L’entérocolite nécrosante (NEC) est une préoccupation majeure dans les unités de soins intensifs de néonatologie. Cette affection se présente chez environ 10% des grands prématurés, soit les nouveau-nés avec un poids inférieur à 1 kg et à moins de 30 semaines. Les symptômes de la NEC apparaissent souvent de manière fulgurante et peuvent être mortels dans 20 à 50% des cas. Ils s’accompagnent souvent d’effets à long terme chez les survivants.
L’étiologie de la NEC est encore mal comprise mais il est clair qu’un des éléments impliqués est l’immaturité de l’intestin. Son immaturité fonctionnelle puisqu’il n’est pas encore complètement équipé pour la digestion et son immaturité immunitaire en regard du stress associé à l’établissement du microbiote. Il existe quelques moyens pour prévenir le développement de la NEC comme l’alimentation basées sur le lait maternel mais leurs vertus sont encore mal comprises.
Depuis plusieurs années, notre équipe s’intéresse aux mécanismes qui pourraient être responsables du déclenchement de la NEC, ainsi qu’aux facteurs qui pourraient prévenir son développement et travaille à mettre au point des outils qui permettraient d’identifier les grands prématurés les plus à risques de développer la NEC afin d’entreprendre des traitements préventifs avant l’apparition des symptômes.
Ces travaux sont le fruit de multiples collaborations qui se doivent d’être soulignées et qui ont mené à la création du Consortium de recherche sur l’inflammation intestinale chez l’enfant (CRIIE). Le CRIIE tire sa source d’une première collaboration fondatrice impliquant la Dr Emanuela Ferretti, présentement à Ottawa, le Pr Daniel Ménard, maintenant décédé, le Pr Emile Levy de l’Hôpital Sainte-Justine et notre Laboratoire PPI.
Études démontrant les effets directs de différents facteurs sur l’intestin immature
En collaboration avec l’équipe de Daniel Ménard qui a mis au point une méthode de culture pour l’intestin fœtal dans des conditions parfaitement définies, nous avons évalué les effets directs résultant de l’exposition à diverses substances pharmacologiques
L’EGF
L’EGF est un facteur de croissance qui avait été montré pour ses effets préventifs pour la NEC chez des nouveau-nés prématurés. Dans cette étude, nous avons trouvé que l’EGF exerçait des effets anti-inflammatoires sur l’intestin immature, ce qui pourrait expliquer ses effets bénéfiques chez l’enfant.
Anti-inflammatory effects of epidermal growth factor on the immature human intestine. Ménard D, Tremblay E, Ferretti E, Babakissa C, Perron N, Seidman EG, Levy E, Beaulieu JF. Physiol Genomics. 2012 Feb 27;44(4):268-80. doi: 10.1152/physiolgenomics.00101.2011. Epub 2012 Jan 3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22214601/
Les anti-inflammatoires non-stéroïdiens
Les anti-inflammatoires non-stéroïdiens (NSAID) sont utilisés chez les nouveau-nés pour accélérer la fermeture du canal artériel persistant et chez la mère afin de stopper les contractions utérines afin de retarder l’accouchement. Ils augmentent cependant le risque pour la NEC. En analysant les effets directs de différents NSAID sur l’intestin immature, nous avons trouvé que ces agents exerçaient des effets nocifs sur la muqueuse. C’est le cas de l’indométacine et de l’ibuprofène alors que les effets du kétoprofène varient d’un individu à l’autre.
Deleterious effects of indomethacin in the mid-gestation human intestine.Perron N, Tremblay E, Ferretti E, Babakissa C, Seidman EG, Levy E, Ménard D, Beaulieu JF. Genomics. 2013 Mar;101(3):171-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23261704/
Impaired antimicrobial response and mucosal protection induced by ibuprofen in the immature human intestine. Ferretti E, Tremblay E, Thibault MP, Fallah S, Grynspan D, Burghardt KM, Bettolli M, Babakissa C, Levy E, Beaulieu JF. Pediatr Res. 2018 Dec;84(6):813-820. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30341414/
Effect of ketoprofen and ATB-352 on the Immature Human Intestine: Identification of Responders and Non-responders. Thibault MP, Tremblay É, Wallace JL, Beaulieu JF. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2019 May;68(5):623-629. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31022092/
Implication de la voie de signalisation de l’oxide nitrique
La voie de l’oxide nitrique (NO) est activée dans l’intestin de nouveau-nés atteints de la NEC. Dans cette étude, nous avons établi que la voie NO est un régulateur de l’inflammation intestinale et que son activité est régulée par les molécules pro- et anti-inflammatoires.
