Le prolapsus des organes pelviens affecte des millions de femmes dans le monde et pourtant, certaines interventions chirurgicales courantes ont des taux d’échec aussi élevés que 40%. L’absence de modèles animaux standard pour étudier cette condition entrave les progrès. Nous proposons le protocole suivant comme modèle pour la suspension du ligament utéro-sacré et les essais de traction in vivo .
Le prolapsus des organes pelviens (POP) est un trouble courant du plancher pelvien (VFI) susceptible d’avoir un impact significatif sur la qualité de vie d’une femme. Environ 10% à 20% des femmes subissent une chirurgie de réparation du plancher pelvien pour traiter le prolapsus aux États-Unis. Les cas de VFI entraînent un coût annuel global de 26,3 milliards de dollars aux États-Unis seulement. Cette condition multifactorielle a un impact négatif sur la qualité de vie et pourtant les options de traitement n’ont fait que diminuer dans un passé récent. Une option chirurgicale courante est la suspension du ligament utéro-sacré (USLS), qui est généralement réalisée en apposant la voûte vaginale au ligament utéro-sacré dans le bassin. Cette réparation a une incidence de complications plus faible par rapport à celles avec une augmentation de maille, mais se distingue par un taux d’échec relativement élevé allant jusqu’à 40%. Compte tenu du manque de modèles animaux standard pour étudier le dysfonctionnement du plancher pelvien, il existe un besoin clinique urgent d’innovation dans ce domaine en mettant l’accent sur le développement de modèles animaux rentables et accessibles. Dans ce manuscrit, nous décrivons un modèle de LSU chez le rat impliquant une hystérectomie complète suivie d’une fixation de la voûte vaginale restante au ligament utéro-sacré. L’objectif de ce modèle est d’imiter la procédure effectuée sur les femmes pour pouvoir utiliser le modèle pour ensuite étudier des stratégies réparatrices qui améliorent l’intégrité mécanique de l’attachement ligamentaire. Il est important de noter que nous décrivons également le développement d’une procédure d’essai de traction in situ pour caractériser l’intégrité de l’interface à des moments choisis après une intervention chirurgicale. Dans l’ensemble, ce modèle sera un outil utile pour les futures études qui étudient les options de traitement pour la réparation des POP via USLS.
Le prolapsus des organes pelviens (POP) est un trouble courant du plancher pelvien qui touche des millions de femmes dans le monde et qui peut avoir un impact significatif sur de nombreux aspects de la vie d’une femme, en particulier à l’âge de1 an. Notamment, environ 13% des femmes aux États-Unis subiront une intervention chirurgicale pour prolapsus ou incontinence urinaire2. Affection plus fréquente après la grossesse et l’accouchement, le prolapsus se caractérise par la descente des organes pelviens, principalement les différents compartiments du vagin et/ou de l’utérus, au-delà de leur position normale dans la cavité péritonéale. Cela entraîne des symptômes gênants de renflement ou de pression vaginale, d’intestin, de vessie et de dysfonction sexuelle, ainsi qu’une qualité de vie globalement réduite. Les autres facteurs de risque de POP comprennent l’obésité, le tabagisme, la toux chronique et la constipation3.
Chez les femmes en bonne santé, les organes du plancher pelvien sont soutenus par les muscles releveurs ani, les ligaments utéro-sacrés (LSU), les ligaments cardinaux, les attaches du tissu conjonctif à la paroi latérale pelvienne et les structures distales du corps périnéal 4,5. Les LSU sont parmi les structures de soutien apicales les plus importantes pour l’utérus et le vagin apical, et sont donc souvent utilisées dans la correction chirurgicale des POP (Figure 1). Le soutien structurel de l’USL provient du tissu conjonctif collagène dense dans la région sacrée qui se transforme en muscle lisse serré. En raison de ce gradient de composition, l’USL s’imbrique avec la musculature utérine et vaginale pour fournir un soutien solide aux organes pelviens 6,7. Dans la suspension du ligament utéros-sacré (USLS), les USL sont fixées à la voûte vaginale après une hystérectomie, restaurant le vagin et les structures environnantes à leur position anatomique dans le compartiment abdominal. Cependant, indépendamment d’une voie transvaginale ou laparoscopique, la procédure USLS est en proie à un taux d’échec relativement élevé allant jusqu’à 40% dans certaines études 8,9. Le taux de récurrence des symptômes de renflement vaginal gênants 5 ans après la réparation pour le prolapsus du compartiment apical, comme les LSU, était d’environ 40 % dans un vaste essai contrôlé randomisémulticentrique 9. Dans le même essai, le retraitement pour prolapsus récurrent à 5 ans était d’environ 10 %. Le mécanisme de ce taux d’échec élevé n’a pas été étudié, mais la restauration du vagin et des structures environnantes à leur position anatomique nécessite le placement de suture dans la région collagène dense de l’USL10,11 plutôt que dans la région musculaire lisse. Par conséquent, le taux d’échec élevé pourrait être dû à l’inadéquation mécanique et compositionnelle de l’interface vagin-USL formée chirurgicalement par rapport à l’intégration complète observée dans l’attachement col de l’utérus natif.
