par Frank Swain | 18 juillet 2014

Imagi­­nons un indi­­vidu qui ait été amené aux urgences. Il est en train de mourir. Ses bles­­sures sont graves, les chirur­­giens ne peuvent pas l’opé­­rer à temps. À cause d’une rupture des vais­­seaux, il fait une hémor­­ra­­gie. La perte de sang prive ses organes nutri­­tifs vitaux et provoque un manque d’oxy­­gène : il fait un arrêt cardiaque. Ce n’est pas la fin. Une déci­­sion est prise : des sondes sont bran­­chées, des machines commencent à vrom­­bir et des pompes à s’agi­­ter. Un liquide glacé coule dans ses veines et les refroi­­dit. Son cœur finit par s’ar­­rê­­ter de battre et ses poumons ne se gonflent plus. Son corps froid reste là, entre la vie et la mort, ni vivant ni mort, comme figé dans le temps. Les chirur­­giens, eux, conti­­nuent leur travail. Les pompes envoient du sang chaud dans le corps. Il va être réanimé. Si tout va bien, il vivra.

Une fiction ?

La suspen­­sion tempo­­raire des proces­­sus biolo­­giques d’un être humain est depuis long­­temps l’une des bases de la science-fiction. L’in­­té­­rêt pour ce domaine s’est déve­­loppé lors de la course à l’es­­pace dans les années 1950 : la NASA a alors investi dans la recherche en biolo­­gie pour envi­­sa­­ger la possi­­bi­­lité de mettre les humains dans un état de préser­­va­­tion arti­­fi­­cielle. Dans cet état, on espé­­rait que les astro­­nautes pouvaient être proté­­gés des rayons cosmiques dange­­reux. Dormir dans les étoiles pouvait aussi rendre le vol plus pratique en trans­­por­­tant moins de nour­­ri­­ture, moins d’eau et moins d’oxy­­gène. Le jeune James Love­­lock a été l’un des béné­­fi­­ciaires de ce programme de subven­­tion. Le scien­­ti­­fique trem­­pait des hamsters dans de l’eau glacée jusqu’à ce que leurs corps se gèlent. Une fois que leur cœur s’ar­­rê­­tait de battre, il les réani­­mait en plaçant une cuillère à café chaude contre leur poitrine – plus tard, Love­­lock a fini par construire une machine à ondes élec­­tro­­ma­­gné­­tiques en utili­­sant des pièces déta­­chées d’une radio afin de réani­­mer ses cobayes en douceur. Les expé­­riences sur la flexi­­bi­­lité de la vie l’ont orienté vers son travail le plus reconnu : l’Hy­­po­­thèse Gaïa, une hypo­­thèse scien­­ti­­fique selon laquelle le monde serait un super­­or­­ga­­nisme auto­­ré­­gulé. Malgré leur audace, ces expé­­riences précoces ne sont jamais allées plus loin que les expé­­riences sur les animaux : les astro­­nautes n’ont jamais été gelés et réani­­més grâce à des petites cuillères chaudes. Trans­­for­­mer les hommes en barres de chair inani­­mées pour de long voyages dans l’es­­pace est donc resté une idée ancrée dans le monde de la science-fiction. La NASA a fini par se désin­­té­­res­­ser du sujet avec la fin de la course à l’es­­pace, mais les graines dépo­­sées dans ce terreau fertile par Love­­lock et ses collègues ont, elles, conti­­nué à pous­­ser.

Ils ne se réveillaient qu’une seule fois par jour Crédits : Prometheus, Twentieth Century Fox
Ils ne se réveillaient qu’une seule fois par jour
Crédits : Prome­­theus, Twen­­tieth Century Fox

