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Donneur 

Le gouffre qui persiste entre le nombre élevé de receveurs potentiels et la paucité de donneurs adéquats oblige à repenser le mode de prélèvement du cœur à des fins de transplantation. Jusqu'à ces 10 dernières années, la notion de donneur reposait sur celle de mort cérébrale: absence complète de réponse du cerveau et du tronc cérébral à toute stimulation extérieure. Le concept légal associant le décès à la mort cérébrale permet de prélever le cœur pendant qu'il bat encore et pendant que l'hémodynamique est préservée (heart-beating donor). Le diagnostic de mort cérébrale repose sur un certain nombre de critères traduisant un arrêt fonctionnel irréversible du cerveau et du tronc cérébral, certifié par deux médecins non impliqués dans la transplantation [1,26,34,37].
 
  • Coma profond de cause établie;
  • Absence de réponse cérébrale et de perception des stimulations: douleur, ;
  • Absence de respiration spontanée (test d’apnée);
  • Absence d’activité du tronc cérébral: mydriase fixe bilatérale, absence de réflexes oculaires, cornéen et oro-pharyngé;
  • Absence de facteurs métaboliques masquant les réflexes sus-mentionnés: état de choc, intoxication médicamenteuse, troubles électrolytiques et acido-basiques, glycémie pathologique, hypothermie ("No one is dead before being warm and dead");
  • Le diagnostic requiert deux évaluations séparées par un minimum de 6 heures; 
  • Le diagnostic peut être confirmé par un EEG ou un examen de perfusion cérébrale (radiologique ou angiographie isotopique au technetium 99).
Le consentement doit être clairement certifié par des dispositions préalables du donneur; à défaut, celui de la famille doit être sans ambiguité. La législation de certains pays reconnaît le "consentement présumé", qui autorise le prélèvement des organes d'une personne en état de mort cérébrale si le donneur potentiel ne s'y est pas formellement opposé de son vivant [1,26].
 
Dans les années 2008-2009 ont débuté des prélèvements sur des patients en fin de vie après leur arrêt cardio-respiratoire [2,4]. La technique consiste à respecter une période d'observation de 5-10 minutes après la disparition des signes hémodynamiques de vie, puis à perfuser rapidement le cœur avec une solution de cardioplégie et à l'explanter au plus vite [12]. Les modalités du prélèvement après l'arrêt naturel du cœur sont décrites plus loin (voir Prise en charge du donneur à cœur arrêté).
 
D'une manière générale, le donneur doit présenter une stricte compatibilité ABO avec le receveur [19]. Il devrait être âgé de moins de 50 ans, mais en Suisse 42% seulement des donneurs remplissent cette condition, car 58% d'entre eux ont plus de 50 ans [Office Fédéral de la Santé Publique, Berne 2016]. La différence de taille entre son cœur et celui du receveur ne doit pas dépasser 30% [23]. Le donneur ne doit pas souffrir de maladie infectieuse ni cancéreuse. HIV, infections virales actives, prions, méningo-encéphalite herpétique sont des contre-indications absolues, alors qu'une bactériémie momentanée n'est qu'une contre-indication relative [39]. Le donneur ne doit présenter aucune cardiopathie (traumatisme cardiaque, valvulopathie, maladie ischémique), et jouir d'une fonction hémodynamique correcte pendant les dernières heures (FE > 0.45); un support inotrope n'est pas une contre-indication au prélèvement dans la mesure où il reste limité à des doses de soutien (dopamine, dobutamine, nor-adrénaline). Une dysfonction ventriculaire gauche modérée (FE: 0.4) ne contre-indique pas le prélèvement [35]. Des anomalies de la cinétique segmentaire sont fréquentes et s’améliorent en général après transplantation, mais lorsqu’elles correspondent à une coronaropathie significative, elles multiplient par trois le risque d’échec de la transplantation [40]. La mort cérébrale et les perfusions de catécholamines ont toutes deux pour effet de diminuer l'activité des récepteurs béta myocardiques dans le greffon, qui sera peu sensible aux amines β1 après la transplantation [10,11]. 
 
Outre l'ECG et le status hémodynamique, une échocardiographie transoesophagienne est nécessaire à l'évaluation de l'organe (anatomie, fonction globale et segmentaire, présence d'un FOP, contusion en cas de décès par traumatisme). En cas de doute sur la vascularisation coronarienne (homme > 40 ans, femme > 50 ans, présence de facteurs de risque majeurs, anamnèse équivoque), une coronographie est pratiquée de routine. En dernier ressort, l'inspection visuelle et la palpation des coronaires dans le champ opératoire motivent la décision finale du prélèvement. 
 