L’impact économique du traitement de ces troubles est également notable, avec environ 300 millions de dollars dépensés chaque année aux États-Unis pour les soins ambulatoires12, et plus de 1 milliard de dollars dépensés chaque année en coûts directs pour les interventions chirurgicales13. Malgré les vastes ressources économiques consacrées au traitement de ces affections, les complications découlant de nombreuses chirurgies de prolapsus restent décourageantes. Par exemple, les réparations du prolapsus apical à base de mailles de polypropylène, telles que la sacrocolpopexie, offrent des taux de réussite plus élevés que les réparations tissulaires natives14, mais au prix de complications potentielles telles que l’exposition aux mailles ou l’érosion. La FDA a reçu près de 3 000 plaintes liées à des complications de maillage entre 2008 et 2010 seulement. Cela a abouti à une ordonnance de la FDA d’arrêter la fabrication et la vente de tous les produits de mailles transvaginales pour POP en avril 201915. Par conséquent, il existe un fort besoin clinique de matériaux autres que le polypropylène et de modèles avec lesquels les tester, qui peuvent augmenter les réparations du prolapsus tissulaire natif et augmenter les taux de réussite par rapport aux techniques traditionnelles avec suture seule.
Depuis l’annonce de la FDA en 2019, la plupart des chirurgiens pelviens ont cessé d’utiliser des mailles placées par voie transvaginale pour les réparations du prolapsus, ce qui a incité les chercheurs à rechercher de nouvelles approches d’ingénierie tissulaire pour augmenter les réparations tissulaires natives16,17,18, comme avec les cellules stromales mésenchymateuses (CSM)9,20 . Avec ce changement d’orientation, il est urgent d’affiner les modèles animaux qui peuvent aider au développement de nouveaux matériaux; Le défi dans ce processus est d’équilibrer la pertinence clinique et le coût. À cette fin, les chercheurs en sciences fondamentales et cliniques qui étudient le prolapsus des organes pelviens ont tiré parti de plusieurs modèles animaux jusqu’à présent, notamment des rats, des souris, des lapins, des moutons, des porcs et des primates non humains19. Le processus d’identification d’un modèle animal optimal est difficile, car les humains sont bipèdes, n’ont pas de queue et ont un processus de naissance traumatisant par rapport aux autres espèces de mammifères20. Les porcs21 ont été utilisés pour simuler la sacrocolpopexie robotique, tandis que les moutons ont été utilisés pour simuler les réparations du prolapsus vaginal22. Ces modèles animaux, bien que cliniquement pertinents, sont limités en faisabilité par le coût et l’entretien. Des primates non humains ont été utilisés pour étudier la pathogenèse du prolapsus; Les singes-écureuils en particulier sont l’une des seules espèces autres que les humains à pouvoir développer un prolapsus spontané, ce qui en fait l’un des modèles animaux les plus pertinents20. Des primates non humains ont également été utilisés pour étudier des interventions chirurgicales gynécologiques telles que la sacrocolpopexie23 et la transplantation utérine24. À l’instar de leurs homologues ovins et porcins, la principale limite des primates non humains en tant que modèle animal de prolapsus est le coût de l’entretien, des soins et de la pension19.
Bien que le bassin du rongeur soit orienté horizontalement avec un rapport de taille de la tête au canal de naissance beaucoup plus faible que chez les humains19, les rats conviennent aux études sur les petits animaux de la chirurgie USLS car ils ont une anatomie, une cellularité, une architecture histologique et une composition matricielle similaires à celles de l’USL25 humaine. De plus, ils sont bénéfiques en termes d’entretien et d’embarquement. Malgré ces attributs bénéfiques, il n’y a pas de rapports publiés d’un modèle de réparation USLS chez le rat. Par conséquent, l’objectif est de décrire un protocole pour l’hystérectomie et l’USLS chez le rat de Lewis multipare. Ce protocole sera bénéfique pour les chercheurs qui visent à étudier la physiopathologie et les composantes chirurgicales des POP en utilisant ce modèle animal accessible.
