Brûlures

Grâce au progrès de la réanimation, les grands brûlés ne meurent plus, à l’heure actuelle, du choc induit par la brûlure, mais souffrent essentiellement d’infections chroniques, principales causes de morbidité et de mortalité. Ceci se traduit par exemple par une plus longue durée du séjour aux soins intensifs, des douleurs chroniques importantes, un retard dans la rééducation et des atteintes esthétiques majeures. L’impact émotionnel et financier des infections chez les patient-e-s brûlé-e-s est par conséquent extrêmement important, à la fois pour les personnes elles-mêmes et pour la société.

Le traitement des infections chez les patient-e-s brûlé-e-s est particulier à plus d’un titre. Ces patient-e-s séjournent longtemps en réanimation, puis à l’hôpital, si bien qu’il n’est pas rare d’isoler des bactéries nosocomiales multi-résistantes, pour lesquelles seul un nombre limité d’antibiotiques est à disposition. Les infections sont fréquemment récidivantes, souvent chroniques. De plus, le traumatisme induit par la brûlure s’accompagne de modifications durables du métabolisme et de l’homéostasie ne se limitant pas à la peau, mais touchant de nombreux systèmes. La cicatrisation de plaies affectant souvent plus de 1m2 entraine des besoins nutritionnels accrus touchant l’énergie, les protéines, et les éléments traces. En effet, la brûlure détruit la barrière passive isolant le compartiment intérieur des agressions externes et offre aux microorganismes un environnement nutritionnel favorable à leur croissance : aussi longtemps que la plaie n’est pas cicatrisée, il persiste un risque infectieux majeur, qui est encore aggravé par les faits suivants :

1. une surface brûlée importante ne peut être réparée que par étapes prolongeant du même coup le risque statistique d’infection;
2. les accès vasculaires nécessaires à la réanimation sont généralement compromis, puisque fréquemment en territoire lésé;
3. les infections sont fréquemment récidivantes, souvent chroniques et surviennent ordinairement en association avec d’autres défaillances d’organes (rein, coeur, foie, etc.);
4. enfin, les séjours prolongés en réanimation, en lien avec les multiples interventions chirurgicales nécessaires, exposent les patients à un catabolisme intense causant une forte perte de la masse maigre les exposant aux complications de la malnutrition. Tous ces facteurs augmentent considérablement le risque d’infections nosocomiales dues à des germes multi-résistants, pour lesquels seul un nombre limité d’antibiotiques reste à disposition.

Dans ce contexte difficile et dans le but de répondre à la problématique majeure des infections de plaies, il est essentiel d’appréhender la problématique de la plaie brûlée de manière globale afin d’élaborer des stratégies permettant de diminuer l’incidence des infections de plaies, et par voie de conséquence, la morbidité et la mortalité des patient-e-s brûlé-e-s. Le présent axe de recherche propose donc une démarche par étapes successives visant à disséquer un à un les mécanismes physiopathologiques conduisant à l’infection de la plaie brûlée, afin de définir, dans le moyen terme, de nouvelles méthodes de prises en charge qui pourront être mises en pratique par la suite.

Le Centre romand des brûlés de Lausanne, et plus particulièrement le Service de chirurgie plastique et reconstructive, a développé une expertise unique dans le traitement de la plaie brûlée en mettant au point des pansements biologiques issus de cellules foetales. Si les effets bénéfiques de ces «pansements de nouvelle génération» sur la guérison des brûlures ont déjà été partiellement étudiés, l’impact de tels pansements sur le nombre ou la sévérité des infections de plaies chez les brûlés reste à ce jour inexploré, alors qu’il est légitime de spéculer que ceux-ci pourraient influencer, de manière bénéfique ou non, la survenue d’une infection de plaie.

Dans ce contexte, les différents projets de l’axe de recherche décrits ci-après s’articulent autour de l’hypothèse centrale que l’environnement de la brûlure (nécrose, facteurs de cicatrisation, soins topiques et chirurgicaux par ex.) exerce une influence déterminante sur les communautés microbiennes (microbiome) de la plaie brûlée, qui elles, en retour, modifient la plaie elle-même (par exemple sa capacité de régénération, la prise de greffe, etc.). En proposant d’aborder de manière successive les différents facteurs impliqués dans cette interaction complexe «microbiome – brûlure», les différents projets abordés permettront de mieux définir les mécanismes physiopathologiques conduisant à l’infection, en d’autres termes sa pathogénèse, étape incontournable avant d’envisager des interventions visant à diminuer l’impact des infections de plaies chez les brûlés.