En 1900, le British Medi­­cal Jour­­nal a publié le récit de paysans russes qui, selon les dires de l’au­­teur, étaient capables d’hi­­ber­­na­­tion. Dans un état proche de la famine chro­­nique, les habi­­tants de la région de Pskov se réfu­­giaient à l’in­­té­­rieur au premier signe de neige, se rassem­­blaient autour d’un poêle et tombaient dans un profond sommeil, nommé lotska. Ils ne se réveillaient qu’une seule fois par jour pour se susten­­ter et se relayer pour surveiller le feu, ne se réveillant véri­­ta­­ble­­ment qu’une fois le prin­­temps arrivé. Même si aucune trace de ces paysans endor­­mis de Pskov n’a été retrou­­vée depuis, le fantasme de l’hi­­ber­­na­­tion humaine perdure et parfois, quelque chose s’y rappro­­chant devient réalité. Un siècle plus tard, alors qu’elle était partie skier en Norvège, Anna Bågen­­holm a percuté tête la première un ruis­­seau gelé et s’est retrou­­vée piégée sous la glace. Lorsque les sauve­­teurs sont arri­­vés, la radio­­logue suédoise avait été immer­­gée pendant 80 minutes. Elle ne respi­­rait plus et son cœur s’était arrêté. La tempé­­ra­­ture de son corps, enre­­gis­­trée par les docteurs de l’hô­­pi­­tal univer­­si­­taire de Tromsø, était de 13,7°C, la plus basse ayant été obser­­vée pour une victime d’hy­­po­­ther­­mie. Aux dires de tous, il semblait qu’elle s’était noyée. Et pour­­tant, malgré le fait qu’elle ait frôlé la mort, après un réchauf­­fe­­ment conscien­­cieux et dix jours en soins inten­­sifs, Bågen­­holm s’est réveillée et a fini par retrou­­ver la santé. Dans des circons­­tances normales, une personne se noie après seule­­ment quelques minutes piégée sous l’eau ; mais Bågen­­holm a survécu pendant plus d’une heure. D’une manière ou d’une autre, le froid l’avait proté­­gée. Ce n’était pas la première fois qu’on obser­­vait les avan­­tages du froid dans le cas d’une bles­­sure trau­­ma­­tique. Dès l’ère napo­­léo­­nienne, les méde­­cins avaient remarqué que les soldats d’in­­fan­­te­­rie bles­­sés avaient plus de chance de survivre dans le froid exté­­rieur que ceux placés près du feu sous les tentes. L’hy­­po­­ther­­mie théra­­peu­­tique est doré­­na­­vant utili­­sée dans les hôpi­­taux pour trai­­ter les patients dans des situa­­tions diverses et variées, dans le cadre d’opé­­ra­­tions chirur­­gi­­cales comme pour aider les nouveaux nés à récu­­pé­­rer à la suite d’une nais­­sance diffi­­cile. La baisse de la tempé­­ra­­ture du corps ralen­­tit l’ac­­ti­­vité du méta­­bo­­lisme à hauteur de 5 à 7 % pour chaque degré perdu. Cette baisse entraîne un ralen­­tis­­se­­ment du rythme de consom­­ma­­tion de nutri­­tifs essen­­tiels, comme l’oxy­­gène. Les tissus, risquant de manquer d’oxy­­gène à cause d’un arrêt cardiaque ou de perte de sang sont ainsi proté­­gés. En théo­­rie, si nous conti­­nuons à bais­­ser la tempé­­ra­­ture, les proces­­sus biolo­­giques fini­­raient par se figer. Il s’agi­­rait alors d’un état de mort tempo­­raire. Tout comme une horloge arrê­­tée, il n’y aurait rien de physique­­ment grave – tous les compo­­sants du corps seraient intacts, seule­­ment station­­naires. Tout ce dont le corps aurait besoin serait un peu de chaleur pour remettre en marche l’or­­ga­­nisme. Bien entendu, ce n’est pas si simple. L’hy­­po­­ther­­mie comporte des risques. Le corps souhaite rester chaud et se battra pour conser­­ver sa tempé­­ra­­ture habi­­tuelle. Tout au long de la vie, le corps, au prix de grands efforts, main­­tien­­dra une tempé­­ra­­ture plus au moins constante de 37°C. Le corps doit en effet constam­­ment s’ajus­­ter à la perte de chaleur dans l’en­­vi­­ron­­ne­­ment pour conser­­ver cette tempé­­ra­­ture. Si la tempé­­ra­­ture est trop basse, le sang se retrouve dévié de la peau expo­­sée et se concentre dans la poitrine, quand on fris­­sonne et que l’on se blot­­tit sous une couver­­ture. Les effets d’un refroi­­dis­­se­­ment plus consé­quent peuvent être désas­­treux. Si la tempé­­ra­­ture du corps descend à 33°C, soit quatre degrés de moins que la normale, le cœur commen­­cera à battre de manière irré­­gu­­lière. À 25°C, il risque alors de s’ar­­rê­­ter. Et même en ayant survécu à l’hy­­po­­ther­­mie, le fait de se réchauf­­fer peut entraî­­ner de graves consé­quences pour les reins.

