L'activation des éosinophiles induite par le stress contribue à la morbidité et à la mortalité postopératoires après résection pulmonaire

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Contexte de recherche

Avec le vieillissement de la population mondiale, le nombre d’opérations de résection pulmonaire a considérablement augmenté, y compris les résections de cancers pulmonaires primaires, l’élimination des métastases pulmonaires et les chirurgies pour traiter les infections pulmonaires ou l’emphysème. Cependant, on sait peu de choses sur la réponse systémique au stress après une chirurgie thoracique et sur les interventions pour améliorer la réhabilitation post-résection pulmonaire. Le taux de complications pulmonaires après une résection pulmonaire peut atteindre 50%, et de nombreux patients qui n’avaient pas besoin d’oxygène avant l’opération nécessitent une supplémentation en oxygène prolongée après l’intervention. Ces complications prolongent non seulement le séjour à l’hôpital et affectent la récupération, mais dans les cas graves, peuvent même entraîner une insuffisance respiratoire.

Bien que des rapports sur le syndrome de détresse respiratoire aiguë postopératoire existent depuis 1942, son étiologie reste incertaine. Certaines études suggèrent que l’administration excessive de liquides pendant l’opération ou une ventilation excessive pourraient être des facteurs déclencheurs, mais ces théories sont controversées. Des recherches ont montré que des doses élevées de corticostéroïdes peuvent améliorer le pronostic postopératoire, suggérant que l’inflammation pourrait jouer un rôle important.

Source de l’article

Cet article intitulé “Stress-induced eosinophil activation contributes to postoperative morbidity and mortality after lung resection” a été publié dans le journal Science Translational Medicine le 21 août 2024. Les auteurs incluent Zhongcheng Mei, May A. Khalil, Yizhan Guo, et autres, affiliés à l’Université du Maryland, l’Université de Pittsburgh, l’Université de Washington et la Mayo Clinic, entre autres institutions.

Description détaillée du processus de recherche

Sujets d’étude et procédure expérimentale :

Cette étude a utilisé un modèle de résection pulmonaire chez la souris et des échantillons de sang périphérique de patients ayant subi une chirurgie pulmonaire ou abdominale pour explorer les mécanismes des lésions tissulaires pulmonaires, de l’œdème pulmonaire non cardiogénique, de l’hypoxémie et de la mortalité causés par la circulation pro-inflammatoire induite par la chirurgie pulmonaire.

  1. Expériences sur les souris :

    • Utilisation d’un modèle murin pour des résections pulmonaires gauche et droite, avec prélèvement d’échantillons de sang, du poumon droit et de la rate après l’opération.
    • Analyse par cytométrie en flux des leucocytes dans le sang et les tissus, en particulier les changements dans les éosinophiles.
    • Évaluation de la production et de la maturation des éosinophiles dans la moelle osseuse.

  2. Analyse des échantillons de patients :

    • Collecte d’échantillons de sang périphérique de patients ayant subi une résection pulmonaire ou une chirurgie abdominale.
    • Analyse des changements dans la proportion d’éosinophiles périphériques à différents moments avant et après l’opération.

Résultats expérimentaux :

  1. La résection pulmonaire induit l’activation et l’augmentation systémique des éosinophiles :

    • Dans le modèle murin, après résection du poumon gauche, la proportion d’éosinophiles a significativement augmenté dans le sang, le poumon droit et la rate.
    • De même, chez les patients ayant subi une résection pulmonaire, la proportion d’éosinophiles dans le sang a significativement augmenté, mais pas chez les patients ayant subi une chirurgie abdominale.

  2. La résection pulmonaire induit l’activation des éosinophiles pulmonaires et accélère la maturation des éosinophiles dans la moelle osseuse :

    • Dans le modèle murin, après résection du poumon gauche, les éosinophiles du poumon droit ont montré des marqueurs d’activation, tels que la régulation à la hausse de CD69 et iNOS.
    • Le nombre d’éosinophiles matures dans la moelle osseuse a augmenté, sans changement significatif du nombre de cellules précurseurs, suggérant une accélération du processus de maturation des éosinophiles.

  3. L’inhibition des éosinophiles améliore le pronostic postopératoire :

    • Dans le modèle de résection du poumon droit, les souris avec une déplétion spécifique des éosinophiles ont montré un taux de survie significativement plus élevé et une récupération plus rapide du poids corporel.
    • De même, les souris traitées avec des anticorps anti-CCR3 ou anti-Siglec-F ont montré un taux de survie plus élevé après résection du poumon droit, avec une amélioration de l’œdème pulmonaire et de l’hypoxémie.

  4. Rôle clé de l’IL-7 dans la maturation des éosinophiles dans la moelle osseuse :

    • Après résection pulmonaire, la concentration d’IL-7 dans la moelle osseuse a significativement augmenté. L’utilisation d’anticorps neutralisant l’IL-7 ou de souris déficientes en récepteur de l’IL-7 a inhibé le processus de maturation des éosinophiles.
    • L’IL-7 est principalement produite par les cellules T γδ après résection pulmonaire. La déplétion des cellules T γδ a significativement réduit l’expression de l’IL-7, inhibant la maturation et l’activation des éosinophiles.

  5. Rôle des ILC2 dans l’activation des éosinophiles médiée par l’IL-7 :

    • La déplétion des ILC2 a inhibé l’activation des éosinophiles et leur processus de maturation dans la moelle osseuse.
    • Les ILC2 médiaient le signal IL-7 via le GM-CSF, favorisant l’activation des éosinophiles et les lésions pulmonaires.

Conclusions et signification de la recherche :

L’étude indique que la réponse au stress induite par la résection pulmonaire favorise la prolifération et l’activation des éosinophiles dépendantes du GM-CSF via l’activation des ILC2 médiée par l’IL-7, conduisant finalement à la production d’iNOS et aux lésions tissulaires pulmonaires.

  • Valeur scientifique : Cette étude révèle une nouvelle voie inflammatoire après résection pulmonaire, élucidant le rôle de l’axe IL-7/ILC2/GM-CSF/éosinophiles dans le stress mitochondrial et les lésions pulmonaires.
  • Valeur pratique : Le ciblage de l’activation des éosinophiles avec des médicaments existants approuvés par la FDA, ou la neutralisation de NOS pendant la période périopératoire, pourrait offrir de nouvelles approches pour améliorer le pronostic postopératoire des patients à haut risque.

Points forts de la recherche

  1. Perspective de recherche novatrice : Révélation d’un mécanisme inflammatoire potentiel des lésions pulmonaires postopératoires.
  2. Collaboration multidisciplinaire : Les auteurs proviennent de différents domaines de recherche et institutions, soulignant l’importance de la collaboration interdisciplinaire.
  3. Potentiel en médecine translationnelle : Les résultats de la recherche soutiennent l’intervention sur les complications postopératoires par des médicaments existants, offrant de nouvelles perspectives pour le traitement clinique.