Il est essentiel de prévenir les infections de plaies brûlées car celles-ci ont un impact dramatique sur la mortalité et la morbidité des patients brûlés traités en réanimation. L’expérience montre que les antibiotiques prescrits isolément ne permettent pas d’éviter de telles infections et que seule une prise en charge multimodale permet de les contrôler sans toutefois les éviter. Hydrothérapie, débridement chirurgical, pansements et greffes cutanées sont, à côté du traitement antimicrobien, essentiels, car ils permettent de diminuer le risque d’infection respectivement en nettoyant la plaie, éliminant les débris nécrotiques, et finalement en rétablissant une barrière physique entre les tissus sous-cutanées et l’environnement, d’abord temporaire dans le cas des pansements, puis définitive avec la prise des greffes cutanées.

Cependant, s’il est relativement aisé de greffer directement de petites surfaces brûlées, le traitement chirurgical de surfaces plus importantes pouvant atteindre 2m2 ne peut se dérouler que de manière séquentielle, augmentant d’autant la durée pendant laquelle le ou la patient-e est soumis-e au risque d’infection. Vu les progrès récents en termes de réanimation hémodynamique et de support métabolique, le nombre de patients avec une surface brûlée très importante (> 40%TBSA) survivant le trauma initial a fortement augmenté. Les surfaces de peau intacte à disposition pour les autogreffes sont insuffisantes pour couvrir rapidement le ou la patient-e. Le recours à des techniques complexes de substituts cutanés de culture est alors inévitable. Malheureusement, la disponibilité des «peaux de culture» n’est pas immédiate et dans l’attente de leur croissance au laboratoire, le défect cutané dû à la brûlure doit être traité par pansements.

Malgré tous les traitements de surface (pansements, etc.) prescrits au cours du séjour, la plaie brûlée se colonisera inexorablement avec des germes plus ou moins virulents avant de s’infecter. La brûlure, d’abord stérile, se colonisera rapidement avec des germes issus de la flore cutanée, classiquement à coloration de Gram-positive. Dans la semaine suivant le traumatisme apparaissent des germes de type digestif, comme les entérobactéries qui seront finalement rapidement remplacés par des germes nosocomiaux plus difficiles à traiter comme les Pseudomonas aeruginosa. Ceux-ci sont les principaux responsables de la mortalité des patient-e-s brulé-e-s.

Afin de répondre à ce défi, il est essentiel de mieux connaître la pathogénèse des infections de plaies et plus particulièrement les différents facteurs impliqués dans l’interaction complexe «microbiome» - brûlure. Ceci est une étape incontournable avant de proposer et de mettre en oeuvre de nouveaux concepts de prise en charge. Ce projet prioritaire aborde la problématique des communautés bactériennes colonisant ou infectant la brûlure (microbiome) dans le but d’en définir d’abord la composition, puis d’en suivre ensuite l’évolution tout au long du séjour en réanimation, en utilisant les nouvelles méthodes moléculaires de diagnostic microbiologique qui se sont rapidement développées ces dernières années. Partant de l’hypothèse que les traitements de surface influenceront le microbiome, ces nouvelles méthodes permettront d’en mesurer aisément l’impact global à l’échelle d’une communauté, en incluant non seulement les bactéries cultivables comme cela a été fait jusqu’à maintenant, mais en tenant également compte des microorganismes non-cultivables, dont il est fort probable qu’ils constituent une grande majorité des germes colonisants.

La mise au point d’une telle méthode de suivi microbiologique à l’échelle d’une communauté permettra de plus d’éclairer sous un angle nouveau l’histoire naturelle de la colonisation et de l’infection de la brûlure, et finalement de mesurer plus précisément l’impact des nouveaux traitements de surface mis au point à Lausanne par le Service de chirurgie plastique et reconstructivele (Pr. Lee-Ann Applegate). En effet, si ces pansements biologiques issus de cellules foetales ont été utilisés avec succès dans le traitement de surface des ulcères chroniques chez l’adulte et des brûlures aiguës chez l’enfant et que les résultats prometteurs obtenus du point de vue de la cicatrisation en font une option d’avenir pour le traitement de surface des grands brûlés adultes, leur impact sur le devenir des infections de plaies n’a encore jamais été abordé.

En fonction des résultats obtenus au cours du projet microbiome décrit ci-dessus, et dans le but de diminuer plus encore la survenue des infections de plaies, ce projet vise à modifier génétiquement les cellules foetales utilisées dans la confection du pansement biologique pour qu’elles expriment des peptides antimicrobiens qui seront piégés, de la même manière que les facteurs de croissance, dans la matrice de collagène servant de support aux pansements. Ces peptides antimicrobiens diffuseront au niveau de la brûlure et exerceront leur activité antibactérienne. Le projet prioritaire esquissé ci-dessus permettra de mettre au point et de tester la méthode qui servira à évaluer l’efficacité de tels pansements génétiquement modifiés.