« Ce que nous faisons ici c’est du biomi­­mé­­tisme, on utilise ces merveilleuses adap­­ta­­tions de la nature pour les détour­­ner au profit de la méde­­cine. » — Henning

Il y a toute­­fois certaines espèces animales qui peuvent endu­­rer de bien plus grandes vagues de froid. Un écureuil, le sper­­mo­­phile arctique, a pour habi­­tude de conser­­ver une tempé­­ra­­ture simi­­laire à la nôtre. Mais, pendant la période d’hi­­ber­­na­­tion, il gère conscien­­cieu­­se­­ment ses fluides refroi­­dis et évite qu’ils ne deviennent solides : il peut survivre à une tempé­­ra­­ture chutant jusqu’à –3°C. Les hamsters de Love­­lock pouvaient égale­­ment survivre à des condi­­tions d’hy­­po­­ther­­mie, auxquelles les humains ne résis­­te­­raient pas. La façon dont ces animaux survivent aux états d’ex­­trême hypo­­ther­­mie est fasci­­nante pour quiconque espère dévoi­­ler les secrets de l’état de mort tempo­­raire chez les humains. « Quand ton cama­­rade est-il mort ? », demande avec un large sourire, Profes­­seur Rob Henning, citant un manuel de l’ar­­mée qu’il a reçu, alors qu’il était l’un des derniers conscrits des Pays-Bas. « Première chose : est-il en train de pour­­rir ? Et deuxiè­­me­­ment : est-ce que sa tête est à plus de 20 centi­­mètres de son corps ? » Tout comme Love­­lock, Henning a mené des expé­­riences avec des animaux hiber­­nants, ce qui lui a donné une vision plutôt souple de ce qu’est un être vivant. Du dernier étage du dépar­­te­­ment de Phar­­ma­­cie Clinique et Phar­­ma­­co­­lo­­gie de l’Uni­­ver­­sité et Centre Hospi­­ta­­lier de Groningue (UMCG), une large fenêtre surplombe cette ville médié­­vale, qui s’étend sur un paysage sans relief. En dessous se trouve l’hô­­pi­­tal, le noyau régio­­nal pour la chirur­­gie de trans­­plan­­ta­­tion. C’est égale­­ment là que Henning et son équipe s’at­­tellent à dévoi­­ler les secrets de l’hi­­ber­­na­­tion. « Ce que nous faisons ici, c’est du biomi­­mé­­tisme », dit Henning. « On utilise ces merveilleuses adap­­ta­­tions de la nature pour les détour­­ner au profit de la méde­­cine. »

Torpeur

Pendant de courtes périodes, une condi­­tion se carac­­té­­ri­­sant par l’inac­­ti­­vité et une tempé­­ra­­ture réduite, est connue sous le nom de torpeur. Beau­­coup d’ani­­maux peuvent ralen­­tir leur méta­­bo­­lisme pour entrer dans cet état : insectes, amphi­­biens, mammi­­fères, oiseaux, pois­­sons. En accu­­mu­­lant de nombreuses et courtes sessions de torpeur, les animaux peuvent entrer dans une longue dormance que l’on appelle hiber­­na­­tion. Grâce à cette tech­­nique, de petits animaux tels que les souris, hamsters et chauve souris peuvent survivre aux famines hiver­­nales, tout en conser­­vant leur éner­­gie. Formé comme anes­­thé­­siste, Henning a commencé à s’in­­té­­res­­ser à l’hi­­ber­­na­­tion dans les années 1990. Son projet a donné nais­­sance à un groupe de recherche qui s’est formé il y a six ans. « Lorsqu’on pense aux hiber­­nants, il existe beau­­coup de mises en pratique possibles. Les plus évidentes sont tous les types de chirur­­gie lourde », explique-t-il. La perte de sang est l’une des causes prin­­ci­­pales de décès pendant l’opé­­ra­­tion, mais dans leur état hypo­­ther­­mique, les hiber­­nants peuvent survivre à de bien plus graves bles­­sures qu’ils ne le peuvent à tempé­­ra­­ture normale. Ce phéno­­mène est en partie dû au fait que les tissus sont mieux proté­­gés en cas de rythme méta­­bo­­lique lent et que le cœur pompe le sang à une frac­­tion de son rythme habi­­tuel.

L’hi­­ber­­na­­tion est un mara­­thon épui­­sant combi­­nant à la fois hypo­­ther­­mie, famine et vulné­­ra­­bi­­lité aux mala­­dies.