Les malades en mort cérébrale sont la meilleure source de greffon cardiaque garantissant une fonction optimale, mais leur nombre est très insuffisant par rapport à la demande d’organe, puisque environ trois quarts des patients en liste d’attente décède sans avoir pu bénéficier d’une greffe [Office Fédéral de la Santé Publique, Berne, 2016]. Pour pallier ce manque, on a élargi les critères de sélection en reculant l’âge au-delà de 50 ans, en acceptant des donneurs hypertendus, diabétiques (dans la mesure où ces affections sont stables et contrôlées), souffrant de tumeur cérébrale, d’hypertrophie ventriculaire ou de coronaropathie mineure, et en utilisant des coeurs dont la fonction est abaissée (FE 0.4) [15,19]. Une autre piste possible est la greffe entre porteurs de la même infection chronique lorsqu'elle est stabilisée: HIV, hépatite B ou C [32]. Les résultats à un et à 5 ans ne paraissent pas significativement altérés par ces choix [9,16]. Finalement, on a commencé à envisager le prélèvement après l'arrêt cardiorespiratoire de donneurs qui ne sont pas en mort cérébrale (non beating-heart donors, voir plus loin). 
 
La compatibilité ABO entre donneur et receveur est essentielle, mais on ne tient pas compte du groupe Rhésus. Les critères de compatibilité sont les mêmes que pour les transfusions sanguines. Chez les enfant de moins d’un an, toutefois, il est possible de pratiquer des transplantations ABO-incompatibles car leur production d’anticorps anti-A et anti-B est très basse (voir Chapitre 14, Transplantation cardiaque) [33,36].
 
La compatibilité immunologique cellulaire est gérée par un système complexe de molécules glycoprotéiques dont la synthèse est gouvernée par des gènes localisés sur le chromosome 6 (MHC: Major Histocompatibility Complex). Ces molécules, qui déterminent la cartographie génétique d’un individu (groupes HLA A et B), se trouvent à la surface de la grande majorité des cellules; d’autres molécules (groupes DR) se situent sur des cellules spécialisées dans la reconnaissance immunologique: mastocytes, lymphocytes B, macrophages. La compatibilité HLA est secondaire pour la greffe cardiaque [15]. On ne recherche chez le donneur que la présence d’anticorps lymphocytotoxiques, ou anticorps préformés, en faisant réagir son sérum contre un ensemble d’antigènes standards connus; si la réactivité est inférieure à 15% de l’ensemble, on peut effectuer une greffe sans risque. Actuellement, 10% des patients ont des anticorps préformés, et ce nombre est en augmentation [19]. On ne pratique un crossmatch entre le sérum du receveur et les lymphocytes du donneur que si le taux d’anticorps lymphocytotoxiques est supérieur à 20%; si le crossmatch est positif, la transplantation est annulée.
 
Physiopathologie de la mort cérébrale
 
L’hypertension intracrânienne induit un réflexe de Cushing (hypertension artérielle et bradycardie). Lorsqu'elle conduit à l'ischémie du tronc cérébral, l'activité vagale est perdue. La stimulation sympathique n'a plus de contre-poids, et peut entraîner une libération cataclysmique d’adrénaline et de noradrénaline (tempête sympathique): poussée hypertensive, dysfonction et dilatation ventriculaires gauches, diminution de la perfusion coronarienne, ischémie sous-endocardique, arythmies. Cette décharge est telle qu’elle peut léser irrémédiablement le myocarde [29]. Plus le développement de l'hypertension intracrânienne est brutal, plus les lésions sont importantes. Lorsqu'elle conduit à l'enclavement occipital, la mort cérébrale altère la fonction du tronc cérébral et la régulation hémodynamique. La majeure partie des donneurs devient progressivement vasoplégique, ce qui les rend très sensibles à l'hypovolémie [17]; la bradycardie est fréquente. 
 
La mort cérébrale diminue le métabolisme, élimine la vasoconstriction et bloque le frisson; le donneur devient hypotherme, ce qui aggrave la coagulopathie et les risques d'arythmie. Une réaction inflammatoire systémique se met en place rapidement et compromet la fonction ultérieure des organes [18]. Elle s'accompagne d'une coagulation intravasculaire disséminée, d'une élévation des cytokines circulantes et d'une infiltration leucocytaire (passenger leucocytes) dans les tissus qui aggravent la réaction de rejet par le receveur [6,38]. Les échanges gazeux sont compromis par l'oedème pulmonaire neurogène et par le transfert liquidien vers le compartiemnt central à cause de la vasoconstriction périphérique lors de la tempête sympathique. 
 
