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MAnU Dugrenot 1
Pour une approche personnaliséePour une approche personnaliséede la décompressionde la décompression
● Introduction
● Fiabilité des protocoles
● Quelles sont les causes de l'ADD ?
– Notion d'Engagement
– Liens entre Engagement et accidents ?
– Quels mélanges utiliser ?● Quelles sont nos pratiques ?
– Quels sont les principaux facteurs de risque ?
– Quid des bulles ?
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Pour une approche personnaliséePour une approche personnaliséede la décompressionde la décompression
● Mécanismes de l'ADD ?
– Stress oxydant ?
– Action des bulles sur la paroi vasculaire et les plaquettes ?
– Déclenchement des phénomènes inflammatoires ?
– Dysfonction vasculaire ?
● Pourquoi associer les bulles à d'autres marqueurs physiologiques ?
● De l'importance d'une base de donnée bien remplie
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Pour une approche personnaliséePour une approche personnaliséede la décompressionde la décompression
● Et la génétique dans tout ça ?
– Souche de rats résistante à l'ADD ?
– Vous avez-dit expression génique ?
– OMIQUEs ?
● Comment lier phénotype et génotype ?
● Quelles sont les perspectives ?
● Comment valider un protocole ?
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IntroductionIntroduction● Manu Dugrenot
– Doctorant dans le biomédicale, IT IANTD Tx Normo, Instructeur Tx Hypo et Instructeur CCR rEvo
● Bernard Gardette (Physiologiste)
– Ancien directeur scientifique COMEX● François Guerrero (Physiologiste)
– Professeur des Universités, Manager du projet PHYPODE● Anthony Guernec (Biologiste Moléculaire)
– Maître de conférence
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IntroductionIntroduction
● Bien que peu fréquent, l'ADD représente un risque majeur pour le plongeur confirmé
– Environ 1/3000 plongées
● Les symptômes sont variables
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IntroductionIntroduction
● Le risque d'ADD dépend avant tout du type de plongée, mais pas que...
– Mélanges respirées
– Profils de plongées
– Facteurs de risques
● Comment évaluer le risque d'ADD ?
– Les fédérations et organismes de plongée ne tiennent pas de réels statistiques d'accidents
– Les services hospitaliers le font, mais ne regroupent pas forcément leurs données...
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Fiabilité des protocoles ?Fiabilité des protocoles ?
● 95% des plongées de la Base de donnée du DAN sont des plongées loisirs
● Les protocoles de décompression actuels sont loin d'être parfaits
– La probabilité d'ADD est de 0,2 à 0,5% quel que soit le modèle utilisé
● Les modèles compartimentaux comme Bühlmann et ceux à bulles dérivés du RGBM se partagent équitablement le marché sans incidence notable
The Science of Diving. C. Ballestra, P. Germonpré
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Quelles sont les causes de l'ADD ?Quelles sont les causes de l'ADD ?
● 80% des ADD se produisent après des plongées considérées comme non dangereuses (cad à moins de 80% à 90% de la M-value). (3)
– Et paradoxalement les plongeurs TEK sont plus sujets aux ADD cutanés ou ostéo-myo-articulaires
● L'ADD semble donc être bien plus qu'un simple problème de saturation en gaz neutre !
The Science of Diving. C. Ballestra, P. Germonpré
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Quelles sont les causes de l'ADD ?Quelles sont les causes de l'ADD ?
● Les ADD médullaires représentent 42 à 45% du total
● Un mois après la fin du traitement, 67% des ADD médullaires n'ont plus de séquelles...– Seulement 13% garderont de
graves séquelles (14)
– Et il semble que le délai de prise en charge soit primordial
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Notion d'EngagementNotion d'Engagement
● La profondeur n'est pas le seul facteur de sévérité d'une plongée
– Le temps fond est lui aussi capital
● Engagement = Profondeur (m) x √(temps fond) (min)
– Plongée loisir : E < 150
– Plongée sportive : 150 < E < 350
– Plongée TEK : 350 < E < 450
– Plongée « Tx Expédition » : 450 < E < 600
– Plongée à saturation : E > 600
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Notion d'EngagementNotion d'Engagement
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Lien entre Engagement etLien entre Engagement etAccident ?Accident ?
● Plus une plongée est engagée, plus le risque d'ADD est important
– Une plongée de 35 min à 50 m est aussi engagée qu'une plongée de 10 min à 90 m
● Dans les 2 cas en utilisant un protocole He le risque estimé est de 0,073% environ (DB Comex et Marine Canadienne)
http://www.snut.fr/image-de-question/3d-white-people-lying-on-a-question-mark/
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Quels mélanges utiliser ?Quels mélanges utiliser ?
