Combien de temps les organes peuvent-ils rester à l’extérieur du corps avant d’être transplantés ?

Selon l’organe, le temps peut varier de quelques heures à un jour et demi.

Lorsqu’il s’agit de transplantation d’organes, les médecins se lancent dans une course contre la montre – et le temps n’est pas de leur côté.

Une équipe de cliniciens doit d’abord prélever l’organe de son donneur, des paires de mains gantées se coordonnant pour couper adroitement les tissus du corps. Les médecins préparent ensuite l’organe prélevé pour le transport vers son receveur, qui peut se trouver à plusieurs heures de vol. Une fois l’organe arrivé à destination, l’opération de transplantation peut enfin commencer ; là encore, les chirurgiens doivent travailler rapidement pour assurer à la fois la sécurité du patient et la viabilité de l’organe.

Cette description peut donner l’impression que la chirurgie de transplantation d’organe ressemble à un feuilleton télévisé, où le personnel médical court à toute allure dans les couloirs de l’hôpital en transportant des glacières remplies de parties du corps. Mais toute cette précipitation soulève une question beaucoup plus importante qu’une émission de télévision :

Combien de temps un organe peut-il rester hors du corps et être prêt pour une transplantation ?

Cela dépend de l’organe. Pour l’instant, la fenêtre temporelle peut se situer entre 4 et 36 heures. Mais un jour, les médecins espèrent pouvoir maintenir les organes pendant des semaines.

Organes sur glace

En 2018, plus de 36 500 transplantations d’organes ont eu lieu aux États-Unis seulement, selon le United Network for Organ Sharing (UNOS). Les reins ont été de loin l’organe le plus souvent transplanté, avec plus de 21 000 greffes l’année dernière. Viennent ensuite le foie, le cœur et le poumon, dans cet ordre, puis le pancréas, l’intestin et les greffes d’organes multiples.

La plupart des organes sont placés dans un « entrepôt frigorifique statique » après leur prélèvement, ce qui signifie que l’organe est déposé dans une glacière remplie de glace, selon un rapport de 2019 publié dans le Journal of International Medical Research.

« L’idée originale de la conservation au froid ressemble beaucoup à celle qui consiste à mettre nos aliments au réfrigérateur », a déclaré le Dr Mingyao Liu, directeur de l’Institut des sciences médicales et professeur de chirurgie, de médecine et de physiologie à l’Université de Toronto.

Avant de mettre un organe en chambre froide, les médecins rincent d’abord les tissus avec une  » solution de conservation  » pour protéger l’organe des dommages causés par le froid extrême, a dit M. Liu à Live Science.

À la température du corps, les cellules pompent des produits chimiques à l’intérieur et à l’extérieur de leurs membranes afin de maintenir de faibles concentrations de sodium et de fortes concentrations de potassium à l’intérieur de la cellule. Mais les cellules qui sont froides ne peuvent pas pomper efficacement. Les produits chimiques fuient à travers leurs membranes, et avec le temps, les cellules qui fuient se gonflent avec un excès de liquide, ce qui les endommage gravement. Les solutions de conservation aident à retarder ces dommages en maintenant les niveaux de sodium et de potassium sous contrôle. Ces solutions peuvent également contenir des nutriments et des antioxydants pour soutenir les cellules et maîtriser l’inflammation, a déclaré M. Liu. En combinaison avec de la glace et une glacière, les solutions de conservation peuvent maintenir la viabilité des organes pendant des heures après le retrait.

À des températures comprises entre 0 et 4 degrés Celsius, le métabolisme cellulaire tombe à environ 5 % de son taux normal, de sorte que les tissus brûlent leurs réserves d’énergie beaucoup plus lentement et ont besoin de moins d’oxygène pour maintenir leur activité. Pour cette raison, le refroidissement d’un organe aide à retarder l’apparition de l’ischémie, une condition dans laquelle les tissus deviennent endommagés ou dysfonctionnels en raison d’un manque d’oxygène.

Selon un rapport publié en 2018 dans le Yale Journal of Biology and Medicine, la mise sur glace d’un organe permet également d’étirer les réserves d’énergie limitées de ses cellules, empêchant ainsi les métabolites nocifs de s’accumuler et de décomposer les tissus de l’organe.