Cela dit, résis­­ter au froid et à la perte de sang n’est pas une expli­­ca­­tion suffi­­sante à cette endu­­rance incroyable des hiber­­nants. Alors que l’hi­­ber­­na­­tion ressemble à une très longue grasse mati­­née, elle est en vérité bien plus qu’un simple sommeil dans le froid. C’est un mara­­thon épui­­sant combi­­nant à la fois hypo­­ther­­mie, famine et vulné­­ra­­bi­­lité aux mala­­dies. Afin de suppor­­ter ces souf­­frances, les animaux qui pratiquent l’hi­­ber­­na­­tion ont déve­­loppé des méca­­nismes pour proté­­ger leur corps et leur esprit. Avant une longue hiber­­na­­tion, les animaux mangent au point de deve­­nir obèses et diabé­­tiques de type 2. Contrai­­re­­ment aux humains, ce compor­­te­­ment n’en­­traîne pas un épais­­sis­­se­­ment des parois des artères et une mala­­die cardio­­vas­­cu­­laire. Certaines espèces arrêtent de manger deux à trois semaines avant l’hi­­ber­­na­­tion, et deviennent soudai­­ne­­ment indif­­fé­­rents à toute sensa­­tion de faim tout en conti­­nuant leurs acti­­vi­­tés. Alors qu’un humain alité pendant une semaine va voir ses muscles s’atro­­phier et des caillots de sang se former, les hiber­­nants reste­­ront immo­­biles pendant des mois. Pendant l’hi­­ber­­na­­tion, le micro­­biome, l’en­­semble des bacté­­ries vivant dans le système diges­­tif, est frappé par le froid et manque de nour­­ri­­ture. Les poumons des hiber­­nants se couvrent d’un épais dépôt de mucus et de colla­­gène, simi­­laire à celui que l’on retrouve habi­­tuel­­le­­ment chez les personnes asth­­ma­­tiques. Leurs cerveaux montrent des premiers signes de la mala­­die d’Alz­­hei­­mer. Certaines espèces perdent la mémoire pendant l’hi­­ber­­na­­tion. Encore plus surpre­­nant, certaines présentent même des symp­­tômes typiques d’un manque de sommeil lorsqu’elles se réveillent. Et pour­­tant, les hiber­­nants sont capables de contour­­ner tous ces problèmes et de reprendre vie au prin­­temps, bien souvent sans aucune séquelle à long terme.

hibernation-ulyces-03
Torpeur arti­­fi­­cielle
Crédits : Prome­­theus, Twen­­tieth Century Fox

L’UMCG s’étend sur un demi-kilo­­mètre. Il s’agit d’un complexe de bâti­­ments si étroi­­te­­ment liés les uns aux autres qu’il est possible de marcher du hall d’en­­trée prin­­ci­­pal d’un côté jusqu’aux porte-vélos situés du côté opposé sans même avoir à sortir. L’un de ces bâti­­ments est un labo­­ra­­toire animal. Dans une pièce minus­­cule isolée du couloir prin­­ci­­pal, le jeune docto­­rant de Henning, Edwin de Vrij, et son collègue s’oc­­cupent d’un rat allongé sur un lit de glace. Un enche­­vê­­tre­­ment de fins tuyaux et de fils entoure l’ani­­mal afin de le garder en vie et enre­­gis­­trer ces précieuses données. Une bobine de papier sort lente­­ment d’une machine et montre que le rythme cardiaque du rat est passé de 300 batte­­ments fréné­­tiques par minute à seule­­ment 60. Les chiffres rougeoyants sur une autre montrent que la tempé­­ra­­ture inté­­rieure du rat a chuté de 20°C et est doré­­na­­vant de 15°C. Cliquant tel un métro­­nome, un respi­­ra­­teur arti­­fi­­ciel four­­nit de l’oxy­­gène au rongeur anes­­thé­­sié. N’étant pas un hiber­­nant, le rat ne peut survivre à l’hy­­po­­ther­­mie sans assis­­tance médi­­cale. « Lorsqu’on le refroi­­dit, ses impul­­sions nerveuses ralen­­tissent et ses muscles éprouvent plus de diffi­­culté dans le froid, sa gêne pour respi­­rer est plutôt physio­­lo­­gique », explique de Vrij. Ce n’est pas le cas pour les vrais hiber­­nants – ou pour d’autres mammi­­fères non hiber­­nants, d’ailleurs. « Contre toute attente, les hamsters, eux, conti­­nuent à respi­­rer norma­­le­­ment », dit-il. « Nous n’avons pas besoin de les oxygé­­ner. » Outre l’hi­­ber­­na­­tion qu’ils provoquent chez les hamsters (un proces­­sus pouvant prendre jusqu’à plusieurs semaines d’ajus­­te­­ment progres­­sif afin de contrô­­ler la tempé­­ra­­ture des pièces et ainsi imiter le début de l’hi­­ver), l’équipe de l’UMCG provoque égale­­ment un état forcé d’hy­­po­­ther­­mie, comme chez notre rat, en refroi­­dis­­sant rapi­­de­­ment les animaux jusqu’à ce qu’ils se trouvent dans un état de suspen­­sion méta­­bo­­lique.

Pendant long­­temps, aucune preuve ne pouvait soute­­nir la thèse selon laquelle les primates pour­­raient hiber­­ner.

