SoLution de conservation d'organes.
La présente invention est relative à une solution de conservation d'organes à basse température.
IL existe deux manières de conserver des organes à basse température. L'une consiste à perfuser L'organe à conserver de manière régulière et continue ; cette méthode s'appeLLe La perfusion hypothermique. L'autre consiste à immerger L'organe dans une ^solution saline maintenue à La température de La glace ; cette méthode s'appelle La conservation hypothermique par réfrigération de contact.
La première méthode a été rapidement abandonnée au profit de La seconde en raison de L'appareiLLage complexe et coûteux que nécessite une perfusion continue.
La conservation hypothermique par réfrigération de contact s'effectue en deux étapes. Tout d'abord, L'organe est perfusé quelques minutes à L'aide d'une solution saline, maintenue à basse température, afin d'éliminer de son réseau vasculaire tout élément sanguin susceptible de provoquer des thromboses Lors de La réimplantation de L'organe. L'organe est ensuite plongé dans ce même type de solution saline, également maintenue à basse température.
Les solutions salines utilisées jusqu'à présent pour
La conservation hypothermique ont toutes une composition voisine de ceLLe décrite en 1969 par CoLLins
(CoLLins et aL) et se caractérisent par des teneurs élevées en K+ et glucose et par des teneurs basses en Na+ et CL-. Une teLLe composition se base sur une constatation faite dès 1966 par KeeLer, selon LaqueLLe un tissu conservé à basse température dans une solution saline du type sanguin subit un gonflement important et une perte de potassium concomittante à un gain de sodium et de chlore, ces modifications de volume
et de contenu ionique s'expliquant très facilement par L'action inhibitrice des basses températures sur Les systèmes actifs thermosensibles de transport ionique.
Le glucose, utilisé en tant qu'agent osmotique non diffusible à travers La membrane plasmique, doit permettre d'éviter tout gonflement cellulaire et Les teneurs ioniques en potassium, sodium et chlore de
La solution de CoLLins sont teLLes qu'eLLes doivent empêcher Les flux ioniques diffusionnels intervenant
à basse température et décrits par KeeLer.
Proposées sous trois variantes, selon La présence ou non d'agents pharmacologiques, Les solutions de CoLLins sont toujours utilisées aujourd'hui pour La conservation hypothermique de reins, foies ou pancréas. IL s'agit plus précisément de La version CoLLins C2 ou d'une variante Légèrement hyperosmotique de celle-ci, définie en 1976 par Euro-TranspLant : L'Euro-CoLLins.
Si ce type de solution a permis d'améliorer considérablement La conservation d'organes à basse température, de nombreux problèmes subsistent néanmoins. Ceux-ci ont tous comme origine Le fait que Les solutions de type CoLLins ne peuvent empêcher un gonflement ceLLuLaire Lors de La conservation hypothermique. Ce gonflement ceLLuLaire peut aboutir à une rupture de La membrane plasmique et, dès Lors, à des nécroses ceLLulaires, ceLLes-ci étant d'aiLLeurs d'autant plus nombreuses que La durée de conservation est Longue.
Ces nécroses perturbent considérablement Le bon dérouLement des transplantations d'organes puisque, par exemple, eLLes provoquent dans plus de 30 % des cas de transplantation rénale une reprise différée de La fonction rénale ou encore Lors des transplantations hépatiques rendent impossible une durée de conservation du foie supérieure à six heures, Laps de temps nettement insuffisant pour La réalisation des tests d'histocompatibilité entre donneur et receveur.
De nombreuses autres solutions ont déjà été réalisées, afin d'empêcher ce gonflement ceLLuLaire à basse température. A titre non exhaustif on peut citer Les
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hyperosmolarité importante. Cependant aucune ne s'avérant significativement plus efficace que Les solutions de type CoLLins, ces dernières continuent d'être Les plus couramment utilisées pour La conservation d'organes.
Un des buts essentiels de La présente invention consiste donc à remédier aux inconvénients précités dûs
au gonflement ceLLuLaire Lors de La conservation. La mise au point de La solution suivant L'invention repose sur deux constatations renseignées dans La Littérature :
1. L'agent osmotique des solutions de type CoLLins est Le glucose, supposé non diffusible à travers La membrane plasmique. Cependant, Le glucose est un métabolite cellulaire et La faible activité métabolique persistant à basse température contribue à son entrée dans La ceLLuLe. IL augmente ainsi L'osmoLarité intracellulaire et provoque un appel d'eau dans La cellule, donc un gonflement de ceLLe-ci. Par contre, Le mannitol ou Le sucrose s'avèrent être des agents osmotiques, nettement moins diffusibles à travers La membrane plasmique, donc pLus favorables pour Limiter
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2. Des modifications de volume ceLLuLaire sont généraLement correlées à des variations de teneurs ioniques intracellulaires. Les solutions de conservation d'organes doivent donc viser à éviter tout flux ionique diffusionnel, donc à posséder une composition ionique voisine de ceLLe des ceLLuLes.