Figure 1 : Prolapsus des organes pelviens. (A) L’orientation normale des organes dans la cavité péritonéale et (B) la descente dramatique des organes en cas de prolapsus. Après une hystérectomie, (C) la suspension du ligament utéros-sacré restaure le vagin et les structures environnantes à leur position anatomique appropriée. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Le protocole se distingue par plusieurs avantages. À notre connaissance, il s’agit de la première description publiée de l’USLS dans le modèle du rat et fournira aux futurs chercheurs des étapes reproductibles pour effectuer cette procédure dans le cadre de la recherche. Deuxièmement, nous incluons un nouveau protocole pour les essais de traction de l’interface native et chirurgicale de l’USL. Le protocole d’essai de traction pourrait être utilisé dans des études similaires qui étudient de nouvelles approches d’ingénierie tissulaire pour augmenter les réparations tissulaires natives telles que USLS. De plus, le modèle de rat lui-même est utile pour l’étude des troubles du plancher pelvien en raison de la facilité de manipulation / embarquement, de la courte durée de vie et de la rentabilité par rapport aux modèles animaux plus grands. Les limites du protocole comprennent l’incapacité d’évaluer l’une des principales complications de l’USLS, le pliage urétéral. Malgré cela, nous n’avons eu aucun cas de lésion urétérale présumée dans cette étude. Une autre considération est que l’orientation horizontale du bassin, le petit rapport tête-canal natal fœtal et l’absence de prolapsus spontané dans le modèle de rat limitent une certaine applicabilité des résultats aux humains. Cependant, l’utilisation de rats multipares est une force de cette étude car elle représente le principal facteur de risque dans le développement du POP3.
L’établissement d’un protocole efficace pour l’hystérectomie et l’USLS chez le rat de Lewis sera un outil utile pour les futurs chercheurs qui étudieront les composants chirurgicaux des POP, tout en minimisant la variabilité dans les tests du comportement mécanique de l’USL. Les modèles chirurgicaux animaux sont bénéfiques en ce sens qu’ils permettent aux chercheurs de concevoir des expériences cliniquement pertinentes qui tiennent compte de la parité, de la masse corporelle, de la maladie et de la nutrition34 tout en atténuant le risque éthique de l’étude initiale chez l’homme. De plus, les modèles normalisés pour les POP permettent aux chercheurs de contourner les limites de la collecte de tissus humains. En particulier, les méthodes d’essai de traction décrites dans ce protocole permettront une cohérence entre les études. Des modèles de rongeurs précédents ont testé les propriétés mécaniques de toute la région pelvienne, qui comprend le col de l’utérus, le vagin et les multiples ligaments de soutien pelvien29,42. Les méthodes décrites ici permettent de mesurer la LSU d’une manière qui maintient les attaches vertébrales et cervicales natives. Il convient de noter que les méthodes d’essai de traction n’évaluent pas la LSU seule, mais plutôt la LSU en combinaison avec son insertion au niveau du sacrum et du col de l’utérus. C’est une force de l’étude car elle reflète les forces in situ habituelles auxquelles le ligament est soumis. Nous reconnaissons que le comportement mécanique du ligament isolé serait différent s’il était testé ex vivo sans ses attaches natives. Cela est d’autant plus vrai que les structures des rats sont petites et limitent la faisabilité du prélèvement d’un échantillon adapté aux tests ex vivo. Les LSU font l’expérience du chargement dans plusieurs directions in situ, de sorte que la nature uniaxiale de l’essai est une limitation, mais l’utilisation de cette méthode permet des comparaisons significatives entre les études antérieures sur la mécanique des LSU chez le rat29,42. Bien qu’il n’existe actuellement aucun protocole d’essai mécanique standard largement accepté, ce modèle sera un outil utile pour les futures études d’ingénierie tissulaire sur le terrain.