Aujourd’­­hui, De Vrij est à la recherche de plaquettes, des éléments essen­­tiels à la coagu­­la­­tion sanguine pour empê­­cher les saigne­­ments. Les hiber­­nants arrivent à ne pas avoir de caillots sanguins malgré leur absence d’ac­­ti­­vité, une faculté qui est due notam­­ment à un curieux chan­­ge­­ment au sein de leur corps soumis à l’hy­­po­­ther­­mie : au moment où leur corps est froid, les plaquettes dispa­­raissent de leur sang. Personne ne sait encore où ces plaquettes vont, mais leur rapide réap­­pa­­ri­­tion lors du réchauf­­fe­­ment du corps ont poussé De Vrij à croire qu’elles sont conser­­vées quelque part dans le corps et non pas absor­­bées puis resyn­­thé­­ti­­sées. De façon surpre­­nante, ce chan­­ge­­ment s’opère aussi chez des non-hiber­­nants, notam­­ment chez les rats et parfois chez les humains victimes d’hy­­po­­ther­­mie. Les carac­­té­­ris­­tiques parta­­gées par les diffé­­rents hiber­­nants laissent penser qu’il est probable que ces espèces possèdent de façon innée des méca­­nismes protec­­teurs contre le froid, l’inac­­ti­­vité, la priva­­tion et l’as­­phyxie. Prove­­nant d’an­­cêtres communs, ces méca­­nismes leur permettent de s’adap­­ter aux faiblesses de l’or­­ga­­nisme. Il y a même des indices qui poussent à penser que les humains pour­­raient avoir, à un certain degré, certaines de ces habi­­li­­tés. Pendant long­­temps, aucune preuve ne pouvait soute­­nir la thèse selon laquelle les primates pour­­raient hiber­­ner. Mais en 2004, des périodes régu­­lières d’en­­gour­­dis­­se­­ment ont été obser­­vées chez une espèce de lému­­rien malgache. « Si on observe le lému­­rien et si on s’ob­­serve nous, on remarque qu’on partage à peu près 98 % de nos gènes en commun », dit Henning. « Ce serait vrai­­ment étrange que les méca­­nismes de l’hi­­ber­­na­­tion se retrouvent dans ces 2 % de diffé­­rence. »

Cryo­­pré­­ser­­va­­tion

Au moment où leur tempé­­ra­­ture corpo­­relle chute, les hiber­­nants retirent aussi les lympho­­cytes (globules blancs) de leur sang et les stockent dans les ganglions lympha­­tiques. Et au cours des 90 minutes qui suivent le réveil, les lympho­­cytes réap­­pa­­raissent. Cette période d’af­­fai­­blis­­se­­ment du système immu­­ni­­taire permet d’évi­­ter une inflam­­ma­­tion géné­­rale du corps au moment du réchauf­­fe­­ment – ce qui cause pour les humains et autres non-hiber­­nants des dommages aux reins. Le cham­­pi­­gnon respon­­sable du syndrome du nez blanc, qui se répand souvent dans les colo­­nies de chauves-souris aux États-Unis, profite de cette vulné­­ra­­bi­­lité en infec­­tant les chauves-souris pendant leur sommeil. Pour lutter contre, les chauves-souris quittent régu­­liè­­re­­ment leur stade d’hi­­ber­­na­­tion et se réchauffent pour lutter contre cet agent patho­­gène. Le coût élevé en éner­­gie que demandent ces inter­­­rup­­tions finit cepen­­dant par les tuer.

Hibernation longue durée Crédits : Prometheus, Twentieth Century Fox
Hiber­­na­­tion longue durée
Crédits : Prome­­theus, Twen­­tieth Century Fox

