Détection précoce de la cardiotoxicité due à la doxorubicine chez le miniporc par imagerie par résonance magnétique

Objectif : La chimiothérapie est une méthode qui a fait ses preuves quant à l'élimination de différents types de cancers. Cependant la cardiotoxicité associée reste sa plus grande barrière à la bonne santé à long terme des patients. Les jeunes patients recevant un haut dosage sont les plus touchés par cette cardiotoxicité, précoce ou retardée selon les cas. Cette étude vise à examiner la réaction précoce du myocarde à l'injection intraveineuse d'une haute dose de médicament anti-cancéreux chez un large modèle animal par IRM multiparamétrique (mpMRI). Matériel et méthodes : Cinq miniporcs Yucatan femelles prépubères ont reçu 5 doses de doxorubicine (75mg/m2) à trois semaines d'intervalles (dose cumulative totale de 375mg/m2) formant le groupe expérimental appelé groupe Doxo. Deux miniporcs ont reçu de la saline selon le même protocole, formant le groupe contrôle. Trois acquisitions d'images IRM et échocardiographiques ont été réalisées au cours du projet : la première avant la première injection (A1), la deuxième après la quatrième injection (A2, dose cumulative de 300mg/m2) et la troisième trois semaines après la dernière injection (A3). Des tests d'hématologie ont été réalisés pour vérifier la déficience de l'immunité due au traitement de chimiothérapie. Les données d'IRM ont été comparées entre les acquisitions et les groupes grâce à des ANOVA à une voie sur les rangs et incluaient le déplacement cumulatif de chaque point du contour myocardique, les aires ventriculaires, la longueur des ventricules, l'épaisseur des parois, la torsion du ventricule gauche, les valeurs cumulatives de contrainte et déformations selon von Mises, les temps de relaxation T1 (avant, T1pre, et après, T1post, l'injection d'un agent de contraste) et T2. Résultats : Les miniporcs recevant la chimiothérapie ont souffert d'alopécie et de diarrhée pendant quelques jours après chaque injection. Les taux de globules blancs et de plaquettes ont chuté dans le groupe Doxo restant stable chez les miniporcs sains. Les fractions d'éjection et de raccourcissement ainsi que le flux aortique ont chuté lors de la dernière acquisition dans le groupe Doxo, ce qui n'a pas été noté chez les porcs sains. Les mesures d'aires, de longueurs, d'épaisseurs et de torsions calculées par IRM présentaient des courbes similaires mais dont l'amplitude changeait selon les groupes et les acquisitions. Les valeurs de contraintes et déformations ont diminué lors de la dernière acquisition en systole et fin de diastole.

Abstract

Purpose: Chemotherapy has been proven to be the best way to eliminate several types of cancer. However, the associated cardiotoxicity is an important drawback to the long-term well-being of patients. Young patients receiving a high dosage are the most prone to develop this cardiotoxicity, which can occur either early or late after treatment. This study aims to investigate the early myocardial response to an intravenous injection of a high dosage of anticancer agent, using multiparametric MRI (mpMRI), in a large animal model. Material & Methods: Five young female Yucatan minipigs received five doses of doxorubicine (75mg/m2), one every three weeks (total cumulative dose of 375mg/m2), constituting the experimental group called Doxo group. Two minipigs received saline under the same protocol, constituting the control group. Three MRI and echocardiographic images acquisitions were performed: the first before the first injection (A1), the second after the fourth injection (A2, cumulative dose of 300mg/m2) and the third three weeks after the last injection (A3). Hematologic tests were performed to verify the immune deficiency due to chemotherapy. MRI data were compared between groups and acquisitions using one way ANOVA on ranks and included cumulative displacement of each point on the myocardial contour, ventricular areas, ventricular lengths, wall thicknesses, left ventricle torsion, cumulative values of von Mises stress and strain, relaxation times T1 (before, T1pre, and after, T1post, a contrast agent injection) and T2. Results: Minipigs receiving chemotherapy suffered from alopecia and diarrhoea for some days after each injection. White blood cells and platelets rates decreased in the Doxo group while staying stable in the control group. The ejection fraction, the shortening fraction and the aortic blood flow decreased at A3 in the Doxo group but not in the control group. Similar curves were shown for MRI measurements of areas, lengths, thicknesses and LV torsion but their amplitude was different according to groups and acquisitions. Stress and strain values decreased at A3 in systole and end-diastole. T1 pre-gadolinium values decreased with time in the control group. T1 post-gadolinium values decreased in both groups with time. T2 values decreased in the Doxo group.