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MAnU Dugrenot 1 Pour une approche personnalisée Pour une approche personnalisée de la décompression de 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

● 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)

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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

*

*

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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)

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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

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● 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

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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

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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

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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)

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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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ContactContact

[email protected]

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