Fonctional and mechanistic characterization of leg ulcers in sickle cell anemia
Caractérisation fonctionnelle et mécanistiquedes ulcères de jambe des patients drépanocytaires
Résumé
Sickle cell disease is the first genetic disorder in France and worldwide (around one birth over 2,000 in USA). This hemoglobinopathy leads to the production of a mutated hemoglobin called hemoglobin S (HbS) which has the property to polymerize in deoxygenated condition, leading to red blood cell (RBC) sickling. Sickle cell anemia (SCA) patient RBCs are more fragile and less deformable than RBC from healthy individuals. Patients suffer from hemolytic anemia, repeated painful vaso-occlusive crisis and other acute and chronical complications including leg ulcers (LU). SCA is both a RBC disease and a vascular disease. Chronic hemolysis and inflammation, coagulation abnormalities and decrease nitric oxide bioavailability are the causes of significant vascular dysfunction. However, LU are an unpredictable debilitating complication of sickle cell anemia (SCA). We hypothesized that SCA patients with LU would be characterized by lower microvascular reactivity than patients without LU. The DrepanO2 study included 65 adults with SCA in steady-state condition. The aim was to investigate simultaneously the skin microcirculatory function (measuring transcutaneous oxygen pressure and heat, current and acetylcholine-related vasodilatation) and several blood biological parameters in SCA patients with and without LU. We also tested the effects of plasma from patients with and without LU on endothelial cells activation (HDMEC in 2D culture). Over the 65 patients included, LU has been diagnosed in 9 patients (LU+). All patients had disease-modifying treatment except one. We observed a reduction of the skin microcirculatory function in the 9 LU+ patients, with no change in plasma inflammation markers or endothelial cell activation. Among the 9 patients with active ulcers (LU+ group), 8 were subsequently followed over a period of 8 months, 6 of whom healed in approximately 4 months. Our results showed that skin microcirculatory function improved after healing. Our results therefore showed less pronounced functional impairment of cutaneous microcirculation after healing. Investigation of inflammation, coagulation, hemolysis, and blood rheology did not reveal any differences between patients with or without leg ulcers. Further studies are needed to better understand the underlying mechanisms of this complication.
La drépanocytose est la maladie génétique la plus fréquente en France et dans le monde (500 naissances par an en France). Cette hémoglobinopathie est responsable de la production de l’hémoglobine S mutée (HbS) qui a la propriété de polymériser en condition désoxygénée, entrainant la falciformation des globules rouges (GRs). Les GRs des patients souffrant d’une drépanocytose SS sont moins déformables et plus fragiles que les GRs des sujets sains. La drépanocytose SS est caractérisée par la présence d’une anémie hémolytique chronique, des crises vaso occlusives douloureuses répétées ainsi que de multiples autres complications aiguës et chroniques dont les ulcères de jambe. La drépanocytose SS est autant une maladie du GR que des vaisseaux. L’hémolyse et l’inflammation chroniques, les anomalies de la coagulation et la diminution de la biodisponibilité du monoxyde d’azote (nitric oxide (NO) en anglais) sont à l’origine d’une dysfonction vasculaire importante. Toutefois, la survenue des ulcères de jambe est imprévisible et mal comprise. Nous avons fait l’hypothèse qu’il existait une atteinte microvasculaire plus prononcée chez les patients souffrants d’ulcère de jambe. L’étude drépanO2 a inclus 65 patients atteints de drépanocytose sans infection ou crise vaso occlusive dans les 3 derniers mois. L’objectif était d’étudier simultanément la fonction microcirculatoire de la peau (en mesurant la pression transcutanée en oxygène et la vasodilatation en réponse à la chaleur, au courant et à l’acetylcholine) et différents paramètres biologiques sanguins en fonction de la présence ou non d’ulcères de jambe. Nous avons également testé l’effet du plasma de patients avec et sans ulcères de jambe sur l’activation de cellules endothéliales. Parmi les 65 patients inclus, un ulcère de jambe actif a été diagnostiqué chez 9 patients (LU+). Tous les patients inclus avaient un traitement modifiant la maladie à l’exception d’un seul. Chez les 9 patients avec ulcère actif, nous avons observé une altération de la fonction microvasculaire de la peau, sans modification pour les marqueurs d’inflammation plasmatique ni l’activation des cellules endothéliales. Parmi ces 9 patients avec ulcères actifs, 8 ont pu ensuite être suivis sur une période de 8 mois, dont 6 ont cicatrisé en environ 4 mois. Nos résultats ont montré que la fonction microcirculatoire cutanée s’est améliorée après cicatrisation. Nos résultats montrent donc une atteinte fonctionnelle de la microcirculation cutanée moins prononcée après cicatrisation. L’exploration de l’inflammation, coagulation, hémolyse et rhéologie sanguine n’a pas mis en évidence de différences entre les patients avec ou sans ulcères de jambes. D’autres études sont nécessaires pour progresser sur les mécanismes sous-jacents de cette complication.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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