IL a paru par suite avantageux de réaliser une solution de conservation d'organes, qui contient du mannitol ou du sucrose en tant qu'agent osmotique et Les sels
des solutions de type CoLLins. Cependant, ces dernières solutions contenant des concentrations
élevées en K+ (115 m eg/L) et basses en
Na+ (10 m eq/L) et CL- (15 m eq/L), soit des concentrations qualitativement comparables aux concentrations ioniques ceLLuLaires mais qui ne peuvent cependant éviter des modifications de teneurs ioniques intraceLLulaires, La solution saline suivant L'invention est caractérisée en ce que Les teneurs ioniques en milliequivaLent/Litre sont comprises pour Le sodium entre
20 et 60 et pour Le potassium comme pour Le chlore entre 40 et 80.
Suivant L'invention La soLution contient comme ion
Na+ du phosphate bisodique et/ou de L'acétate de sodium, comme ion K+ du chlorure de potassium et/ou du phosphate de potassium, et comme ion CL- du bichLorure de caLcium et/ou du chlorure de potassium.
Suivant L'invention encore La soLution renferme du suLfate de magnésium.
Les concentrations prévues pour La soLution suivant L'invention en Na+, K+ et CL- sont teLLes qu'eLLes assurent un maintien des teneurs ioniques intraceLLuLaires en ces trois ions à des valeurs témoins obtenues en conditions physiologiques de température et de salinité.
L'association d'un agent osmotique adéquat, Le mannitol ou Le sucrose et de concentrations ioniques judicieuses suivant L'invention dans une même soLution de conservation d'organes permet d'éviter tout gonflement ceLLuLaire et toute perturbation ionique, comme iL est visible dans Les diagrammes représentant, aux dessins annexés, comparativement une solution type CoLLins et une solution suivant L'invention.
On voit en :
Figures 1 et 2 L'évoLution respectivement du volume ceLLuLaire (kilo d'eau par kilo de poids sec) et des teneurs ioniques intraceLLuLaires de ceLLuLes rénales au cours d'une conservation hypothermique de 24 heures à 0[deg.] C en soLution du type CoLLins, suivie d'une remise à haute température (27[deg.] C) en solution de type sanguin durant trente minutes, et Figures 3 et 4 La même évolution que dans Les figures 1 et 2 mais en solution de conservation suivant L'invention dans une composition donnée à titre d'exemple .
40 meq/L en Na+
60 meq/L en K+
63 meq/L en CL-
avec une osmoLaLité de 320 mosm/kg atteinte par du man-
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REVENDICATIONS S
1. SoLution de conservation d'organe contenant des sels
(Na+, K+, CL-) et du mannitol ou du sucrose, ces produits étant dissous dans de L'eau distilée, caractérisée en ce que Les teneurs ioniques en miLLiequivaLent/ Litre sont comprises pour Le sodium entre 20 et 60 et pour Le potassium comme pour Le chlore entre 40 et 80.
Organ preservation solution.
The present invention relates to a solution for preserving organs at low temperature.
There are two ways to keep organs at low temperatures. One is to infuse The organ to be stored regularly and continuously; this method is called hypothermic perfusion. The other consists in immersing the organ in a saline solution maintained at the temperature of ice; this method is called hypothermic conservation by contact refrigeration.
The first method was quickly abandoned in favor of the second because of the complex and costly equipment required for continuous infusion.
Hypothermic conservation by contact refrigeration takes place in two stages. First of all, the organ is perfused for a few minutes using a saline solution, kept at low temperature, in order to eliminate from its vascular network any blood element likely to cause thromboses during the reimplantation of the organ. The organ is then immersed in this same type of saline solution, also kept at low temperature.
The saline solutions used so far for
Hypothermic conservation all have a composition similar to that described in 1969 by CoLLins
(CoLLins and aL) and are characterized by high contents of K + and glucose and by low contents of Na + and CL-. Such a composition is based on an observation made in 1966 by KeeLer, according to LaqueLLe a tissue kept at low temperature in a saline solution of the blood type undergoes significant swelling and a loss of potassium concomitant with a gain of sodium and chlorine, these modifications volume
and of ionic content easily explained by the inhibitory action of low temperatures on thermosensitive active systems of ion transport.