Plusieurs étapes décrites dans ce protocole sont essentielles à la santé et au bien-être des animaux ainsi qu’à la reproductibilité de la chirurgie USLS et des essais de traction ultérieurs. Tout d’abord, il est essentiel d’obtenir à la fois l’analgésique et les anti-inflammatoires décrits car l’analgésique seul s’est avéré inadéquat pour la gestion de la douleur. L’antibiotique prophylactique diminue le risque d’infection du site opératoire et constitue la norme de soins en chirurgie humaine. En ce qui concerne la procédure chirurgicale USLS, éviter les dommages aux ovaires et minimiser la perte de sang sont essentiels pour une chirurgie réussie. Les étapes 1.3.3 et 1.3.4 décrivent la séparation du sommet de la corne utérine de l’ovaire adjacent; Des précautions doivent être prises pour maintenir cette dissection sur le côté de la corne utérine afin d’éviter la perturbation des vaisseaux délicats autour de l’ovaire, ce qui peut entraîner des saignements excessifs. Il est à noter que d’autres chercheurs ont montré que la fonction ovarienne est préservée après l’ablation des cornes utérines43. De plus, si les ovaires sont perturbés ou enlevés, l’architecture globale des fibrilles de collagène sera perturbée, altérant les propriétés mécaniques de ses tissus44,45. Une fois que la corne utérine est séparée en toute sécurité de l’ovaire, il y a un plan de dissection clair permettant d’isoler la corne utérine des coussinets graisseux environnants et du système vasculaire. Malgré le plan de dissection clair, les pédicules le long de la corne utérine doivent être fixés avec une pince avant la transsection avec des micro-ciseaux. Contrairement à la pratique chirurgicale chez l’homme, nous avons constaté que la ligature des pédicules d’hystérectomie n’est pas nécessaire, car le serrage du pédicule avant la transsection assure une hémostase adéquate. L’étape 1.3.6 du protocole décrit ce processus minutieux pour minimiser les pertes de sang. Au cours de l’hystérectomie, il faut prendre grand soin d’identifier les uretères comme mentionné aux étapes 1.3.6 et 1.3.8. Il est essentiel de comprendre la proximité anatomique de l’uretère, car l’une des complications les plus courantes associées aux LSU chez les humains est la lésion urétérale46.
En conclusion, nous présentons un nouveau protocole pour effectuer une hystérectomie, une suspension ligamentaire utéro-sacrée et des tests de traction de la LSU dans un modèle de rat. Nous prévoyons que nos résultats aideront les futurs chercheurs en sciences fondamentales en fournissant une description claire et reproductible de ces procédures et permettront ainsi de faire progresser la recherche sur le prolapsus des organes pelviens.
The authors have nothing to disclose.
Nous remercions le professeur Silvia Blemker pour l’utilisation de son Instron et le professeur George Christ pour l’utilisation de son espace chirurgical ainsi que du support et de la poignée imprimés en 3D. Ce travail a été soutenu par le partenariat de recherche translationnelle UVA-Coulter et le DoD (W81XWH-19-1-0157).
Alcohol prep pad | BD | 326895 | |
Artificial Tear Ointment | American Health Service Sales Corp | PH-PARALUBE-O | |
Bluehill software | Instron | Bluehill 3 | |
Cavicide 1 disinfectant | Fisher Scientific | 22 998 800 | |
Compression platean | Instron | 2501-163 | |
Cotton swabs | Puritan Medical | 806-WC | |
Gauze Sponge, 8-Ply | VWR | 95038-728 | |
Mosquito Forceps | Medline Industries | MMDS1222115 | |
Needle Holder | Medline Industries | DYND04045 | |
Operating Scissors, 5½", Sharp | American Health Service Sales Corp | 4-222 | |
Opioid Analgesic (Buprenorphine XR) | Fidelis Animal Health | Ethiqa XR | 0.65 mg/kg SC Q72 |
NSAID Analgesic (Meloxicam SR) | Wildlife Pharmaceuticals, LLC | Meloxicam SR | 1 mg/kg SC q72 |
PDS II, 3-0 Polydioxanone Suture, SH-1 | Ethicon | Z316H | |
PDS II, 5-0 P olydioxanone Suture, RB-1 | Ethicon | Z303H | |
Retractor | Medline Industries | MDS1862107 | |
Scalpel Blade Stainless Surgical #10 | Miltex | 4-310 | |
Scalpel Handle | Medline Industries | MDS15210 | |
Scissor, Micro, Curved, 4.5" | Westcott | MDS0910311 | |
Single Column Universal Testing System | Instron | 5943 S3873 | 1 kN force capacity, 10 N load cell |
Sterile Natural Rubber Latex Gloves | Accutech | 91225075 | |
Suture,Vicryl,6-0,P-3 | Ethicon | J492G | |
Tape,Umbilical,Cotton,1/8X18" | Ethicon | U10T | |
Tension and Compression Load Cell | Instron | 2530-10N | 10N load cell (1 kgf, 2 lbf) |
Veterinary surgical adhesive (skin glue) | Covetrus | 31477 |