Deux types de valves prothétiques sont utilisés pour la chirurgie de remplacement des valves cardiaques – mécaniques ou bioprothétiques. Les valves mécaniques ont une durabilité à long terme, mais nécessitent une anticoagulation à vie, avec des risques de thrombose, de thromboembolie ou de saignement spontané, et sont donc moins qu’idéales, en particulier chez les jeunes patients (sujets à des blessures, en période de menstruation ou enceintes) et chez les patients des pays en développement, où une surveillance étroite de l’anticoagulation peut être difficile.
Les valves cardiaques bioprothétiques (BHV) sont construites à partir de valves cardiaques porcines ou de péricarde bovin conservés au glutaraldéhyde. Les patients porteurs de BHV n’ont pas besoin d’anticoagulation, mais une détérioration structurelle de la valve peut survenir, en particulier chez les patients plus jeunes, nécessitant un remplacement, avec le risque de mortalité plus élevé qui lui est associé.
La majorité des 275 000 à 370 000 remplacements de valves annuels estimés sont effectués chez des patients âgés dans le monde développé1. Cependant, à l’échelle mondiale, on estime à 15 millions le nombre de patients atteints de cardiopathie rhumatismale, principalement des jeunes dans le monde en développement, avec au moins 280 000 nouveaux cas par an2. Seuls 7 à 8 % environ des populations chinoise et indienne ont accès à la chirurgie cardiaque1,3, mais la demande est susceptible d’augmenter sensiblement avec la croissance économique de ces pays et le développement de la technologie, qui rend le remplacement valvulaire plus réalisable. Par exemple, le remplacement valvulaire transcathéter percutané (dans lequel les BHV sont utilisées) est actuellement effectué chez des patients âgés trop malades pour une chirurgie à cœur ouvert standard4, mais il devrait minimiser l’intensité des soins postopératoires requis, ce qui le rendrait potentiellement adapté aux patients du monde entier. Il existe donc un énorme « marché » potentiel pour le remplacement des BHV.
La détérioration ou l’échec structurel de la valve survenant dans les BHV dépend de l’âge, avec <10 pour cent survenant chez les patients >65 ans, mais un échec presque uniforme dans les 5 ans chez les patients <35 ans5. La calcification du BHV est très probablement le résultat d’une combinaison de processus chimiques liés à la fixation du glutaraldéhyde et d’une réponse immunitaire à la xénogreffe (à la fois humorale et cellulaire)6. La raison probable pour laquelle les jeunes patients démontrent une destruction aussi agressive d’une BHV est une compétence immunitaire et un métabolisme calcique accrus.
Les valves ratées montrent des signes d’inflammation (infiltration de macrophages et de cellules mononucléaires) et de thrombose (dépôt de plaquettes et de fibrine)7, des caractéristiques histopathologiques similaires à celles observées dans les xénotransplantations expérimentales de tissus/organes vivants. Ainsi, les avancées dans le domaine de la xénotransplantation expérimentale d’organes peuvent être applicables à la conception de BHV plus durables, en particulier pour les jeunes patients.
Dans la combinaison de xénogreffe porcine-humaine, l’antigène galactose α1, 3 (Gal) (présent sur la plupart des tissus porcins) est la cible principale des anticorps humains anti-porcs8. Cette réaction antigène-anticorps a été impliquée par plusieurs groupes dans la calcification et la défaillance des BHV9,10. Ce problème peut être au moins partiellement résolu si les BHV sont construits à partir de porcs génétiquement modifiés qui ont été développés comme sources d’organes pour la xénotransplantation.
α1, 3-galactosyltransférase gene-knockout (GTKO) (qui n’expriment pas les antigènes Gal) ont été croisés avec des porcs qui sont transgéniques pour les protéines régulatrices du complément humain, (par exemple, CD46 CD55) et sont connus pour fournir une résistance aux blessures médiées par le complément humain. Des porcs GTKO seront bientôt disponibles exprimant des gènes humains » anti-inflammatoires » ou » anti-thrombotiques « , les deux pouvant fournir une protection supplémentaire à un BHV contre les réponses inflammatoires et immunitaires humaines.
Si les BHV pouvaient être façonnés pour fournir une survie prolongée chez les jeunes patients et chez les patients chez qui l’anticoagulation à long terme est contre-indiquée, il y aurait probablement un changement de paradigme pour le remplacement de la valve dans le monde entier. Les matières premières nécessaires à la fabrication des BHV (par exemple, les valves ou le tissu péricardique de porcs ou de vaches de type sauvage, non modifiés) peuvent être obtenues à un coût minime auprès des abattoirs. Le coût des valves provenant de porcs génétiquement modifiés serait sans aucun doute beaucoup plus élevé (mais il diminuerait sensiblement avec l’expansion des troupeaux de reproduction). Compte tenu de la population de patients qui pourraient bénéficier le plus de BHV améliorées, c’est-à-dire les jeunes, en particulier dans les pays en développement où l’incidence des cardiopathies rhumatismales reste élevée, le coût de la BHV est une considération majeure. C’est peut-être pour cette raison qu’à ce jour, les entreprises impliquées dans ce domaine n’ont pas montré d’enthousiasme pour étudier les porcs génétiquement modifiés comme futures sources de valves ou de péricarde. Une approche innovante de la part d’entrepreneurs de pays tels que la Chine et l’Inde, associée à un accès accru aux troupeaux de porcs génétiquement modifiés, devrait résoudre ce dilemme.