● Le gaz respiré va lui aussi avoir une incidence sur le risque d'ADD
– On considère qu'à plongée équivalente l'He est 2,3 fois plus sûr que l'Azote
– De plus l'utilisation de Nx, ainsi que de gaz chaud et humide (cas du CCR) diminuerait le risque d' ADD (mais cause d'autres problèmes)
http://rasgas.com/Media/press_helium_keeps_divers_safe.html
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Quelles sont nos pratiques ?Quelles sont nos pratiques ?
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Quelles sont nos pratiques ?Quelles sont nos pratiques ?● Et d'où viennent-elles ?
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Quels sont les principauxQuels sont les principauxfacteurs de risque ?facteurs de risque ?
● Les facteurs comportementaux
– La profondeur et le temps de plongée, l'utilisation de protocoles et de mélanges non appropriés, la déshydratation, les vitesses de remontée, etc.
● Les facteurs individuels non modifiables
– L'âge : on fait plus de bulles en vieillissant et le risque d'ADD augmente (7, 8, 9, 28, 29)
– Le sexe (les femmes font moins de bulles mais semblent plus susceptibles à l'ADD) (5,25)
● Les facteurs individuels modifiables
– VO2 max, FOP ou shunt artério-veineux, etc.
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Quid des bulles ?Quid des bulles ?
● Formation de bulles tissulaires ou circulantes →ADD ?
● ADD touche :
– Plongeurs loisirs et professionnels
– Tunneliers et tubistes
– Astronautes et alpinistes
● Dû à l'hyper ou à l'hypobarie
– Aux variations de pression ambianteAlain Foret, Plongée Plaisir
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Quid des bulles ?Quid des bulles ?
● Plus l'engagement est important, plus on observe de bulles intravasculaires se formant au cours de et après la décompression
– Mais en réalité le niveau de bulles n'explique que 13% du risque d'ADD (19)
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Quid des bulles ?Quid des bulles ?
● De plus certaines personnes font des bulles et d'autres très peu– Et certains individus
présentent un niveau de bulles très élevé sans faire d'ADD...
– Ou ne font habituellement que peu de bulles mais sortent épisodiquement avec un grade de bulles élevé
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Mécanismes de l'ADD ?Mécanismes de l'ADD ?
ADD
Bulles
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ADD
Bulles ActivationPlaquettaire
?
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ADD
Bulles ActivationPlaquettaire
ERO
?
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Bulles
ADDDysfonctionVasculaire
??
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Bulles
ADD
Inflammation?
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Bulles
ADD
ActivationPlaquettaire
DysfonctionVasculaire
ERO
Inflammation??
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Stress oxydant ?Stress oxydant ?
● En immersion, la PpO2 augmente avec la pression
– On observe alors une augmentation de radicaux libres (O2
-, ONOO-, OH- et H2O2) dans la cellules
– Ils peuvent alors attaquer les cellules
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Stress oxydant ?Stress oxydant ?
● Sans que l'on puisse toutefois parler de stress oxydant car l'action de ces radicaux libres reste régulée
– On les soupçonne néanmoins de jouer un rôle dans l'activation plaquettaire et dans l'inflammation observées en plongée
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Action des bulles sur la Action des bulles sur la paroi vasculaire et les plaquettes ?paroi vasculaire et les plaquettes ?
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Déclenchement des Déclenchement des phénomènes inflammatoires ?phénomènes inflammatoires ?
● On ne sait pas exactement ce qui initie les mécanismes inflammatoires, mais on sait qu'ils peuvent être en lien avec :
– L'activation plaquettaire
– Le stress oxydant
– Les dégâts causés par les bulles sur l'endothélium
● Il est toutefois clairement établie que l'inflammation joue un rôle prépondérant dans les ADD médullaires
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Dysfonction vasculaire ?Dysfonction vasculaire ?
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Pourquoi associer les bulles à Pourquoi associer les bulles à d'autres marqueurs physiologiques ?d'autres marqueurs physiologiques ?
● Les bulles sont déterminantes
– Si pas de bulles pas d'ADD
● Mais il existe une forte variabilité inter-individuelle– En faisant les liens avec
d'autres marqueurs, peut-être pourra-t-on définir un niveau de bulles critique pour un plongeur donné ?
