Améliorer les procédures de cryoconservation existantes afin de les rendre plus robustes, plus sûres et plus fiables à court terme.
Explorer des solutions novatrices et ambitieuses pour faire progresser la cryogénie sur le long terme. Ces projets visent à transformer durablement le domaine et ouvrir de nouvelles possibilités.
Ces projets représentent des objectifs à long terme pour faire progresser la cryoconservation humaine.
La plupart des patients en cryoconservation sont en "stockage en immersion", qui est l'option standard depuis de nombreuses années. Bien qu'elle soit bien comprise et relativement facile à réaliser et à entretenir, elle présente certains inconvénients. L'un des plus connus est la fissuration. Lors du refroidissement à -196 °C, même effectué très lentement, des contraintes thermiques apparaissent dans les structures les plus sensibles, ce qui entraîne leur fissuration. Cela crée un besoin supplémentaire de réparation une fois que la technologie de régénération sera disponible.
Un refroidissement plus modéré, mais toujours inférieur à la température de transition vitreuse, offrirait les mêmes qualités protectrices que les très basses températures, sans le même degré de stress thermique et avec nettement moins de fissurations. C'est précisément ce que permet le stockage à température intermédiaire. Nous prévoyons de mettre en œuvre la première solution ITS pour le corps entier des patients cryoconservés.
La qualité des agents cryoprotecteurs est l’un des facteurs clés de la cryogénie.
Nous nous concentrons principalement sur l’optimisation dans des conditions réelles, par opposition aux paramètres de laboratoire. Les conditions de laboratoire sont généralement bien contrôlées et idéales, alors que les situations réelles sont plus complexes. Les sujets abordés comprennent l’ajout d’agents permettant de franchir la barrière hémato-encéphalique, l’optimisation des temps de transport, la réduction de l’œdème et l’adaptation aux différents tissus, etc.
Le réchauffement des tissus cryoconservés, en particulier pour de grands volumes (comme les organes ou le cerveau), accentue les difficultés de la cryoconservation. La formation de glace et la nucléation, par exemple, sont beaucoup plus difficiles à contrôler lors du réchauffement depuis des températures cryogéniques que lors du refroidissement vers ces températures.
Des protocoles et des méthodes de réchauffement spécifiques sont nécessaires. Les recherches porteront d'abord sur des animaux de petite taille, puis de plus en plus sur des organismes plus grands et plus complexes.
Pour éliminer les APC et rétablir la circulation, le tissu doit être reperfusé et réalimenté en oxygène. Cela entraîne son lot de complexités, telles que les lésions de reperfusion.
Les concepts fondamentaux de la perfusion après la cryoconservation doivent être formulés. Les recherches porteront d'abord sur des animaux de petite taille, puis de plus en plus sur des organismes plus grands et plus complexes.
Tout ce qui est fait au cours du processus de cryoconservation vise à réduire la quantité de dommages cellulaires et subcellulaires subis en raison des processus actifs ou passifs déclenchés après l'arrêt circulatoire et par les procédures elles-mêmes. Néanmoins, les dommages continuent de s'accumuler.
Au total, quatre types de dommages devront être réparés : 1) les dommages antérieurs à l'arrêt circulatoire (dus par exemple à des maladies ou à une dégradation générale), 2) les dommages survenant après l'arrêt circulatoire en raison d'une ischémie (processus apoptotiques et nécrotiques), 3) les dommages liés à la cryoconservation elle-même (toxicité, nucléation de la glace, etc.), et 4) les dommages causés par les procédures de réchauffement et de reperfusion. Il est évident qu’une recherche fondamentale approfondie est nécessaire pour comprendre ce qu'il faut faire pour effectuer ces réparations.
Il existe des idées préliminaires pour la restauration de la vie, mais il n'y a pas encore de données expérimentales. D'importantes recherches sont nécessaires pour comprendre comment la restauration de la vie pourrait fonctionner aux niveaux conceptuel et pratique.
Une fois que le réchauffement, la reperfusion et la réparation sont maîtrisés et appliqués, toutes les procédures se rejoignent dans une sorte de "réanimation", similaire à la manière dont la réanimation cardio-pulmonaire est composée de différentes étapes conduisant au "rétablissement de la vie" en cas d'arrêt cardiaque. Il reste encore beaucoup à faire au niveau conceptuel et théorique avant que des projets de recherche plus appliqués puissent avoir du sens.
Nous travaillons à l'amélioration des processus suivants afin de rendre la cryoconservation humaine meilleure et plus efficace.
Dans la plupart des cas, on utilise soit un lavage sur le terrain (c'est-à-dire pas de perfusion d'agent cryoprotecteur sur place), soit une perfusion d'APC neuro-centrée. Cela signifie que le patient est à une température plus élevée à la fin des procédures de standby, ce qui entraîne une dégradation plus importante avant la vitrification en centre de conservation à long terme
Les protocoles et l'équipement destinés à la cryoprotection/perfusion du corps entier sur le terrain permettent de refroidir localement jusqu'aux températures de la glace sèche, ce qui autorise des durées de transport plus longues sans dégradation et garantit une cryopréservation de meilleure qualité.
