Les chercheurs trouvent pourquoi la ventilation en USI peut causer des lésions cérébrales

On sait depuis longtemps que les patients qui ont été ventilés mécaniquement dans des unités de soins intensifs souffrent d'une forme de déficience mentale. Maintenant, les chercheurs ont découvert un mécanisme moléculaire qui pourrait expliquer pourquoi cela se produit.

L'étude, publiée dans le American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, a été menée par des chercheurs de l'université d'Oviedo en Espagne, de l'hôpital St. Michael's au Canada et de l'école de médecine Perelman de l'université de Pennsylvanie.

Les chercheurs affirment qu'un minimum de 30% des patients dans les unités de soins intensifs (USI) souffrent d'une forme de dysfonctionnement mental, tel que l'anxiété, la dépression et le plus souvent le délire. Ils notent que l'incidence du délire chez les patients ventilés mécaniquement est d'environ 80%.

Ils ont émis l'hypothèse que cela pouvait être dû en partie à des dommages dans l'hippocampe, mais la manière dont la ventilation cause ces dommages n'était pas claire.

La dopamine est une cause d'apoptose

Pour leur étude, l'équipe de recherche a analysé les cerveaux prélevés chez des souris ayant été reliées à une ventilation à basse pression ou à haute pression pendant 90 minutes, aux côtés des cerveaux de souris témoins n'ayant pas été ventilés.

En comparaison avec les souris témoins, les souris en ventilation ont montré des signes de mort cellulaire neuronale dans l'hippocampe à la suite de l'apoptose - le processus de mort cellulaire programmée (DCP).

L'équipe de recherche a découvert que le processus d'apoptose était causé par la suppression de l'Akt induite par la dopamine - une molécule qui empêche généralement l'apoptose neuronale.

Ils notent que chez les souris ventilées, la suppression d'Akt était clairement évidente dans l'hippocampe et était liée à une augmentation des taux de dopamine (hyperdopaminergique) dans cette région du cerveau. Les souris ventilées ont également montré une expression génique accrue de la tyrosine hydroxylase - une enzyme essentielle à la synthèse de la dopamine.

Selon les chercheurs, l'augmentation de la dopamine qui en résulte augmente la force d'activation du récepteur de la dopamine dans l'hippocampe.

Pour confirmer ces résultats, les chercheurs ont injecté des inhibiteurs des récepteurs de la dopamine (D2) de type 2 dans les ventricules cérébraux d'un groupe de souris. Cela a significativement réduit l'apoptose induite par la ventilation dans l'hippocampe.

Dysbindin-1 'protège contre l'apoptose'

Les chercheurs ont ensuite analysé les conséquences de la ventilation et de l’augmentation de la dopamine dans l’hippocampe sur la dysbindine-1, une protéine qui affecte les niveaux des récepteurs D2 à la surface cellulaire, la cognition et, potentiellement, le risque de psychose.

Les résultats ont montré que les souris ayant subi une ventilation à haute pression présentaient une expression génique accrue de la dysbindine-1C. Plus tard dans le processus, les souris ventilées ont également montré une expression génique accrue dans les taux de protéines de la dysbindine-1C.

La dopamine seule a montré des effets similaires sur la dysbindine-1C lors de l'analyse des préparations en tranches d'hippocampe, selon les chercheurs, et ces effets ont été inhibés par les récepteurs D2.

Les chercheurs affirment que la dysbindine-1 étant capable de réduire les récepteurs D2 à la surface cellulaire et de protéger l’apoptose, il est possible qu’une augmentation de la dysbindine-1 chez les souris ventilées puisse déclencher des "réponses compensatoires" à l’apoptose hippocampique induite par la ventilation.

Ils notent que cela pourrait potentiellement s'appliquer aux patients des soins intensifs, étant donné qu'une étude supplémentaire a montré que la dysbindine-1 totale était augmentée dans les neurones hippocampiques des humains ventilés qui sont décédés, mais pas chez les humains non ventilés.

Potentiel de médicaments nouveaux et améliorés

Les chercheurs affirment que ces résultats pourraient conduire à de nouvelles utilisations de médicaments déjà établis, ainsi qu’à la mise au point potentielle de nouveaux médicaments capables de déclencher certaines voies moléculaires capables de résoudre les effets indésirables sur la fonction cérébrale résultant de la ventilation en soins intensifs.

Dr Konrad Talbot, professeur adjoint de recherche en neurobiologie au Département de psychiatrie de Penn Medicine, a déclaré:

"L'étude indique la nécessité de réévaluer l'utilisation des antagonistes des récepteurs D2 en minimisant les effets cognitifs négatifs de la ventilation mécanique chez les patients en soins intensifs et d'évaluer la nouvelle possibilité que l'élévation de l'expression dysbindine-1C puisse également réduire ces effets."

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