Savoir comment les hiber­­nants contrôlent ces chan­­ge­­ments dans le sang pour­­rait avoir des effets immé­­diats et large­­ment posi­­tifs pour les humains. Reti­­rer les globules blancs du sang évite­­rait des septi­­cé­­mies causées par les cœurs-poumons arti­­fi­­ciels (l’ac­­ti­­va­­tion des cellules sanguines à travers le maté­­riel de main­­tien des fonc­­tions vitales déclenche une réac­­tion immu­­no­­lo­­gique de l’en­­semble du corps) et nous permet­­trait aussi d’amé­­lio­­rer notre capa­­cité à survivre à l’hy­­po­­ther­­mie et aux états tempo­­raires de mort appa­­rente. Les organes desti­­nés à la greffe, souvent réfri­­gé­­rés lors du trans­­port, seraient aussi les béné­­fi­­ciaires d’une meilleure cryo­­pro­­tec­­tion. On pour­­rait aussi augmen­­ter la durée de conser­­va­­tion de nos réserves de sang : on ne sait toujours pas conser­­ver les dons de plaquettes de sang à basse tempé­­ra­­ture et les dons de sang ne peuvent donc être gardés qu’une semaine avant d’être immé­­dia­­te­­ment utili­­sés ou alors jetés à cause du risque d’in­­fec­­tion bacté­­rienne. L’équipe UMGC a obtenu des résul­­tats probants pour atteindre ces objec­­tifs, parfois par acci­dent, comme cette fois où une étudiante a laissé une culture de cellules de hamster dans un réfri­­gé­­ra­­teur à 5°C. Une semaine après, les cellules de hamster étaient toujours vivantes et sentaient l’œuf pourri. L’étu­­diante a alors injecté au milieu déli­­mi­­tant les cellules, un lot de cellules prove­­nant d’un rat en pensant que les cellules de hamster auraient dû secré­­ter une sorte d’agent protec­­teur. Elle a placé le dispo­­si­­tif dans le même réfri­­gé­­ra­­teur et a attendu. Alors qu’en temps normal, les cellules réfri­­gé­­rées de rat auraient dû tuer les cellules de hamster. Au bout de deux jours celles-ci étaient toujours vivantes. L’équipe recherche actuel­­le­­ment les diffé­­rents compo­­sés qui seraient respon­­sables de cette cryo­­pré­­ser­­va­­tion. L’en­­zyme appe­­lée « cysta­­thio­­nine beta synthase » (CBS) est l’un d’entre eux ; il stimule la produc­­tion de sulfure d’hy­­dro­­gène, une molé­­cule qui donne aux œufs pour­­ris leur odeur carac­­té­­ris­­tique. Si l’on injecte aux hamsters un produit chimique qui empêche la produc­­tion de CBS, ils sont dans l’in­­ca­­pa­­cité d’en­­trer dans cette phase d’en­­gour­­dis­­se­­ment, et ceux qui sont entrés dans un état d’hy­­po­­ther­­mie forcée ont subi des dommages aux reins simi­­laires à ceux que connaissent les non-hiber­­nants comme nous. Parmi la centaine de compo­­sés testés par l’équipe d’Hen­­ning, beau­­coup n’ont pas donné les effets escomp­­tés, mais certains ont réussi à produire des résul­­tats satis­­fai­­sants en donnant aux cellules échan­­tillon­­nées une protec­­tion contre le froid sur le long-terme. L’équipe a déjà breveté l’un de ses compo­­sés, Roke­­pie, en tant qu’ad­­di­­tif. Il permet­­trait aux cellules, qui norma­­le­­ment ont besoin de rester à une tempé­­ra­­ture avoi­­si­­nant les 37°C, comme celles des humains ou des souris, de pouvoir être conser­­vées dans un réfri­­gé­­ra­­teur, que ce soit pour le trans­­port ou lorsque des expé­­ri­­men­­ta­­tions sont mises à l’ar­­rêt les week-ends et lors périodes de forte acti­­vité. Les prin­­ci­­pales molé­­cules respon­­sables de la cryo­­pré­­ser­­va­­tion qui ont été extraites des hiber­­nants sont incroya­­ble­­ment puis­­santes et il semble­­rait qu’elles fonc­­tionnent en obte­­nant des chan­­ge­­ments au sein même des cellules – que celles-ci proviennent d’hi­­ber­­nants ou non. Si c’est le cas, il s’agit d’une preuve perti­­nente que nous possé­­dons toujours bien des outils qui nous permettent de suppor­­ter l’hy­­po­­ther­­mie et des états de méta­­bo­­lisme affai­­bli. Pour l’ins­­tant, ce que l’équipe a appris des hiber­­nants n’est pas destiné à des fins commer­­ciales : ce ne sont pas les inten­­tions du groupe d’Hen­­ning. Il ne s’agit plus non plus de la course à l’es­­pace, et la NASA n’oc­­troie pas de subven­­tions impor­­tantes pour déve­­lop­­per la biostase. Cepen­­dant, l’ar­­mée améri­­caine, elle, en octroie. « Si vous regar­­dez dans les cliniques, les choses sont plutôt chao­­tiques », dit le Profes­­seur Sam Tischer­­man. « C’est un chaos contrôlé, mais ce chaos vient prin­­ci­­pa­­le­­ment du fait qu’on ne sait jamais ce qui se passe chez le patient. »

« Les gens affluent et ils sont déjà presque en train de mourir. » — Sam Tisher­­man