La mort cérébrale ne diminue pas seulement les catécholamines circulantes (en-dehors de la poussée sympathique), mais aussi l'hormone thyroïdienne, l'hormone antidiurétique (vasopressine), le cortisol et l'insuline [5]. Le diabète insipide est secondaire à la dysfonction de la posthypophyse; il se caractérise par une hypernatrémie, une hyperosmolarité et une polyurie hypo-osmolaire (< 300 mosm/L); il survient chez 50-75% des donneurs et nécessite une perfusion de vasopressine (0.5–4 μg/h) [14]. L'hyperglycémie et la baisse de T3-T4 sont compensées par des perfusions d'insuline et l'administration de T3 (20-30 mcg). Dans certaines études, un protocole de multisubstitution hormonale agressive (méthylprednisolone, insuline, vasopressine et T3) a permis de réduire les doses de catécholamines et d'augmenter la proportion de donneurs acceptables [21,25].
 
Prise en charge du donneur à cœur battant
    
La survie du receveur dépend premièrement de la qualité de l'organe qu'il va recevoir. Cela se joue durant les dernières heures du donneur. La prise en charge de ce dernier réclame donc les mêmes soins que n'importe quel patient. Le donneur n'est pas un malade abandonné. Il est au contraire un malade précieux, mais instable. Son maintien en survie demande un investissement important. Cette réanimation doit veiller à maintenir un milieu physiologique aussi normal que possible pour les organes à prélever, sans avoir à s’inquiéter si les gestes entrepris ont des retombées à plus long terme  ou des conséquences néfastes sur les autres organes [5,6,21,28,39].
 
  • Monitorage invasif: ECG, SpO2, PECO2, cathéter artériel, voie centrale ou cathéter pulmonaire, débit cardiaque (Swan-Ganz ou PiCCO™), débit urinaire.
  • Examen échocardiographique transoesophagien. Evaluation de la fonction biventriculaire, de la cinétique segmentaire, recherche de valvulopathie et de foramen ovale perméable; il est préférable de fermer un FOP de > 5 mm pour éviter une hypoxémie réfractaire chez le receveur en cas de shunt D-G induit par une défaillance droite et une surpression dans l'OD [22].
  • La mort cérébrale peut avoir préservé des structures primitives du cerveau reptilien ou des réflexes médullaires; il faut donc que le patient soit correctement anesthésié et curarisé pour les prélèvements, sans quoi l'incision peut déclencher des mouvements réflexes d'origine médullaire.
  • Normoventilation; en cas d'oedème pulmonaire neurogène, assurer des échanges gazeux optimaux avec une PEEP élevée.
  • L'utilisation d'un halogéné (sevoflurane 0.5-1 MAC) pendant la dernière heure avant le clampage aortique permet de profiter de l'effet cardioprotecteur du préconditionnement et pourrait améliorer la reprise fonctionnelle du greffon [30].
  • En cas de prélèvement pulmonaire: PEEP < 10 cm H2O et PAPO < 12 mmHg.
  • Maintien d'une performance cardiaque adéquate pour assurer la perfusion des organes: perfusions de dopamine, dobutamine, adrénaline selon besoins; les dosages peuvent être élevés. La présence d'un cathéter de Swan-Ganz ou de PiCCO permet de dresser un profil hémodynamique et d'assurer un débit cardiaque satisfaisant.
  • Le donneur est en général vasoplégique; assurer le maintien de la PAM ≥ 70 mmHg avec une perfusion de nor-adrénaline; les dosages nécessaires sont souvent élevés. Si nécessaire, perfusion de vasopressine.
  • La perfusion coronarienne doit être maintenue normale (PAM ≥ 70 mmHg); la survie du greffon en dépend. 
  • Maintenir la normovolémie en dépit de la vasoplégie: Ringer-lactate, colloïde, sang et PFC selon besoins. Les HES sont contre-indiqués en cas de prélèvement rénal.
  • Eviter de trop diluer le donneur par un excès de cristalloïdes; mesurer l'osmolarité; l'oedème tissulaire met en danger les futurs greffons.
  • Maintenir l'hématocrite > 30% et l'hémoglobine ≥ 100 g/L en transfusant du sang autant qu'il est nécessaire; de plus, les prélèvements multiples occasionnent des pertes sanguines importantes qu'il faut compenser immédiatement.
  • Corriger les perturbations de la crase de manière habituelle (facteurs de coagulation selon thromboélastogramme); viser INR < 2.0, fibrinogène > 2.0 g/L, thrombocytes > 80'000/mL.
  • Maintien du débit urinaire ≥ 1 mL/kg/heure; diurétiques: mannitol (0.5 gm/kg), furosémide (bolus 10-20 mg, perfusion 1-5 mg/h).
  • Eviter l'acidose tissulaire, dangereuse pour les organes avant le prélèvement; administrer du bicarbonate-Na selon besoins.
  • Maintenir la normoglycémie: perfusion d'insuline pour glycémie < 10 mmol/L.
  • Réanimation hormonale: vasopressine 1-4 U/h (diabète insipide, hypernatrémie), méthylprednisolone 15-50 mg/kg (hypocorticisme, hyponatrémie), T3 (3 mcg/h) ou T4 (10 mcg/h) (insuffisance thyroïdienne). Cette réanimation fait traditionnellement partie des recommandations canadiennes et américaines, mais elle ne se justifie que dans la mesure où elle corrige un manque de ces hormones [28,41]. L'administration de hautes doses de méthylprednisolone au donneur se pratique depuis longtemps; elle tend à améliorer la résistance du greffon au rejet aigu et à réduire l'incidence de sa dysfonction précoce, mais les nombreuses publications sur le sujet n'offrent pas un consensus clair [7,13].
  • Les traitements en cours pour assurer la survie (catécholamines, insuline, tri-iodo-thyronine, antibiotiques, etc) sont continués sans interruption jusqu'à l'arrêt du ventilateur.
  • Les malades décérébrés sont facilement hypothermes; cette hypothermie peut s’accentuer en salle d’opération. Elle rend souvent nécessaire l’utilisation d’un système de réchauffement (couverture chauffante, réchauffement des perfusions et des gaz). L'hypothermie contribue à la dysrégulation des résistances artérielles et aux arythmies cardiaques.
 
