Impact des infections graves sur la progression de la leucémie aigüe myéloïde et de la maladie hématologique sur les complications infectieuses

Le sepsis est un syndrome causé par une réponse excessive et inappropriée de l’organisme à une infection. Il peut devenir particulièrement grave et causer le dysfonctionnement de nombreux organes (reins, poumons, cœur, foie…). Le sepsis est la cause la plus importante de mortalité en réanimation, malgré les nombreux progrès de prise en charge réalisés au cours des dernières années. Au cours du sepsis, on observe un changement des cellules qui constituent la surface des vaisseaux (les cellules endothéliales), qui laissent passer plus facilement des substances à travers les vaisseaux et qui modifient leurs fonctions, ainsi que la production d’une grande quantité de molécules potentiellement nocives. Ceci va induire des modifications du système de défense de l’organisme, le système immunitaire, qui est très perturbé après le sepsis et devient incapable de fonctionner correctement. Les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) sont un type de cancer du sang. Elles sont causées par la multiplication d’une cellule au sein de la moelle osseuse qui devrait normalement aider à produire des cellules sanguines saines. Cette cellule mutée ne fonctionne plus correctement et ne peut pas produire de cellules sanguines normales. Les LAM peuvent se développer soudainement ou être précédées par des maladies pré-leucémiques. Pendant ces maladies pré-leucémiques, les cellules sanguines commencent à se multiplier de manière anormale avant de se transformer en cellules cancéreuses. La chimiothérapie est le traitement de référence des LAM et si elle est efficace dans la majorité des cas, la résistance à ce traitement et les rechutes sont fréquentes. Dans le développement et la progression de la LAM, l’endroit où les cellules cancéreuses se développent est important. Cet endroit est appelé la niche ostéomédullaire. Le sepsis, par son effet sur les cellules endothéliales et le système immunitaire, perturbe cette niche ostéomédullaire et pourrait ainsi favoriser le développement des cellules cancéreuses. Si le sepsis est une complication très fréquente au cours des LAM, son impact sur l’évolution de cette maladie hématologique n’a jamais été étudié à ce jour. L’objectif principal de nos travaux de recherche est d’étudier le rôle du sepsis sur la niche ostéomédullaire, et donc l’importance des infections graves sur la progression de la LAM ou sur l’évolution d’une maladie pré-leucémique vers une LAM.

Les infections graves (responsables de sepsis), sont des complications fréquentes de la LAM. L’impact du sepsis sur l’évolution de cette maladie hématologique n’a jamais été étudié à ce jour. La compréhension des mécanismes impliqués permettrait de développer des médicaments ciblant l’interaction entre cellules leucémiques et les tissus impactés par le sepsis. De plus, comprendre l’effet des infections aigues sur les cellules leucémiques, et leur environnement est essentiel dans la compréhension de la LAM et de sa réponse au traitement, et pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques dans la gestion des patients septiques ayant une LAM.

Afin d’étudier le rôle des cellules leucémiques sur les défaillances d’organes observées au cours du sepsis, nous utiliserons 3 modèles murins de cancer du sang. Dans deux de ces modèles, nous induirons la maladie par une seule injection (durée 1 min sur souris éveillée) de cellules cancéreuses dans la veine de la queue de souris préalablement irradiées (étape de quelques minutes, non douloureuse, pendant laquelle l’exposition aux RX permet d’éliminer les cellules de la moelle osseuse et facilitant la prise de greffe des cellules injectées). Le 3ème modèle est un modèle de souris avec une modification génétique dans les cellules à l’origine des cellules du sang, qui n’entraine aucun symptôme mais qui peut évoluer au cours du temps en leucémie. Les 3 modèles, qui ont des délais d’évolution vers une leucémie différents, nous permettrons d’évaluer quand le sepsis exerce le plus d’influence sur la maladie hématologique. Nous induirons alors le sepsis (infection abdominale par chirurgie du tube digestif) dans ces différents modèles (procédure chirurgicale de 10 min sous anesthésie générale et analgésie) en réalisant une ligature et ponction d’une partie du tube digestif au niveau du caecum (partie terminale de l’intestin en forme de sac au départ du gros intestin). Les antibiotiques sont utilisés pour traiter l’infection et le sepsis causés par la procédure, en simulant ce qui est fait chez l’homme. Les antibiotiques seront administrés dans l’abdomen (injection intra-péritonéale, i.p.) 2 fois par jour pendant 72h. L’analgésie sera réalisée en ip 2 fois par jour pour au moins 72 h et l’hydratation sera réalisée en ip 2 fois par jour pour les 3 premiers jours. Un traitement de chimiothérapie sera également administré à certaines souris (injection dans la cavité abdominale, une fois par jour, d’une durée de 15s). Le suivi du développement des pathologies sera réalisé par prélèvement sanguins toutes les 2 semaines (sur souris éveillée, d’une durée de 30s) et par biopsie de la moelle osseuse (à jour 8 et 15 post-sepsis; sous anesthésie et analgésie, durée: 2 min). Nous réaliserons également un suivi par imagerie afin de visualiser comment les cellules leucémiques pénètrent dans les organes et l’interaction entre les cellules leucémiques et les cellules qui bordent les vaisseaux sanguins. Cette procédure se réalise sous anesthésie générale et analgésie et dure 30 min par souris. Elle sera réalisée 1 seule fois.

La procédure d’irradiation sous-létale des animaux nécessaire pour la transplantation de la leucémie ou de la maladie hématologique pré-leucémique peut rendre les animaux plus susceptibles aux infections, diarrhées et déshydratation. Les souris avec une leucémie ont un risque de diminution de leurs globules blancs ou de leurs plaquettes sanguines et en conséquence, un risque accru d’infections, ainsi que d’hémorragies. Les souris du modèle 3 sont exposées à un risque de thromboses (caillots sanguins) et de saignements. La procédure de ligature et ponction du caecum a pour but de rendre les souris septiques, elle entraine donc une infection et elle peut aussi causer déshydratation, altération de l’état général et douleurs. La chimiothérapie, traitement standard des leucémies, peut causer des diarrhées, de cytopénies (réduction des globules blancs, globules rouges et plaquettes) et sur l’état général des souris (perte de poids, modifications du pelage, réduction de l’activité spontanée etc). Les prélèvements sanguins répétés et les biopsies de moelle osseuse peuvent représenter un risque hémorragique. La biopsie de la moelle osseuse peut aussi causer de la douleur qui se prolonge quelques heures après la procédure. S’agissant d’une procédure chirurgicale, il est possible d’avoir une inflammation au niveau de la suture, ainsi qu’une éventuelle infection avec retard de cicatrisation.

Tous les animaux inclus dans ce projet seront euthanasiés à l’issu de chaque procédure et les différents organes liés au système immunitaire seront prélevés pour analyse.

La souris est un petit mammifère, dont la génétique et le comportement sont parfaitement connus. La souris est aussi l’animal le plus utilisé dans les modèles de leucémie et de sepsis. Les souris sont à l’origine d’un grand nombre de connaissances concernant la réponse immunitaire de l’hôte à l’infection. En effet, elles partagent un grand nombre de similitudes avec l’homme, notamment concernant l’évolution du sepsis et du choc septique, ainsi que de la leucémie. Aussi, la souris et l’homme partagent 99% de leurs gènes. Dans l’ensemble du projet, nous utiliserons des souris adultes car la pathologie étudiée apparaît chez l’Homme adulte.