Aux urgences, il est souvent impos­­sible pour le méde­­cin de simul­­ta­­né­­ment iden­­ti­­fier le problème, de le régler et de garder le patient en vie. Les patients souf­­frant d’hé­­mor­­ra­­gies incon­­trô­­lables, par exemple, risquent l’ar­­rêt cardiaque. Quand cela arrive, les chirur­­giens doivent se battre contre la montre pour arrê­­ter l’hé­­mor­­ra­­gie avant de pouvoir commen­­cer la réani­­ma­­tion. « Les gens affluent et ils sont déjà presque en train de mourir », dit Tisher­­man. « Nous essayons de les réani­­mer rapi­­de­­ment, en essayant de comprendre d’où vient le problème et en trai­­tant les bles­­sures : tout cela en même temps. » C’est la préoc­­cu­­pa­­tion majeure des cliniques de trau­­ma­­to­­lo­­gie : on se bat toujours contre la montre. Tisher­­man veut donner plus de temps aux méde­­cins. Il pense que provoquer l’hy­­po­­ther­­mie peut donner de précieuses minutes aux chirur­­giens pour sauver la vie de patients qui se trouvent dans un état critique. Pour cela, il est en train de repous­­ser la résis­­tance humaine à l’hy­­po­­ther­­mie au-delà des limites. Après avoir été diplômé du Massa­­chu­­setts Insti­­tute of Tech­­no­­logy (MIT) en 1981, Tisher­­man a bâti sa carrière dans le domaine de la chirur­­gie et des soins inten­­sifs. En 2009, il a remporté un prix pour l’en­­semble de son œuvre dans la science de la réani­­ma­­tion de la part de l’Ame­­ri­­can Heart Asso­­cia­­tion. Désor­­mais, il est le direc­­teur asso­­cié du Centre Safar destiné à la Recherche sur la Réani­­ma­­tion à Pitts­­burgh. Ce centre a été fondé par Peter Safar, le physi­­cien autri­­chien qui a popu­­la­­risé le bouche-à-bouche, la réani­­ma­­tion cardio­­pul­­mo­­naire, et qui a créé la mannequin d’en­­traî­­ne­­ment Resusci Anne pour les ensei­­gner. À Pitts­­burgh, Safar a créé le premier programme de forma­­tion aux soins inten­­sifs au monde. Son credo tout au long de sa vie était de « sauver les cœurs et les cerveaux de ceux qui sont trop jeunes pour mourir ».

Humain, trop humain

La procé­­dure que Tisher­­man est en train de mettre en place corres­­pond à la conser­­va­­tion et réani­­ma­­tion d’ur­­gence. Ses travaux sont soute­­nus par le Centre de Recherche de la Télé­­mé­­de­­cine et des Tech­­no­­lo­­gies Avan­­cées de l’ar­­mée améri­­caine, qui finance la recherche dans des domaines très précis, comme les prothèses amélio­­rées et la robo­­tique, desti­­nés aux soldats bles­­sés sur les champs de bataille. Certains de ses chirur­­giens seront déjà fami­­liers aux tech­­niques hypo­­ther­­miques, et pour­­ront bien­­tôt trai­­ter quoti­­dien­­ne­­ment des patients qui auront une tempé­­ra­­ture corpo­­relle avoi­­si­­nant les 30°C, voire moins. Pour les procé­­dures qui n’exi­­ge­­ront aucun flux sanguin, les chirur­­giens cardio­­logues feront même bais­­ser la tempé­­ra­­ture corpo­­relle de leur patient aux alen­­tours de 15°C, la limite avant que le cœur ne s’ar­­rête.

hibernation-ulyces-07
L’hi­­ber­­na­­tion, un rêve d’as­­tro­­naute
Crédits : Prome­­theus, Twen­­tieth Century Fox

Tisher­­man a pour objec­­tif de faire descendre la tempé­­ra­­ture corpo­­relle des patients à ce niveau, et plus bas encore, à un degré tel que tout le corps serait en état de biostase. Dès lors, il n’y aurait plus de batte­­ments du cœur, plus de respi­­ra­­tion et plus aucune acti­­vité céré­­brale détec­­table. Les patients n’au­­raient plus de sang : il serait soit drainé, soit remplacé par de la solu­­tion saline glacée. Il s’agit de la seule façon pour refroi­­dir le corps humain assez rapi­­de­­ment pour éviter que les tissus soient endom­­ma­­gés en luttant pour conti­­nuer à fonc­­tion­­ner. Tisher­­man appelle cet état la conser­­va­­tion hypo­­ther­­mique. La méthode a déjà fonc­­tionné en labo­­ra­­toire, en réani­­mant des chiens qui ont été lais­­sés en état d’hy­­po­­ther­­mie pendant trois heures. Des essais vont commen­­cer à avoir lieu en clinique. Les chirur­­giens, les anes­­thé­­sistes-réani­­ma­­teurs et les méde­­cins s’oc­­cu­­pant des cœurs-poumons arti­­fi­­ciels du Massa­­chu­­setts Gene­­ral Hospi­­tal ont même suivi une forma­­tion autour de cette toute nouvelle pratique chirur­­gi­­cale. Cela dit, personne ne sait quand elle sera utili­­sée sur un patient humain. En réalité, il y a encore un problème auquel ils doivent faire face : par la nature même de ce qu’est un trau­­ma­­tisme, les patients ne pour­­ront pas donner leur consen­­te­­ment concer­­nant l’usage de cette pratique. Par consé­quent, l’équipe de Tisher­­man a procédé à une vaste consul­­ta­­tion commu­­nau­­taire pour permettre aux citoyens d’être au courant de ce programme. L’étude a dû être person­­nel­­le­­ment approu­­vée par le Secre­­tary of the Army, c’est-à-dire le plus haut respon­­sable admi­­nis­­tra­­tif de l’or­­ga­­ni­­sa­­tion.