Parmi les organes couramment transplantés, les cœurs perdent leur viabilité le plus rapidement lorsqu’ils sont conservés dans une glacière, a déclaré le docteur Brian Lima, directeur de la chirurgie de transplantation cardiaque à l’hôpital universitaire North Shore de Manhasset (New York). Idéalement, un cœur ne devrait pas être placé dans une chambre froide statique pendant plus de 4 à 6 heures, a-t-il dit. Au bout de quatre heures, la fonction des cellules cardiaques commence à défaillir et la probabilité que l’organe ne fonctionne pas bien chez le receveur augmente considérablement. La défaillance de l’organe transplanté, connue sous le nom de dysfonctionnement du greffon primaire, est la « complication la plus redoutée » associée aux transplantations d’organes solides, a dit M. Lima.

« Le coeur … est le plus sensible au manque de circulation sanguine », a dit Lima. « Les reins, d’autre part, sont très résistants. » Les reins prélevés peuvent rester viables pendant 24 à 36 heures en chambre froide, plus longtemps que les quatre principaux organes de transplantation. Les poumons peuvent rester viables pendant 6 à 8 heures, a dit M. Lima, et le foie peut rester en chambre froide pendant environ 12 heures, selon le Dr James Markmann, chef de la division de la transplantation au Massachusetts General Hospital de Boston.

Une autre méthode

Bien que peu technologique, la méthode de refroidissement avec la glace « offre un moyen simple et efficace de préserver et de transporter des organes » et est largement utilisée depuis les années 1960, selon le rapport de 2018 de Liu. Mais la technique n’est pas sans inconvénients. Non seulement les organes conservés au froid perdent leur viabilité en quelques heures, mais en plus, les médecins n’ont aucun moyen d’évaluer la qualité des organes réfrigérés, a déclaré M. Liu.

Fondamentalement, aucun test objectif ne peut dire aux cliniciens si un organe est encore fonctionnel lorsque l’organe en question se trouve dans une glacière frigorifique, son métabolisme cellulaire étant au ralenti. Toutefois, une alternative à la conservation au froid permet aux médecins de vérifier les organes avant leur transplantation, et cette option pourrait bientôt devenir plus courante, ont déclaré les experts à Live Science.

Cette autre méthode de conservation, connue sous le nom de perfusion, consiste à relier un organe prélevé à une machine qui pompe un fluide riche en oxygène et en nutriments à travers les tissus de l’organe, comme le ferait le cœur dans le corps, selon le rapport de 2018 du journal Yale. Pendant qu’il est branché à la machine, l’organe métabolise l’énergie et produit des déchets, ses réserves de sucre sont reconstituées et ses métabolites toxiques sont éliminés.

Avant que les chirurgiens ne prélèvent un organe, le cœur du donneur cesse de pomper du sang oxygéné vers les tissus pendant un certain temps, ce qui cause des dommages. Le fait de placer un organe dans une machine à perfusion peut donner au tissu une chance de se rétablir, a dit M. Markmann. De plus, les cliniciens peuvent vérifier l’organe en surveillant les niveaux de lactate de métabolite circulant dans le système, a-t-il dit. Les cellules utilisent le lactate pendant les fonctions métaboliques normales, donc « si l’organe fonctionne bien, le lactate devrait être éliminé » avec le temps, a dit M. Markmann.

 » Le lactate est au mieux une mesure métabolique brute de la perfusion dans le corps « , mais il sert toujours de mesure supérieure par rapport à la vue d’un organe presque gelé avant la transplantation, a ajouté M. Lima. Selon l’organe, les médecins peuvent également évaluer la santé du tissu par d’autres mesures, comme la production de bile par le foie.

La perfusion pourrait-elle maintenir les organes en santé plus longtemps ?

Certains systèmes de perfusion exigent encore que l’organe soit refroidi dans le cadre du processus de préservation, mais au cours des 20 dernières années, plusieurs groupes de recherche ont choisi de garder l’organe au chaud et d’inonder les tissus de sang chaud. À des températures entre 20 et 33 C°, les organes isolés fonctionnent à peu près comme dans le corps humain. Les systèmes de perfusion froide et chaude sont maintenant largement utilisés en Australie et au Royaume-Uni, mais la plupart de ces dispositifs font encore l’objet d’essais cliniques aux États-Unis.