Lors de prélèvements multiples, l'ordre respecté est le suivant: coeur, poumons, foie, pancréas, puis reins. On procède à une anticoagulation systémique (300 U/kg d'héparine) avant de clamper l'aorte. La ventilation peut être arrêtée après le clampage de l'aorte; l'heure en est mentionnée sur la feuille d'anesthésie. Lors du prélèvement, le coeur est refroidi extérieurement par du Ringer à 4°C (solution de Shumway) et perfusé par une solution cardioplégique à 4°C ; il est ensuite conservé dans la même solution à 4° pour le transport. Il existe également des solutions de perfusion spécifiques pour la préservation des greffons de cœur, telle la solution HTK-Bretschneider. Les stratégies de remplissage liquidien peuvent être contradictoires en cas de prélèvements simultanés de reins (hypervolémie souhaitée) et de poumons (restriction hydrique recherchée) [39].
 
Le délai de préservation (temps d'ischémie totale) est de 4 à 5 heures; au-delà, la fonction contractile se péjore rapidement; le délai maximum tolérable est de 6 heures [27]. La durée d’ischémie du greffon est un déterminant indépendant majeur de la mortalité postopératoire du receveur (p < 0.0001) [19,31]. Le 25 % des échecs cliniques immédiats est dû à une préservation défectueuse. Le temps d'ischémie se compte depuis le clampage de l'aorte du donneur jusqu’au déclampage de celle du receveur; plus il est court, meilleures sont les chances de succès (Tableau 17.1). 
   
 


Prise en charge du donneur à cœur arrêté
 
Dans cette situation, la déclaration de décès est basée sur des critères cardiorespiratoires: absence de pulsation, de pression artérielle, de mouvements respiratoires et de fonction neurologique, activité électrique agonale sans pouls (ECG), absence de contraction systolique (échocardiographie). Elle implique une période d'instabilité hémodynamique (PAM < 50 mmHg) et d'hypoxie (SpO2 < 70%) avant l'arrêt, et une période d'observation permettant de s'assurer de l'irréversibilité du processus. La première est en moyenne de 30-90 minutes et la deuxième de 5-10 minutes. A cela s'ajoute le temps nécessaire à transférer le corps en salle d'opération, à procéder à la sternotomie et à perfuser le cœur avec la solution de préservation; ceci représente un délai supplémentaire qui ne devrait pas dépasser 30 minutes [20,24]. Contrairement à la mort cérébrale, cette situation implique une durée significative d'ischémie chaude avant de pouvoir perfuser la solution de cardioplégie, donc un risque augmenté de dysfonction du greffon chez le receveur. D'autre part, il n'est pas possible d'évaluer le cœur avant son prélèvement puisqu'il est arrêté. La situation du cœur arrêté est donc beaucoup moins utilisée pour le cœur que pour le rein ou le poumon. Une solution intéressante à ce défi est la perfusion continue ex-vivo, qui permet de sauvegarder l'organe jusqu'à sa réimplantation, d'améliorer son status fonctionnel et de juger de sa performance contractile. Le protocole suivant est un exemple de cette technique [12].
 
