Cicatrice de radiofréquence rénale : corrélations anatomopathologiques-tomodensitométriques chez le porc. Applications pratiques pour le suivi en imagerie

25 février 2013

Auteurs : P. Souteyrand, F. Cohen, L. Daniel, É. Lechevallier, C. Chagnaud, P.H. Rolland, M. Andre, V. Vidal
Référence : Prog Urol, 2013, 2, 23, 105-112




 




Introduction


La radiofréquence (RF) est une technique d’ablation thermique tumorale par excitation moléculaire par un courant de RF, responsable d’une nécrose de coagulation.


Ses résultats [1] et ses taux de complications [2] équivalents à la chirurgie partielle ont permis de définir sa place dans le traitement des tumeurs rénales [3]. L’efficacité du traitement est évaluée en imagerie par l’absence de rehaussement significatif après injection de produit de contraste [4], sans qu’il n’y ait jamais eu de confrontation entre l’imagerie et les lésions histologiques pour valider ce critère.


De nombreuses équipes pratiquent un premier contrôle à 24–48heures ou à mois [5] alors qu’il n’existe pas de consensus pour le délai de ces contrôles [6]. Les résultats de cette corrélation imagerie-histologie de la zone d’ablation (ZA) devaient permettre de préciser l’utilité du contrôle tomodensitométrique (TDM) précoce en prenant l’histologie en référence, ainsi que la valeur du rehaussement de la ZA.


Notre étude a eu pour objectif d’analyser la ZA de RF rénale sur un modèle animal, le rein de porc, pour confronter, pour la première fois, l’aspect TDM de la ZA aux remaniements histologiques induits.


Matériels et méthodes


Le Comité d’éthique pour l’expérimentation animale de Marseille a autorisé cette étude prospective qui s’est déroulée sur trois mois.


Protocole de radiofréquence et TDM


Le modèle animal expérimental choisi était le rein sain de porc : il n’existe pas de modèle animal de tumeur rénale, et le rein de porc a une anatomie et une physiologie proche du rein humain. Le même opérateur a réalisé à chaque pôle de chaque rein de six porcs mâles (race Pietrin, Blossin SA, 13-Aubagne, France) (six mois, 40±3kg) le même protocole de RF que celui pratiqué chez l’Humain pour le traitement des tumeurs rénales : les porcs sous anesthésie générale, intubés et ventilés, étaient installés en décubitus ventral dans le scanner, les quatre électrodes de retour reliées au générateur (RF3000® Boston Scientific), une voie veineuse périphérique assurant les apports liquidiens, de médicaments et du produit de contraste. Le positionnement des aiguilles (Needle LeVeen Superslim® 2cm Boston Scientific) et le déploiement des baleines dans le cortex rénal étaient contrôlés en échographie et en TDM.


Les protocoles de chauffe ont suivi les algorithmes proposés par le constructeur : paliers de 10W toutes les minutes à partir de 20W jusqu’à obtention d’un premier Roll-off, suivie d’une séquence identique jusqu’au deuxième Roll-off (en débutant à la moitié de la puissance du premier Roll-off).


Trois TDM ont été réalisées (en apnée sous anesthésie générale) : la première en contraste spontané avant la RF, les deux TDM de surveillance immédiatement après la RF (j0) et à quatre semaines (j28), sans et après injection (1,5mL/kg par injection) au temps néphrographique [7] pour étudier la forme, le volume (obtenu en multipliant les trois plus grands diamètres par 0,55) et le rehaussement des ZA et s’assurer de l’absence de complication locorégionale. La phase néphrographique a été privilégiée parce qu’elle correspond au délai de référence pour la surveillance des RF rénales [8]. Un rehaussement de moins de 10UH après injection a été considéré comme un succès en TDM [9, 10] ; la nécessité de pratiquer une nouvelle RF en cas de rehaussement n’était pas considérée comme un échec mais comme un traitement incomplet [11].


