Protocole de détermination par imagerie ultrasonore ultrarapide des pressions critiques d’autorégulation cérébrale et des mécanismes d’autorégulation cérébrale chez l’ovin en débit sanguin variable pulsatile non pharmacologique

L’autorégulation cérébrale est un phénomène physiologique de régulation du débit sanguin cérébral par variation du diamètre des vaisseaux cérébraux. Elle permet la protection du système nerveux central en assurant un transport stable et continu d’oxygène jusqu’aux neurones dans des conditions de pressions artérielles très variables. En effet, grâce à l’autorégulation cérébrale, le débit sanguin cérébral reste stable dans la zone comprise entre 50 mmHg et 150 mmHg de pression artérielle moyenne. Au-delà, les vaisseaux cérébraux se dilatent à l’excès ou se collabent arrêtant le flux sanguin cérébral. Dans différentes situations, l’autorégulation cérébrale peut-être perturbée ; anesthésie générale, chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle, cardiopathie congénitale… Par ce modèle de variation de pression artérielle pulsatile non pharmacologique par ballon de pression intravasculaire, nous permettons d’approcher les phénomènes physiopathologiques rencontrés en pratique clinique en limitant les biais liés à l’expérimentation. Les techniques de surveillance du débit sanguin cérébral en routine tels que l’oxymétrie tissulaire cérébrale par spectrométrie proche infrarouge (NIRS), ou bien le Doppler transcrânien (DTC) n’ont une visualisation du débit sanguin cérébral qu’indirect et parcellaire. L’imagerie ultrasonore ultrarapide est une technique utilisée en recherche translationnelle en cours de développement, dont plusieurs études ont validé des données dans l’étude de la perfusion cérébrale. Cette technique permet de visualiser la perfusion cérébrale dans sa globalité, à haute résolution temporelle et spatiale. L’objectif du projet est de déterminer les pressions de perfusion cérébrale critiques dans un régime de pression artérielle pulsatile, au-delà desquelles les systèmes d’autorégulation cérébrale sont dépassés et où le débit sanguin cérébral n’est plus stable, grâce à l’imagerie par ultrasons ultrarapides. Cette imagerie nous renseignera sur des paramètres jusque-là jamais décrits à propos de l’autorégulation cérébrale, notamment les variations territoriales de cette autorégulation, l’importance et le rôle des territoires artériels et veineux.

Les résultats de cette recherche permettront de comprendre les phénomènes physiologiques et les mécanismes de l’autorégulation cérébrale. Ils pourront ensuite être utilisés pour interpréter des situations physiopathologiques chez l’homme, et plus particulièrement chez l’enfant en période néonatale et périopératoire de chirurgie cardiaque congénitale.

Les animaux seront hébergés en période pré-procédurale au sein de l’animalerie. Le jour de la procédure ils seront d’abord sédatés par voie intramusculaire, une fois sédatés ils seront emmenés jusqu’au bloc opératoire où ils seront perfusés. L’anesthésie générale est alors administrée par voie intra-veineuse et permet une sédation complète et un contrôle complet de la douleur. Une fois anesthésiés une assistance respiratoire est posée car l’anesthésie générale qui est un puissant dépresseur respiratoire. Sous anesthésie générale sera réalisée dans un premier temps une ouverture de quelques centimètres de la boite crânienne pour permettre l’apposition et la transmission des ondes ultrasonores au travers du système nerveux central, et ainsi pouvoir réaliser les mesures d’échographe ultrasonore ultrarapide. Ensuite, nous mettrons en place le modèle de variation tensionnelle non médicamenteuse pulsatile par technique mini-invasive d’occlusion de l’aorte et de la veine cave inférieure par des cathéters à ballonnet intra-vasculaires mis en place par abord mini-invasif à l’aine. Par variation du volume des ballons intra-vasculaires, nous ferons varier la pression artérielle moyenne entre 20 mmHg et 180 mmHg par paliers progressifs, lors desquels nous réaliserons des acquisitions par IUU échographie Doppler transcrânien standard et oxygénation tissulaire cérébrale par spectrométrie en proche-infrarouge (NIRS). Pour s’affranchir de la dérégulation cérébrale liée aux variations de concentration de CO2 contenu dans le sang artériel influencé par la circulation extracorporelle, une analyse sanguine sera régulièrement réalisée (2 ml par prélèvement, réalisé 10 fois au total par animal soit 20ml). Nous estimons la durée totale de procédure d’environ 6h par animal. A la fin de procédure, sous anesthésie générale, une euthanasie médicamenteuse par thiopental sera réalisée selon les recommandations en vigueur.

Les effets indésirables potentiels incluent : le stress pré-procédural, le risque de saignement lié à la circulation extra corporelle et au retrait de la part d’os crânien, les troubles du rythme ou dysfonctions cardiaques.

L’ensemble des animaux seront euthanasiés sous anesthésie générale. En effet, la craniectomie ainsi que les variations extrêmes de pression artérielle exposeraient les animaux à un risque important de lésions cérébrales, compromettant significativement leur confort et leur bien-être.

Les brebis adultes ont été sélectionnées pour leur similitudes morphologiques et physiologiques en termes de poids taille et caractéristiques neurologiques avec l’homme.