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De l'importance d'une De l'importance d'une Base de Données bien remplieBase de Données bien remplie
● Pour des raisons éthiques, une étude directe sur des plongeurs est impossible
– Nous devons donc travailler sur des plongées existantes
grand nombre de variables →(temps, profondeur, âge, sexe, IMC, % masse grasse, hydratation, protocole, etc.)
– Nous avons donc besoin d'une très grande base de donnée recoupant toutes ces informations pour tirer des conclusions
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Et la Génétique dans tout ça ?Et la Génétique dans tout ça ?
● Certaines personnes font des accidents en respectant leurs protocoles pendant que d'autres n'en ont même pas
– Cas des plongeurs/pêcheurs vietnamiens● Aussi quelle est l'influence du fond génétique dans l'ADD ?
● Existe-t-il des différences homme/femme
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Souche de rats Souche de rats résistante à l'ADD ?résistante à l'ADD ?
● Mise au point d'une souche de rat résistante à l'ADD
– Par simple sélection et croisements
● Mise à jour de déterminants géniques ?
● Ces résultats seront-ils extrapolables vers l'Homme ?
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Vous avez dit Vous avez dit expression génique ?expression génique ?
● Dogme de la Biologie Moléculaire
ADN25 000 gènes
ARN 200 000
Protéines 400 000
ARN m ARN rARN siARN miARN tARN snEtc.
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OMIQUEs ?OMIQUEs ?
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Comment lier Comment lier phénotype et génotype ?phénotype et génotype ?
● Est-il possible d'associer niveau de bulles, dysfonction vasculaire et fond génétique ?
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Quelles sont les perspectives ?Quelles sont les perspectives ?
● Comprendre un peu mieux les mécanismes de l'accident
– Modifications d'expression génique à court terme ?
● Identifier si possible des personnes plus à risque et adapter les protocoles et les pré-conditionnements
● Lier les algorithmes à une mesure de bulles en cours de plongée
– Un niveau de bulles faible reste beaucoup plus sécurisant
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Comment valider un protocole ?Comment valider un protocole ?
● Par une double approche liant des statistiques à des marqueurs biologiques
– Mais pour le moment il nous reste à définir précisément ces marqueurs pour que les mesures soient reproductibles et non opérateur dépendantes
– La base de donnée permettant ce travail doit également être mise en place
● Nous commencerons donc par une application de planification à partir des protocoles COMEX
– Pour le moment ils n'ont été testés qu'en adaptant des GFs
● Puis nous les intégreront du mieux possible à un algorithme de décompression
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Déterminants de la résistance à l'accident Déterminants de la résistance à l'accident de décompression chez une souche murine sélectionnéede décompression chez une souche murine sélectionnée
● Thèse qui a débuté en octobre 2016 au laboratoire ORPHY de l'Université de Bretagne Occidentale
– Financement propre sur les restes du projet européen PHYPODE http://www.phypode.org/ dont la synthèse est disponible en librairie. (50%)
– Financement par la région Bretagne (50%)
● Commercialisation d'une application de planification (site www.tek-diving.fr en reconstruction)
Souche murine résistante Souche murine résistante à l'ADD à l'ADD
Pourcentage d'ADD
mâles femelles0
10
20
30
40
50
60
70
80
G1
G2
G3
Sélection divergente à partir de rats Wistar
*
*
Résultats de protéomiqueRésultats de protéomique
● Des travaux récents ont montrés la quasi disparition d'une protéine (la TTR) dans le cas de rats présentant des symptômes d'ADD (J. Lautridou et col, Proteomics Clin. Appl. 2016)
● Des résultats similaires ont été obtenus chez des plongeurs à saturation (cf image ci-dessous de H. Domoto et col, PLOS One Juin 2016)
Intérêts de l'étudeIntérêts de l'étude
Intérêts
● Modèle animal unique
● Aucune publication sur les facteurs génétiques du risque d'ADD
● Quelques publications en transcriptomique
Objectifs
● Poursuivre la sélection
● Caractériser la lignée divergente
● Débuter le transfert chez l'Homme
● Poursuivre le travail de sélection divergente
– Augmenter la pression de sélection– Reproduire les individus résistants
● Caractérisation physiologique de la lignée divergente
– Activation plaquettaire (marqueurs sanguins : ELISA, PCR)– Marqueurs de l'inflammation– Dysfonction vasculaire– Stress-oxydant (activité enzymatiques, fonctions
mitochondriale, HPLC, ...)
