Microscopie 3D dynamique in-vivo en contraste de phase : un nouvel outil pour étudier les lésions pulmonaires induites par la ventilation mécanique

La ventilation mecanique expose les poumons a des contraintes mecaniques pouvant causer ou aggraver des lesions chez les patients presentant une insuffisance respiratoire aigue; ce phenomene est appele Ventilator Induced Lung Injury (VILI). Les mecanismes exacts par lesquels le VILI est initie et entretenu au niveau acinaire restent inconnus : les hypotheses principales se basent sur une distension excessive des tissus (volotraumatisme) et une reouverture cyclique des regions collabees (atelectrauma). Le lien entre la contrainte mecanique sur le tissu alveolaire, et la reponse inflammatoire a un stade precoce de la lesion, n'est toujours pas connu. Le manque de techniques fournissant des informations in-vivo a l'echelle alveolaire sur la maniere dont la ventilation mecanique deforme le parenchyme pulmonaire, constitue un verrou technologique pour la recherche. Les progres recents de la microscopie 3D au rayons X en contraste de phase, obtenus dans des installations de rayonnement synchrotron, ont montre la possibilite d'imager des poumons in-vivo a l'echelle des voies respiratoires terminales et des alveoles. Cependant, aucune des techniques disponibles ne permet de reconstruire completement les deformations complexes du parenchyme pulmonaire induites par les contractions cardiaques et la ventilation mecanique. Pour surmonter cette limitation, un protocole d'acquisition d'imagerie tomodensitometrique, base sur la synchronisation du ventilateur mecanique et de l'activite cardiaque, a ete developpe. Cela nous a permis de reconstruire le mouvement du parenchyme pulmonaire avec une taille de voxel de 20 µm ce qui s'est avere suffisant pour visualiser les voies respiratoires terminales mais pas la structure alveolaire. Ce protocole a ete applique a un modele de VILI chez le lapin. L'atelectrauma a ainsi ete quantifie pendant le cycle respiratoire. Nous avons pu mettre en evidence une heterogeneite des pressions d'ouverture et de fermeture des espaces aeriens a la fois au sein d'un meme poumon, et entre les animaux. L'analyse histologique mene en aveugle par un anatomopathologiste, a montre une correlation spatiale entre l'atelectrauma et les lesions alveolaires (p = 0,007). Par ailleurs, une correlation spatiale entre atelectrauma et infiltration cellulaire a egalement ete observee (p = 0,04). La technique d'acquisition d'images a ete amelioree afin d'obtenir une taille de voxel de 6 µm, ce qui a permis de visualiser les structures alveolaires. Bien que cette resolution spatiale soit encore limitee pour l'etude des parois alveolaires minces (10 µm), il s'agit, a notre connaissance, de la resolution spatiale la plus elevee obtenue a ce jour en microscopie 3D dynamique in-vivo. Cette technique permettra d'etudier la deformation du parenchyme pulmonaire et constitue une etape importante vers l'etude in-vivo du VILI a l'echelle alveolaire.