Toutefois, un système de perfusion aux États-Unis a fait la une en décembre dans le cadre d’une transplantation cardiaque unique en son genre. Les médecins du Duke University Medical Center à Durham, en Caroline du Nord, ont retiré le cœur d’un patient après qu’il ait cessé de battre ; ils ont ensuite essentiellement « réanimé » l’organe à l’aide d’un système de perfusion chaude, a rapporté CNN. En général, les cœurs sont prélevés sur des donneurs en état de mort cérébrale avant que l’organe ne cesse de battre, afin d’éviter des dommages importants dus à l’ischémie. Les médecins ont déjà « réanimé » des cœurs d’enfants aux États-Unis, mais ils n’avaient jamais utilisé le système sur un organe d’adulte. Dans les pays qui utilisent le système depuis des années, le bassin de donneurs de cœurs acceptables s’est accru d’environ 30 à 40 %, a dit M. Lima.

« Si cela se traduit aux États-Unis, nous parlons de très gros chiffres « , a-t-il ajouté.

Le docteur Jacob Schroder, professeur adjoint de chirurgie à l’université Duke et l’un des chirurgiens qui ont participé à cette transplantation cardiaque historique, a déclaré à CNN que l’utilisation de ce système dans tout le pays pourrait  » augmenter de 30 % le nombre de donneurs et le nombre de transplantations cardiaques « .

Bien que le nombre de donneurs puisse augmenter, l’état des organes s’améliorerait-il ? Jusqu’à présent, peu d’études ont comparé directement le stockage au frais à la perfusion, mais, de façon anecdotique, les organes perfusés semblent généralement mieux se porter.

Par exemple, dans un essai comparant un système de perfusion du foie à une chambre froide standard, les médecins ont rejeté seulement 16 foies perfusés, comparativement à 32 qui provenaient de refroidisseurs, et les organes perfusés semblaient moins endommagés, selon Stat News. Liu a dit qu’il a observé des tendances similaires dans son propre travail avec les transplantations de poumons. Liu et ses collègues ont mis au point un « système de perfusion ex vivo » pour les poumons ; avant son introduction, moins de 20 % des poumons de donneurs ont été transplantés avec succès à l’hôpital de son université. Aujourd’hui, le programme a augmenté son activité de 70 %,  » avec d’excellents résultats « , selon un rapport de 2018.

En général, les poumons restent branchés au système de perfusion pendant 4 à 6 heures, mais des travaux expérimentaux sur des organes d’animaux suggèrent que les poumons perfusés pourraient rester viables pendant 12 à 18, et peut-être même jusqu’à 36 heures, a dit M. Liu. Il a ajouté qu’un jour, un organe pourrait être perfusé pendant des semaines. Plus longtemps les organes peuvent être laissés dans le système, plus les cliniciens auraient de temps pour réparer les tissus endommagés. Liu et ses collègues étudient maintenant comment l’inflammation et la mort cellulaire peuvent être inhibées dans les poumons perfusés. Mais à l’avenir, peut-être que les organes pourraient être traités par des thérapies géniques ou de cellules souches tout en étant branchés à une machine à perfusion, dit-il.

Pour l’instant, cependant, la plupart des organes donnés voyagent encore vers leurs receveurs nichés dans des glacières de glace fondante. Pourquoi ?

« Honnêtement, l’obstacle de la perfusion est son coût », a déclaré M. Lima. Un système de perfusion pour un seul organe peut coûter plusieurs milliers de dollars, ce qui dépasse évidemment le prix d’une glacière standard, a-t-il dit. Comme peu d’études ont comparé la perfusion à l’entreposage frigorifique standard, il n’existe pas de « données bouleversantes » qui pourraient convaincre les hôpitaux de faire le changement à l’échelle nationale.

Mais étant donné le récent succès de la transplantation cardiaque de Duke, M. Lima a déclaré que la perfusion pourrait bientôt devenir la norme de soins.

Via Live Science

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