● Caractérisation moléculaire de la lignée divergente et recherche de gènes candidats
1ère Partie
Approches ciblées :Exploration du CHR X par HRM(alternative = séquençage NGS)
Criblage du génome entier :microArray
miRs, protéomique
1ère Partie
● Si identification du ou des gène(s) candidat(s)
– fonctionnalité(s)
– profil(s) d'expression
– conséquences sur les voies de signalisation
des mécanismes impliqués dans l'ADD
2ème Partie
● Validation des gènes candidats et des marqueurs physiologiques chez le plongeur
– Étude des plongeurs accidentés et lien avec le type d'ADD
– Étude clinique standardisée et/ou prospectives
CollaborationsCollaborations● France : Collaboration possible avec la plateforme génomique
de l'unité INSERM U1078
BiogenOuest
Équipe de Recherche Subaquatique Opérationnelle (ERSO, Toulon) et Hôpital d'Instruction des Armées Sainte-Anne de Toulon
BF Systèmes
● Norvège : Norvegian University of Science and Technology
● Croatie : Department of Integrative Physiology, University of Split School of Medicine
● Angleterre : Imperial College of London
● Belgique : Laboratoire de Physiologie Environnementale, ISEK, Bruxelles
● Italie : Mares (fabricant de matériel et d'ordinateurs)
Perspectives et retombéesPerspectives et retombées
● Vers une approche personnalisée de la décompression
– Validation des facteurs individuels chez l'Homme
● Personnalisation de la décompression en proposant une adaptation du protocole au risque individuel
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Références bibliographiquesRéférences bibliographiques1. Arieli R, Arieli U, and Marmur A. Bubble size on detachment from the luminal aspect of ovine large blood vessels after decompression: The effect of mechanical disturbance. Respiratory physiology & neurobiology 216: 1-8, 2015.2. Bakovic D, Glavas D, Palada I, Breskovic T, Fabijanic D, Obad A, Valic Z, Brubakk AO, and Dujic Z. High-grade bubbles in left and right heart in an asymptomatic diver at rest after surfacing. Aviation, space, and environmental medicine 79: 626-628, 2008.3. Balestra C, Cialoni D, Buzzacott P, Hemelryck W, Papadopoulou V, Pieri M, and Marroni A. Recreational diving today: decompression habits, DAN Europe database insights. In: The Science of Diving - Things your Instructor never told you, edited by Balestra C, and Germonpré PLambert Academic Publishing, 2014, p. 13-36.4. Blatteau JE, Souraud JB, Gempp E, and Boussuges A. Gas nuclei, their origin, and their role in bubble formation. Aviation, space, and environmental medicine 77: 1068-1076, 2006.5. Boussuges A, Retali G, Bodere-Melin M, Gardette B, and Carturan D. Gender differences in circulating bubble production after SCUBA diving. Clinical physiology and functional imaging 29: 400-405, 2009.6. Buzzacott P, Lambrechts K, Mazur A, Wang Q, Papadopoulou V, Theron M, Balestra C, and Guerrero F. A ternary model of decompression sickness in rats. Computers in biology and medicine 55: 74-78, 2014.7. Buzzacott P, Theron M, Mazur A, Wang Q, Lambrechts K, Eftedal I, Ardestani SB, and Guerrero F. Age, weight and decompression sickness in rats. Archives of Physiology and Biochemistry 122: 67-69 2016.8. Cameron BA, Olstad CS, Clark JM, Gelfand R, Ochroch EA, and Eckenhoff RG. Risk factors for venous gas emboli after decompression from prolonged hyperbaric exposures. Aviation, space, and environmental medicine 78: 493-499, 2007.9. Carturan D, Boussuges A, Vanuxem P, Bar-Hen A, Burnet H, and Gardette B. Ascent rate, age, maximal oxygen uptake, adiposity, and circulating venous bubbles after diving. J Appl Physiol (1985) 93: 1349-1356, 2002.10. Dujic Z, Palada I, Valic Z, Duplancic D, Obad A, Wisloff U, and Brubakk AO. Exogenous nitric oxide and bubble formation in divers. Medicine and science in sports and exercise 38: 1432-1435, 2006.11. Eckenhoff RG, Olstad CS, and Carrod G. Human dose-response relationship for decompression and endogenous bubble formation. J Appl Physiol 69: 914-918, 1990.12. Eftedal OS, Lydersen S, and Brubakk AO. The relationship between venous gas bubbles and adverse effects of decompression after air dives. Undersea Hyperb Med 34: 99-105, 2007.13. Gawthrope IC, Summers M, Macey DJ, and Playford DA. An observation of venous gas emboli in divers and susceptibility to decompression sickness. Diving Hyperb Med 45: 25-29, 2015.
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Merci de votre attentionMerci de votre attention