Glucose, used as an osmotic agent which is not diffusible through the plasma membrane, must make it possible to avoid any cellular swelling and the ionic contents of potassium, sodium and chlorine of
The CoLLins solution are such that they must prevent the diffusional ionic fluxes occurring
at low temperature and described by KeeLer.
Offered in three variants, depending on the presence or absence of pharmacological agents, CoLLins solutions are still used today for hypothermic preservation of kidneys, livers or pancreas. It is more precisely about the CoLLins C2 version or a Slightly hyperosmotic variant of it, defined in 1976 by Euro-TranspLant: Euro-CoLLins.
While this type of solution has made it possible to considerably improve the conservation of organs at low temperatures, many problems still remain. These all originate from the fact that solutions of the CoLLins type cannot prevent cellular swelling during hypothermic conservation. This cellular swelling can lead to a rupture of the plasma membrane and, consequently, to cellular necrosis, these being all the more numerous the longer the shelf life.
These necroses considerably disrupt the proper course of organ transplants since, for example, they cause in more than 30% of renal transplant cases a delayed recovery of renal function or during liver transplants make it impossible to keep the liver alive more than six hours, clearly insufficient time for carrying out the histocompatibility tests between donor and recipient.
Many other solutions have already been implemented in order to prevent this cellular expansion at low temperatures. Non-exhaustive examples include
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significant hyperosmolarity. However, none proving to be significantly more effective than CoLLins-type solutions, the latter continue to be the most commonly used for organ preservation.
One of the essential aims of the present invention therefore consists in remedying the aforementioned drawbacks due
to cellular swelling during storage. The development of the following solution The invention is based on two observations reported in The Literature:
1. The osmotic agent of solutions of the CoLLins type is Glucose, supposed to be non-diffusible through the plasma membrane. However, glucose is a cellular metabolite and the low metabolic activity that persists at low temperatures contributes to its entry into the cell. It thus increases the intracellular osmoLarity and causes a call of water in the cell, therefore a swelling of this one. On the other hand, Mannitol or Sucrose prove to be osmotic agents, clearly less diffusible through the plasma membrane, therefore more favorable for limiting
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2. Cellular volume modifications are generally correlated with variations in intracellular ion contents. Organ preservation solutions must therefore aim to avoid any diffusional ionic flux, and therefore to have an ionic composition close to that of the cells.
It therefore appeared advantageous to produce an organ preservation solution, which contains mannitol or sucrose as osmotic agent and the salts.
solutions of the CoLLins type. However, these latter solutions containing concentrations
high in K + (115 m eg / L) and low in
Na + (10 m eq / L) and CL- (15 m eq / L), i.e. concentrations qualitatively comparable to cellular ionic concentrations but which cannot however avoid modifications of intraceLLular ionic contents. The saline solution according to the invention is characterized in that the ionic contents in milliequivaLent / Liter are included for Sodium between
20 and 60 and for potassium as for chlorine between 40 and 80.
Next The invention The solution contains as ion
Na + bisodium phosphate and / or sodium acetate, as ion K + of potassium chloride and / or potassium phosphate, and as ion CL- of calcium dichloride and / or potassium chloride.
According to the invention again, the solution contains magnesium sulphate.
The concentrations provided for the solution according to the invention in Na +, K + and CL- are such that they maintain the intraceLLuL ionic contents of these three ions at control values obtained under physiological conditions of temperature and salinity.
The combination of a suitable osmotic agent, mannitol or sucrose and judicious ionic concentrations according to the invention in the same organ preservation solution makes it possible to avoid any cellular swelling and any ionic disturbance, as seen in The diagrams representing, in the appended drawings, comparatively a CoLLins type solution and a solution according to the invention.
We see in:
Figures 1 and 2 The evolution respectively of the cell volume (kilo of water per kilo of dry weight) and of the intraceLLuAl ionic contents of renal cells during a hypothermic preservation of 24 hours at 0 [deg.] C in solution of the CoLLins type, followed by resetting to high temperature (27 [deg.] C) in blood type solution for thirty minutes, and Figures 3 and 4 The same evolution as in Figures 1 and 2 but in preservation solution according to L invention in a composition given by way of example.
40 meq / L in Na +
60 meq / L in K +
63 meq / L in CL-
with an osmoLaLity of 320 mosm / kg reached by man-
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CLAIMS S
1. Organ preservation solution containing salts
(Na +, K +, CL-) and mannitol or sucrose, these products being dissolved in distilled water, characterized in that the ionic contents in miLLiequivaLent / Liter are included for sodium between 20 and 60 and for potassium as for Chlorine between 40 and 80.