The nitric oxide synthase 2 pathway is targeted by both pro- and anti-inflammatory treatments in the immature human intestine. Ferretti E, Tremblay E, Thibault MP, Grynspan D, Burghardt KM, Bettolli M, Babakissa C, Levy E, Beaulieu JF. Nitric Oxide. 2017 Jun 1;66:53-61. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28315470/
Recherche de biomarqueurs intestinaux de la NEC
Nous avons poursuivi nos recherche dans un contexte où le défi des néonatologues est de détecter le plus rapidement possible le début des manifestations cliniques menant à la NEC. Nous avons donc entrepris la caractérisation de marqueurs qui pourraient servir à identifier les nouveau-nés prématurés les plus à risque de développer la NEC. Pour ce faire, nous avons réalisé une étude multicentrique afin d’analyser les gènes dont l’expression est altérée dans l’intestin atteint.
Similarités entre la NEC et une maladie inflammatoire chronique, la maladie de Crohn
Cette étude visait à identifier les gènes anormalement exprimés dans la NEC. Elle nous a permis de mettre en évidence que les principaux profils d’expression dans la NEC sont associés avec une réponse immune anormale et de découvrir une grande similarité avec la maladie de Crohn, une maladie inflammatoire chronique.
Gene expression profiling in necrotizing enterocolitis reveals pathways common to those reported in Crohn’s disease.
Tremblay É, Thibault MP, Ferretti E, Babakissa C, Bertelle V, Bettolli M, Burghardt KM, Colombani JF, Grynspan D, Levy E, Lu P, Mayer S, Ménard D, Mouterde O, Renes IB, Seidman EG, Beaulieu JF. BMC Med Genomics. 2016 Jan 22;9:6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26801768/
IL-17-related signature genes linked to human necrotizing enterocolitis. Tremblay É, Ferretti E, Babakissa C, Burghardt KM, Levy E, Beaulieu JF. BMC Res Notes. 2021 Mar 4;14(1):82. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33663574/
Recherche de biomarqueurs prédictifs de la NEC dans les selles
Nos études qui visaient à identifier les gènes anormalement exprimés dans la NEC nous ont permis de découvrir une grande similarité avec la maladie de Crohn. C’est une maladie assez fréquente au Canada mais l’intérêt pour nous est qu’il existe des tests pour mesurer son activité.
Compte tenu de la similarité avec la maladie de Crohn, on s’est donc intéressé à explorer la possibilité que ces mêmes tests puissent servir à détecter la NEC.
En collaboration avec les services de néonatologie du CHUS à Sherbrooke et du CHEO à Ottawa, nous avons récupéré les couches des grands prématurés tous les jours pendant deux ans grâce à la collaboration des parents et du personnel infirmier. Il y a eu 8 prématurés pour lesquels on a testé les selles obtenues sur une période de 10 jours avant le diagnostic en comparaison des selles de prématurés contrôles.
On a trouvé qu’en combinant divers marqueurs utilisés pour la maladie de Crohn, on pouvait prédire la moitié des prématurés qui développent la NEC.
Lipocalin-2 and calprotectin as stool biomarkers for predicting necrotizing enterocolitis in premature neonates. Thibault MP, Tremblay É, Horth C, Fournier-Morin A, Grynspan D, Babakissa C, Levy E, Ferretti E, Bertelle V, Beaulieu JF. Pediatr Res. 2022 Jan;91(1):129-136. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34465872/
Mais ce n’était pas suffisant. Nous avons donc entrepris une approche qui pourrait combiner encore plus de marqueurs : les analyses en spectrométrie de masse. La spectrométrie de masse est une méthode qui permet d’identifier toutes les principales molécules dans un échantillon, ici les protéines. On en a identifié plus de 1000 dans les échantillons de selles de prématurés. En combinant l’intelligence artificielle et l’apprentissage machine, on a pu en sélectionner une trentaine qui permettaient d’identifier tous les prématurés du groupe, une semaine avant le diagnostic.
Proteomics Profiling of Stool Samples from Preterm Neonates with SWATH/DIA Mass Spectrometry for Predicting Necrotizing Enterocolitis. Gagné D, Shajari E, Thibault MP, Noël JF, Boisvert FM, Babakissa C, Levy E, Gagnon H, Brunet MA, Grynspan D, Ferretti E, Bertelle V, Beaulieu JF. Int J Mol Sci. 2022 Oct 1;23(19):11601. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36232903/
Les prochaines étapes visent à confirmer les résultats avec une autre série d’échantillons et à adapter la procédure de spectrométrie de masse pour qu’elle soit compatible avec les appareils disponibles dans les laboratoires cliniques des hôpitaux canadiens.
REMERCIEMENTS: Les travaux de recherche sur l’entérocolite nécrosante ont été subventionnés par des octrois obtenus des Instituts de recherche en santé du Canada depuis 2007 et par la Fondation des maladies pédiatriques via son programme de l’Encan des vins de Sherbrooke. Les chercheurs remercient les personnels des diverses institutions impliquées pour leur collaboration et les parents des jeunes patients pour avoir accordé leur consentement à la réalisation de ces études.
Témoignage des parents d’un enfant aillant souffert de l’entérocolite nécrosante et quelques mots sur notre recherche dans le cadre du 11e Encan de vins de Sherbrooke de la Fondation des maladies pédiatriques.
Laboratoire de physiopathologie intestinale/ Laboratory of Intestinal Physiopathology 