Une nouvelle subvention de 1,7 million de dollars réunira une équipe de chercheurs pour étudier – et finalement contrecarrer – la réaction en chaîne qui se produit dans le corps après un arrêt cardiaque et qui peut finalement entraîner des lésions cérébrales et la mort.
« Alors que la séquence biologique des événements est déclenchée par un arrêt cardiaque, le décès et l’invalidité associés à cet événement sont le résultat d’une blessure systémique plus large causée par la perte initiale du flux sanguin et l’inflammation tissulaire subséquente une fois la circulation sanguine rétablie”, a déclaré le neurologue Marc Halterman, MD, Ph.D., chercheur principal de l’étude. « En fait, c’est l’effet cumulatif de cette lésion systémique sur le cerveau – et non le cœur – qui conduit finalement à la mortalité dans le trouble. »
Chaque année, quelque 400 000 Américains souffrent d’un arrêt cardiaque. Malgré les améliorations apportées à la réanimation préhospitalière et l’utilisation généralisée de l’hypothermie induite, qui peut aider à protéger les tissus contre les dommages dus au manque de flux sanguin, moins de 30 000 patients en arrêt cardiaque (7,6%) survivront finalement à leur sortie de l’hôpital.
Quelques minutes après la réanimation, une séquence complexe d’événements se déroule dans tout le corps impliquant les systèmes cardiovasculaire, immunitaire et respiratoire. Les dommages tissulaires causés par l’arrêt et la restauration du flux sanguin combinés à des facteurs pro-inflammatoires libérés du tractus gastro-intestinal déclenchent une réponse inflammatoire systémique robuste.
Ces signaux moléculaires activent à leur tour les neutrophiles circulants, qui servent de « premiers intervenants” du système immunitaire les canalisant vers les sites de blessure où ils causent par inadvertance d’autres dommages. Les scientifiques spéculent que cette chaîne d’événements provoque l’overdrive du système immunitaire et que les cellules immunitaires, y compris les neutrophiles, finissent par se frayer un chemin dans le système nerveux central où elles attaquent et tuent les cellules du cerveau.
« Alors que nous associons généralement les neutrophiles à la première ligne de défense du système immunitaire contre les agents pathogènes envahissants, à la suite d’un arrêt cardiaque, ils peuvent en fait agir plus comme l’ennemi intérieur en ajoutant du carburant au feu”, a déclaré Halterman.
L’attaque du cerveau est retardée et atteint son maximum quelques jours après l’arrestation; par conséquent, les scientifiques spéculent qu’en se concentrant sur les premières étapes de cette réponse, ils pourraient trouver un moyen de neutraliser les neutrophiles au passage en empêchant leur activation et leur mobilisation dans les tissus qui tentent de se remettre des effets initiaux de la perte de flux sanguin. La nouvelle recherche se concentrera principalement sur les poumons en tant que site potentiel d’intervention thérapeutique où l’activation des neutrophiles pourrait être modifiée ou empêchée.
En raison de la nature complexe et multisystémique du projet, la recherche réunira une équipe de scientifiques, dont Michael O’Reilly, Ph.D. et Arshad Rahman, Ph.D. au Département de pédiatrie, et Minsoo Kim, Ph.D. au Département de Microbiologie et d’Immunologie. L’Institut National des Troubles Neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS) financera les travaux sur le projet. Les études initiales ont été financées par des fonds pilotes du Programme Schmitt sur la recherche sur le cerveau intégratif à Halterman et O’Reilly. Un soutien supplémentaire sera fourni par le biais d’une bourse récente du NINDS attribuée à Nguyen Mai, un étudiant en doctorat / doctorat au laboratoire de Halterman, qui a joué un rôle clé dans la collecte des données préliminaires requises pour les demandes de subvention.