Bien que la baisse de tempé­­ra­­ture affecte tous les tissus de façon indif­­fé­­ren­­ciée, cela n’est pas sans effets secon­­daires.

Au-delà de cela, il y a aussi d’autres obstacles futurs. Au milieu de l’ac­­ti­­vité fréné­­tique carac­­té­­ris­­tique des salles d’ur­­gence, Tisher­­man devra s’as­­su­­rer que l’équipe de chirur­­giens trau­­ma­­to­­logues saura travailler de concert avec les chirur­­giens cardio­­logues et avec les chirur­­giens s’oc­­cu­­pant des cœurs-poumons arti­­fi­­ciels qui seront équi­­pés de pompes et de sacs remplis de solu­­tion saline glacée : c’est un nouveau degré de complexité au sein d’un envi­­ron­­ne­­ment déjà chao­­tique. Par ailleurs, bien que la baisse de tempé­­ra­­ture affecte tous les tissus de façon indif­­fé­­ren­­ciée, cela n’est pas sans effets secon­­daires. Les facteurs respon­­sables de la coagu­­la­­tion sanguine sont aussi inhi­­bés par le froid. Cela pose parti­­cu­­liè­­re­­ment problème lorsqu’il s’agit de contrô­­ler les saigne­­ments lors de la phase de réchauf­­fe­­ment. De plus, les chirur­­giens aussi souf­­fri­­ront du froid, à l’ins­­tar de leur patient, puisque la salle va se refroi­­dir durant l’in­­ter­­ven­­tion. Le froid est seule­­ment un outil ; le but final étant la suspen­­sion du méta­­bo­­lisme. Dans le futur, conser­­va­­tion et réani­­ma­­tion d’ur­­gence pour­­raient aussi s’ap­­pliquer à ceux qui subissent des attaques cardiaques ou des empoi­­son­­ne­­ments, ou plus géné­­ra­­le­­ment à ceux qui sont dans un état critique, c’est-à-dire dans des situa­­tions où le facteur-temps est une donnée primor­­diale. « Le refroi­­dis­­se­­ment est le moyen le plus effi­­cace d’in­­hi­­ber notre méta­­bo­­lisme », dit Tisher­­man. « Si nous pouvions soit réduire les besoins de nos tissus, soit amélio­­rer la trans­­mis­­sion de l’oxy­­gène à nos tissus, alors tout irait bien. » Bien que les animaux en labo­­ra­­toire soient capables de récu­­pé­­rer après trois heures de biostase, les premiers patients humains ne seront pas soumis à plus d’une heure. « Une heure devrait suffire à stop­­per l’hé­­mor­­ra­­gie », dit Tisher­­man « Le moment où la tempé­­ra­­ture corpo­­relle est basse ne devra pas non plus néces­­sai­­re­­ment durer pendant l’en­­semble de l’opé­­ra­­tion chirur­­gi­­cale. » Pour ceux qui veulent voya­­ger vers les étoiles, et donc dépas­­ser cette heure il n’en n’est, malheu­­reu­­se­­ment, pas ques­­tion pour l’ins­­tant. « Nous ne cher­­chons pas à conge­­ler les morts », rit Tisher­­man. « Nous souhai­­tons juste gagner du temps pour sauver les vivants. »


Traduit de l’an­­glais par Anne-Char­­lotte Fauvel et Gaëtan Trigot d’après l’ar­­ticle « The Big Sleep » paru dans Mosaic. Couver­­ture : Prome­­theus, Twen­­tieth Century Fox.

Down­load Nulled WordP­ress Themes
Free Down­load WordP­ress Themes
Down­load WordP­ress Themes Free
Down­load WordP­ress Themes
online free course
Download Premium WordPress Themes Free
Premium WordPress Themes Download
Download WordPress Themes
Premium WordPress Themes Download
download udemy paid course for free

PLUS DE SCIENCE