Les porcs ont été sacrifiés quatre semaines après la séance de RF par injection intraveineuse d’un bolus de 15mg de midazolam et de 25mg de chlorpromazine avec 20mL de KCl 15 %. Les reins prélevés étaient fixés dans du formol pendant 48heures.


Le délai de quatre semaines avait été choisi parce que, dans la littérature [8, 12], les lésions histologiques sont considérées comme définitives à cette date. Il s’agit du délai recommandé pour le premier contrôle tomodensitométrique de l’efficacité du traitement [5]. Goldberg [13] a défini la zone de parenchyme traité comme la ZA, sans préjuger de sa nature histologique.


Examen anatomopathologique


Le même pathologiste spécialiste de la pathologie rénale a examiné les reins prélevés avec une coloration hématoxyline-éosine-safran (HES) et par deux marqueurs immuno-histochimiques, l’anti-CD10 (un marqueur des bordures en brosse des tubes contournés proximaux) et la Purified Rabbit Anti-Active Caspase-3 (une anticaspase marqueur de l’apoptose).


Analyse statistique


Les résultats ont été rapportés en accord avec les Standards for Reporting of Diagnostic Accuracy Criteria (STARD) [14]. Les variables quantitatives ont été exprimées médiane [intervalle interquartile], les variables qualitatives en pourcentage. Après la phase descriptive, une analyse comparative a été conduite à l’aide de tests du Chi2 ou tests exacts de Fisher pour les variables qualitatives, et de tests non paramétriques (Mann-Whitney, Rho de Spearman) pour les variables quantitatives. Pour tous les tests bilatéraux, une valeur du degré de signification p inférieure à 0,05 a été considérée comme statistiquement significative. Les données statistiques ont été traitées avec le logiciel SPSS V15.


Résultats


Toutes les sessions de RF se sont correctement déroulées avec obtention des deux Roll-off. Les porcs n’ont pas eu d’altération de l’état général. Un porc est décédé à la fin de la RF des complications de l’anesthésie : ses reins ont été explantés tout de suite après la RF pour être examinés en anatomopathologie. Les autres reins ont été explantés quatre semaines après la RF. Les RF des six porcs ont donc permis l’étude de 23 ZA : quatre ZA « aiguës » à j0 et 19 « chroniques » à j28 (Tableau 1). Les deux seules complications tardives ont été un abcès d’une ZA (exclue des résultats) et une pneumopathie d’inhalation.


TDM post-RF (j0)


La morphologie du défaut de rehaussement des ZA était triangulaire à base périphérique corticale dans 84 % (16/19) (Figure 1) et rondes pour les trois autres ZA. Le rehaussement médian des 19 zones étudiées était de 6UH [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11] et 26,3 % des ZA se rehaussaient précocement (>10UH) de façon homogène et diffuse. Le volume médian des ZA était de 3,6cm3 [2,8–4,4]. Des remaniements de cavitation (bulles de densité gazeuse) induits par la RF existaient dans 69,4 % des ZA (Figure 2).


Figure 1
Figure 1. 

Scanner de contrôle après la radiofréquence (j0) : le scanner met en évidence comme l’examen macroscopique (Figure 4) un défaut de rehaussement triangulaire à base périphérique corticale qui correspond à un infarctus rénal.




Figure 2
Figure 2. 

Scanner en fin de procédure avec des remaniements de cavitation des deux zones d’ablation.




TDM quatre semaines après la radiofréquence


Nous avons retenu dix traitements complets soit 52 % de succès, huit traitements incomplets (48 %) (Figure 3) et un abcès de la ZA communiquant avec un abcès du psoas. Le rehaussement médian des ZA était de 9UH [5–21], leur volume médian à j28 de 3,2cm3 [2,6–4,4]. Ces rehaussements étaient tous diffus et homogène dans les ZA.


Figure 3
Figure 3. 

Scanners quatre semaines après la radiofréquence. Exemples de mesures de ROI : absence de rehaussement (48puis 51UH<10) qui signe un traitement efficace (1) et un traitement incomplet où le rehaussement (36 puis 64UH>10) est significatif (2).