  • Dès l'ouverture du péricarde, canulation de l'OD et prélèvement de 1.5 L de sang pour assurer l'amorçage du circuit de perfusion ex-vivo; héparinisation de ce sang et addition de 500 mL de solution électrolytique tamponnée contenant du mannitol et un stéroïde.
  • Clampage de l'aorte et perfusion à sa racine de la solution de cardioplégie de St Thomas (500-750 mL) sous une pression de 150 mmHg.
  • Canulation de l'artère pulmonaire pour l'évacuation du perfusat.
  • Dépôt du cœur dans le conteneur stérile et isotherme (37°C) d'une console de transport permettant la perfusion et l'oxygénation continue de l'organe (Transmedics™); celle-ci comprend une pompe et un oxygénateur.
  • Le circuit de perfusion de cette machine (pompe – aorte – artères coronaires – sinus coronaire – OD – VD – AP – pompe) assure un débit coronarien de 650-900 mL/min sous une pression de 65-90 mmHg; il est additionné d'une perfusion continue (10-30 mL/h) contenant un mélange isotonique d'électrolytes, d'acides aminés, de glucose-insuline et d'adénosine. 
  • S'il ne bat pas spontanément ou reste bradycarde, le cœur est cardioversé ou activé électriquement par un pacemaker épicardique.
  • La concentration de lactate est mesurée dans le circuit du côté artériel et du côté veineux. La viabilité du cœur est objectivée par sa consommation de lactate (taux de lactate veineux inférieur au taux artériel).
  • Ce système permet de conserver le cœur en bonne forme pendant 4-6 heures, malgré la période d'ischémie chaude entre le décès du donneur et son prélèvement (90-120 min).
  • Avant d'être réimplanté dans le receveur, le cœur est reperfusé par 1'000 mL de solution de cardioplégie froide (St Thomas) pour être arrêté pendant la chirurgie. 
Cette perfusion continue normothermique s'était déjà révélée être la meilleure technique de préservation du rein ayant subi un épisode d'ischémie chaude de 60 minutes dans une série expérimentale ancienne [8]. Alors qu'elle ne fait pas de différence avec la méthode de préservation classique de solution cristalloïde froide et de conservation du cœur à 4°C lorsque le prélèvement est réalisé à cœur battant (voir ci-dessus), la préservation par perfusion continue normotherme a permis une meilleure récupération fonctionnelle dans les cas de prélèvement à cœur arrêté [3,12]. Elle est particulièrement intéressante lorsque le donneur et le receveur ne sont pas dans le même hôpital et que le transport ajoute plusieurs heures d'ischémie supplémentaires à celle déjà subie.

 
 
 Donneur
Le donneur est typiquement un patient de 30-60 ans en mort cérébrale déclarée, dont l’hémodynamique est stable sous agents inotropes et vasopresseurs, et dont le cœur est sain. Le manque cruel de donneurs pousse à accepter des organes de patients plus âgés (> 60 ans), souffrant de tumeur cérébrale ou de comorbidités contrôlées (diabète, hypertension, coronaropathie mineure). On commence également à prélever des organes après l'arrêt cardio-respiratoire chez des malades qui ne sont pas en mort cérébrale.
 
La viabilité des organes prélevés exige une prise en charge intensive du donneur :
    - Monitoring invasif (cath artériel, PVC, Swan-Ganz, débit cardiaque, SvO2)
    - Normoventilation, PEEP élevée en cas d’œdème pulmonaire neurogène
- Maintien de l’hémodynamique avec des vasopresseurs (vasoplégie fréquente) et des agents inotropes (dobutamine, adrénaline, milrinone)
    - Manitien de la normovolémie et de l’hématocrite (solutés, colloïdes, transfusions)
    - Maintien de la normoglycémie et de l’équilibre acido-basique
    - Correction des troubles de la crase sanguine
    - Traitement du diabète insipide (vasopressine)
    - Maintien de la normothermie (risque majeur d’hypothermie)
 
Le délai d’ischémie acceptable est de 4 heures (maximum 6 heures) ; la durée d’ischémie est un déterminant majeur de la mortalité postopératoire.
 
Le donneur doit présenter une stricte compatibilité ABO avec le receveur. La compatibilité HL-A est secondaire. La taille de son cœur doit être dans une limite de 20-30% avec celle du receveur.


© BETTEX D, CHASSOT PG, Janvier 2008, Dernière mise à jour, Avril 2018
 
 
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