour lutter contre l’infection !
jours
Pro
bab
ilit
é d
e su
rvie
(%
)
jours
ICAM-1 et sepsis
Corrélation entre taux plasmatique d’ICAM-1 à l’admission et la gravité du sepsis
La souris ICAM-1 KO est résistante au choc induit par LPS
Xu, J Exp Med 1994 Sessler, AJRCCM 1995
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
controles SIRS sepsis
***
ICAM-1 pl (ug/l)
L ’endothélium activé recrute les leucocytes
Poumon
Ye, J Exp Med 2008
0
1
2
3
4
5
6
7
CTR LPS TG LPS
BAL neutrophils
*
X104/ml
Sepsis sévère : physiopathologie
Activation de la coagulation
•CIVD
•Microthromboses
•Saignements
Altération du tonus vasomoteur
•Hypotension artérielle
•Hypotension réfractaire aux vasopresseurs
•Hétérogénéité de perfusion
•Libération de NO
Inflammation
•Fièvre élevée
•Syndrome d’Activation Macrophagique
•Libération de cytokines, chimiokines
TM
GlycocalyxCellules endothelialesCellules musculaires lisses
Situation physiologique
Glycocalyx
XVII
TFVIIa/Xa
TM
II
V
Va
fibrin
fibrinogen
IIa
TF
agression
GlycocalyxCellules endothelialesCellules musculaires lisses
Situation physiologique
XVII
TF
TFVIIa/Xa V
Va
II
fibrin
fibrinogen
IIa
TM
TFPIagression
GlycocalyxEndothelial cellsSmooth muscle cells
Situation physiologique
XVII
TF
TFVIIa/Xa V
Va
II
fibrin
fibrinogen
PC
PC
IIa
APCAPC
APC
TM
EPCR
PC
Antithrombinheparan
TFPIagression
GlycocalyxEndothelial cellsSmooth muscle cells
Situation physiologique
XVII
TF
TFVIIa/Xa V
Va
II
fibrin
fibrinogen
plasminogent-PA
plasmin
PC
PC
IIa
APCAPC
APC
PAI-1
TM
EPCR
PC
Antithrombinheparan
TFPIagression
GlycocalyxEndothelial cellsSmooth muscle cells
Situation physiologique
Ait-Oufella, Intensive Care Med 2010
CE stimulées pendant 4 heures par TNF
Basal
H4
FT TFPI
In Vitro
Szotowski, Circ Res 2005
Expression endothéliale du FT
Marquage immunohistochimique de FT sur coupes de rein 24h après injection de LPS
+LPS + i NF-B
+LPS + i NF-B
Basal +LPS
Basal +LPS
Marquage immunofluorescence de FT sur coupes de rein 24h après injection de LPS
Inflammation et coagulation
Bohrer, JCI 1997
Inhibition spécifique de NF-B dans l’endothélium
0
10
20
30
40
50
60
WT TG WT TG
CTR LPS (H4)
TAT plasma (ng/ml)
Ye, J Exp Med 2008
*
Monocyte
C Endothéliale
LPS cytokines
LPScytokines
La voie NF-KB contrôle l’expression du FT
NF-B
NF-B
Microthromboses vasculaires
Biopsies cutanées chez enfants atteints de purpura fulminans
Faust, N Engl J Med 2001
TF
V
Va
II
fibrin
fibrinogen
IIa
TNFIL-1LPS
TF
TF
TF
TFVIIa/Xa
TFVIIa/Xa
TFVIIa/Xa
monocyte
plasmin
PC
plasminogent-PA
APCAPC
PAI-1
TM
EPCR
PC
Antithrombinheparan
TM
neutrophil
Sepsis sévère
Ait-Oufella, Intensive Care Med 2010
Protéine C activée- Diminution de la protéine C activée au cours du sepsis sévère :
• Consommation• Fuite interstitielle• Inhibition de synthèse et d’activation• Dégradation
- L’apport exogène de protéine C activée semble protectrice au cours du sepsis sévère chez l’animal et chez l’homme
LPScytokines
NF-B
PCa •iNOS
•Chimiokines•Mol. d’adhérence
•Facteur Tissulaire
apoptose
Sarangi, Br J Haematol 2009
Conclusion
Activation de la coagulation
Altération du tonus vasomoteur
Inflammation
Facteur Von Willebrand
Monoxyde d’azote
Facteur Tissulaire
TFPI
t-PA
PAI-1
Hémostase primaire Coagulation Fibrinolyse
GlycocalyxECPR
TM
PC PC activée
Rôle central de l’endothélium dans le contrôle de l’hémostase
Microparticules et SIRS
Ogura, J Trauma 2004
0
100
200
300
400
NO et shear stress
FAVSham LigCtrl FAVSham Lig
+L-NAME
**
Altérations structurelles endothéliales au cours du sepsis
L’injection de LPS provoque
• fragmentation cytoplasmique.
• qq minutes à plusieurs heures
• vacuolisation nucléaire
• oedème sous-endothélial
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contrôle sepsis
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Leclerc, Crit Care Med 2000
Soriano, Crit Care Med 2000
In vitro
CD62E
In vivo, chez l’homme
Szotowski, Circ Res 2005
•Taux de EMPs sont plus élevés chez les non-survivants
Libération de microparticules endothéliales au cours du sepsis
Facteur Von Willebrand
Monoxyde d’azote
Facteur Tissulaire
TFPI
t-PA
PAI-1
Hémostase primaire Coagulation Fibrinolyse
GlycocalyxECPR
TM
PC PC activée
Rôle central de l’endothélium dans le contrôle de l’hémostase