Les infections à Pseudomonas aeruginosa sont la principale cause de mortalité et de morbidité des patient-e-s brûlé-e-s. Depuis 2008, le Centre romand des brûlés assiste, comme partout dans le monde, à une augmentation de l’incidence et de la complexité de telles infections qui deviennent de plus en plus difficile à traiter en raison du développement rapide de résistances aux agents antimicrobiens.

En associant plusieurs groupes de recherche de l’arc lémanique (K. Lapouge UNIL; K. Perron UNIGE, Ch. Van Delden HUG), pionniers dans l’étude des infections à P. aeruginosa, ce projet a pour ambition de mieux appréhender l’influence du microenvironnement de la brûlure sur le métabolisme et l’activité de la bactérie. Pratiquement, ce projet vise, en autres, à

1. mieux caractériser l'influence des pertes insensibles (exsudations, éléments traces) sur le métabolisme des Pseudomonas, en mimant ex vivo la composition des exsudats des brûlures et en comparant le métabolome du Pseudomonas en présence d’un exsudat brûlé artificiel à celui obtenu en présence d’un sputum artificiel;
2. à rechercher l'existence d'un signal de type small-RNA conduisant à l'établissement d'une infection de plaie chronique par analyse extemporanée du transcriptome par RNA seq;
3. à tétudier l’influence du microenvironnement de la brûlure sur le quorum sensing du Pseudomonas au cours du temps.

Les patients gravement brûlés ont été identifiés depuis les années 70 comme un modèle quasi expérimental d’hypermétabolisme et de catabolisme musculaire. Leurs besoins nutritionnels sont accrus dans des proportions inconnues des autres patients de soins intensifs et s’explique par leurs particularités qui incluent des pertes exsudatives importantes et d’énormes surfaces à cicatriser. Le traitement nutritionnel a considérablement évolué au cours des dernières décennies et inclut depuis le début de XXIe siècle des agents pharmacologiques comme l’insuline, le propranolol et l’oxandrolone.

Le service des brûlés du CHUV a contribué dans les années 90 à l’identification de besoins spécifiques en micronutriments (Pr. MM Berger), et particulièrement d’éléments traces. La réplétion des pertes exsudatives est associée à une réduction des complications infectieuses et amélioration.

Des études contrôle de qualité sont conduites de manière itérative pour vérifier que la qualité des traitements nutritionnels (Dr O. Pantet, Pr. MM Berger) est maintenue et contribue à la guérison clinique.

Dans le cadre de l’étude sur les pansements biologiques, la compostions des exsudats a été analysée de manière approfondie et avec des méthodes analytiques modernes (ICP-MS). Ce projet a pour but d’optimiser la complémentation en micronutriments (P. Jafari, Pr. LA Applegate)

Etude de l'hémodynamique et des scores de gravité

La réanimation initiale d’un patient grièvement brûlé exige des apports liquidiens intraveineux extrêmement importants, pouvant aller jusqu’à une vingtaine de litres par 24 heures. Si l’absence d’une telle réanimation a été historiquement reliée au décès ou l’insuffisance rénale, la surréanimation liquidienne a été identifiée dans les années 2000 comme étant également responsable d’une augmentation de la morbi-mortalité. A titre d’exemple, on citera notamment l’approfondissement des brûlures, l’augmentation des escarrotomies, du syndrome du compartiment abdominal, une dégradation des échanges gazeux, une prolongation des durées de ventilation et de la durée de séjour hospitalier.

L’optimisation des apports liquidiens est complexe et nécessite l’intégration de multiples variables (diurèse, monitoring invasif, échocardiographie), tout en tenant compte de certaines spécificités du patient brûlé. Ceci fait l’objet d’une recherche rétrospective (Dr O. Pantet, Pr. MM Berger, Pr. L Liaudet).

Au cours des dernières décennies, de nombreuses avancées médicales ont permis une diminution de la mortalité des patient brûlés. Malgré tout, la mortalité de ces patients reste élevée, dépendant avant tout de l’âge, de la surface brûlée et de la présence ou non d’un syndrome d’inhalation bronchique. De nombreux scores ont été développés, permettant de prédire la mortalité. Nous menons également une recherche afin de comparer les performances de ces scores (Dr O. Pantet, Pr. MM Berger).