L’examen anatomopathologique des zones d’ablation immédiatement après la radiofréquence


Cet examen a décrit en macroscopie une zone circulaire ou triangulaire blanchâtre, correspondant à la ZA (Figure 4). L’examen histologique des quatre ZA a mis en évidence une augmentation de l’éosinophilie cytoplasmique, une perte de netteté des limites cellulaires, un aspect flou des noyaux, une hémorragie interstitielle et sur le trajet de l’aiguille, une infiltration inflammatoire et de la nécrose (dans certains cas un hématome sous-capsulaire ou périrénal). Il y avait aussi une coagulation intravasculaire dans les tissus remaniés. Le marquage de l’apoptose par l’anticaspase était positif, principalement dans la nécrose, mais aussi en périphérie de la nécrose.


Figure 4
Figure 4. 

Aspect macroscopique de la zone d’ablation immédiatement après la radiofréquence : coupes axiale et sagittale d’un rein : infarctus rénal à base périphérique corticale (flèche blanche) et hématome péri-capsulaire (flèche noire) secondaire à la ponction par l’aiguille de radiofréquence. Il s’agit d’un des reins du porc 828 explanté immédiatement après la procédure de radiofréquence.




La répartition de ces lésions était hétérogène au sein des ZA. Sur certaines lames, il y avait un enchevêtrement de zones de nécrose, d’infiltrats inflammatoires et de tissus sains, alors que sur d’autres lames, les zones étaient très bien limitées, comme coupées au couteau (Figure 5). Dans une ZA, des zones tissulaires mixtes ou au contraire bien différenciées pouvaient coexister, sans que l’on ait pu systématiser leur répartition.


Figure 5
Figure 5. 

Zone d’ablation étudiée en immuno-histochimie avec le marqueur de l’apoptose : les régions colorées en marron sont marquées par l’anticaspase 3 et témoignent de phénomènes d’apoptose. On distingue sur les deux lames (zoom×100 et ×200) : 1- tissu rénal sain associé à une souffrance des tubes (qui correspond à l’ischémie), 2- zone mésenchymateuse, 3- nécrose tissulaire, 4- coagulation intra vasculaire, 5- marquage nucléaire de l’apoptose.




L’examen anatomopathologique des zones d’ablation quatre semaines après la radiofréquence


Cet examen a décrit trois zones :

des zones de nécrose (centrale ou périphérique) qui associaient perte de l’architecture tissulaire, disparition des noyaux, pycnose, déformations cellulaires et ruptures des membranes. Elles correspondaient à de la nécrose de coagulation typique (Figure 6) ;
des tissus en ischémie ou en souffrance, caractérisés par une coagulation intra-vasculaire, des noyaux irréguliers, mais une architecture conservée, dans 100 % des ZA ;
une zone mésenchymateuse inconstante, (50 % des ZA étudiées) correspondant à du tissu fibro-conjonctif, se situait entre la zone de nécrose et les tissus en ischémie.


Figure 6
Figure 6. 

Lames des zones d’ablation 4 semaines après la procédure (coloration HES, zoom ×50 et ×100) : 1- nécrose tissulaire, 2- zone mésenchymateuse, 3- tissu rénal sain associé à une souffrance des tubes (qui correspond à l’ischémie).




En immuno-histochimie, la surexpression de l’anti-caspase dans les différentes zones témoignait d’une apoptose induite par la RF. Cette réaction était constante dans 100 % des ZA, visible en périphérie des ZA et au centre où elle prédominait.


Discussion


Notre étude avait pour objectif principal d’étudier la viabilité tissulaire après RF et comme objectif secondaire d’identifier les mécanismes d’action de la RF par une confrontation histologique et tomodensitométrique (TDM) de lésions de RF rénale un mois après traitement sur un modèle porcin.