Les équipements de perfusion diffèrent considérablement d'un pays à l'autre et d'une organisation à l'autre, qu'il s'agisse de pompes à perfusion ou d'embaumement fonctionnant par gravité, ou de circuits de perfusion de qualité médicale. Historiquement, l'Europe a été assez rudimentaire dans ce domaine. L'utilisation d'équipements et de procédures de perfusion professionnels constitue une étape importante pour améliorer la qualité.
Pour notre procédure de cryoprotection du corps entier, nous utiliserons des pompes et des circuits professionnels de qualité médicale (semblables à des machines cœur-poumon) afin d'améliorer la qualité grâce à un contrôle optimal de la pression, la prévention des bulles, le flux pulsatile, la protection contre la surpression, etc. Ce dispositif sera continuellement perfectionné et des équipes locales supplémentaires seront formées pour améliorer les temps de réponse.
Une bonne cryoprotection nécessite de la rapidité et de la compétence. Il faut commencer le refroidissement le plus tôt possible après l'arrêt circulatoire (et légalement, après la déclaration de décès) et disposer du savoir-faire nécessaire pour réaliser une cryoprotection de haute qualité. Malheureusement, le nombre de membres, même dans les plus grandes organisations, n'est pas encore suffisant pour permettre à plusieurs équipes professionnelles d’intervenir sur le site du patient dans un délai suffisamment court.
Pour l'instant, la meilleure solution consiste à combiner des équipes locales, qui assurent un refroidissement initial rapide, et des équipes professionnelles centralisées. Dans la plupart des cas, ces équipes locales sont des organisations bénévoles à temps partiel. Pour les soutenir au mieux, nous organisons des formations, offrons une assistance et des conseils pratiques, et développons des outils d'assistance numérique complets afin d'assurer un bon standby, même dans les zones éloignées.
Les techniques de refroidissement sont bien établies en laboratoire ou à l'hôpital, mais leur application sur le terrain reste complexe. Des approches telles que la ventilation liquide, le lavage gastrique ou la dérivation extracorporelle rapide (avant un refroidissement important) nécessitent des compétences élevées, une formation complète, ainsi que des procédures et un équipement qui puissent être appliqués et reproduits de manière fiable.
En plus de la mise en œuvre d'un refroidissement externe et interne efficace (via un perfusat refroidi), de nouvelles méthodes de refroidissement promettent des taux plus rapides, permettant de réduire l’ischémie.
Pour progresser selon des objectifs précis, il est nécessaire de disposer d'indicateurs de performance fiables. Ces mesures sont similaires à celles utilisées en médecine, comme le taux de survie à 5 ans dans le traitement du cancer ou le taux de ré-hospitalisation et les complications opératoires.
Bien qu'il existe déjà certains paramètres de qualité (comme le degré de déshydratation ou la formation de glace mesurés par tomodensitométrie), d’importants progrès restent nécessaires. La définition de nouveaux paramètres et l'amélioration des indicateurs existants constituent pour nous une priorité à court et moyen terme.
Certains composants des CPA sont toxiques. Une meilleure compréhension de la toxicité (grâce à l’identification de marqueurs) et sa réduction sont des enjeux essentiels pour limiter l’ampleur des dommages cellulaires à réparer.
La toxicité peut être réduite, par exemple en combinant des composants qui, ensemble, présentent une toxicité moindre que s’ils étaient utilisés individuellement.
La performance des agents cryoprotecteurs constitue l’un des facteurs les plus déterminants de la qualité globale de la cryopréservation.
Nous nous concentrons principalement sur l’optimisation en conditions réelles, par opposition aux paramètres contrôlés de laboratoire. Alors que les expériences en laboratoire offrent un environnement idéal, les conditions réelles sont beaucoup plus variables et complexes. Les axes de travail incluent l’ajout d’agents favorisant l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique, l’optimisation des temps de transport, la réduction de l’œdème et l’adaptation des protocoles à différents types de tissus.
La création de nouveaux CPA a déjà été tentée par plusieurs organisations, mais sans apporter d’améliorations significatives par rapport aux solutions existantes.
À l’instar de l’amélioration des CPA existants, la création de nouveaux CPA spécifiquement adaptés aux situations non idéales (en dehors du laboratoire) représente une démarche précieuse. La recherche fondamentale en ce domaine est prometteuse, mais son application pratique pourrait soulever des défis majeurs.
L’ischémie constitue l’un des principaux problèmes de la cryoconservation actuelle. Elle provoque de multiples complications, notamment l’altération de la perfusion, l’œdème et l’augmentation de la pression intracrânienne.
Nos projets de recherche visent à améliorer la prise en charge des situations cliniques non optimales présentant différents degrés d’ischémie. Les approches incluent l’utilisation de CPA adaptés, des techniques avancées de perfusion et, dans certains cas, la craniotomie décompressive. Nous travaillons également sur l’optimisation logistique afin de limiter l’ischémie dès les premières étapes.