Les objectifs et le matériel de l’étude nous imposaient des limites de choix du modèle expérimental car ces expériences n’étaient pas réalisables sur des tumeurs chez des humains puisqu’elles auraient imposé deux anesthésies (pour la RF et pour la néphrectomie), sans bénéfice clinique pour le patient. Les tirs de RF étaient réalisés sur du parenchyme rénal sain de porc parce qu’il n’existait pas de modèle tumoral rénal animal. Notre modèle nous imposait donc deux contraintes majeures : extrapoler les résultats du porc vers l’humain mais aussi des tissus sains aux tissus tumoraux. La seconde limite expérimentale résidait dans la durée de l’étude limitée à un mois car notre objectif était de montrer qu’à cette période les remaniements tissulaires n’étaient pas définitivement constitués et pouvaient évoluer. Une étude plus longue aurait pu permettre d’analyser les remaniements secondaires à la RF au-delà (à trois, six et 12 mois comme les contrôles TDM de surveillance).


En tomodensitométrie, les critères de réussite reconnus reposent sur un rehaussement de la ZA inférieur à 10UH après injection de produit de contraste [9, 10]. Ce critère de réussite a été défini par analogie avec les études de suivi des tumeurs hépatiques traitées par RF, bien qu’aucune étude histologique pour le rein n’a jamais été réalisée pour le prouver [15]. Clark parlait même de critère arbitraire [10]. La persistance d’une réaction inflammatoire (ou d’un tissu de granulation déjà décrit après RF hépatique [16]) 4 semaines après traitement était une hypothèse sans preuve histologique. Sur ces examens d’imagerie, les limites des remaniements tissulaires des ZA à j0 étaient soit floues avec des plages transitionnelles de composantes histologiques mixtes (associant tissus sains, nécrotiques et inflammatoires) soit nettes, comme « coupées au couteau ». On pouvait alors penser que l’hétérogénéité des remaniements tissulaires était due à l’association de deux mécanismes : une ischémie induisant des limites très nettes (par thrombose vasculaire), et l’effet thermique des ondes de RF responsable de limites plus floues. L’analyse tomodensitométrique du volume de la zone de traitement par rapport au volume théorique de l’ellipsoïde (le volume englobé par les baleines d’une aiguille de LeVeen de 2cm est approximativement de 3,3 cm3) mettait en évidence une zone d’hypodensité de 3,6cm3 à j0, et de 3,2cm3 à j28. L’existence d’un infarctus dépassant la zone de traitement théorique expliquait le volume supérieur de l’hypodensité à j0 au volume théorique traité. La diminution de volume des ZA entre j0 et j28 s’expliquait par la rétraction parenchymateuse et la résorption de l’œdème.


Les corrélations anatomoradiologique, ont mis en évidence un mois après traitement par RF, des zones d’ischémie et de nécrose qui correspondaient en TDM à des images d’infarctus hypodenses, triangulaires, à base périphérique corticale et aux contours bien limités. Ces zones avaient été mises en évidence par Gill [4] qui décrivait déjà la dévascularisation de la zone traitée en artériographie sans preuve histologique de l’infarctus tissulaire. L’élévation de la chaleur locale pouvait induire des zones de nécrose par destruction cellulaire et des zones d’ischémie par destruction des pédicules artériels afférents.


Sur des contrôles TDM très précoce, alors que Lui [17] suggérait, la possibilité de rehaussement dans du tissu nécrotique, notre étude prouvait que dans 26 % des cas il existait à j0 des rehaussements significatifs dans la ZA alors que ces zones contenaient sur l’analyse histologique définitive des zones de nécrose non viables.


La persistance des tissus en ischémie dans 100 % des ZA à j28 était surprenante car on pouvait s’attendre à une évolution vers une nécrose ou vers une re-perfusion. La persistance de tissus en ischémie à un mois signifiait que les remaniements post-RF n’étaient pas définitivement constitués.


Si l’absence de rehaussement pouvait être considérée comme un critère de réussite du traitement (puisqu’il était toujours corrélé à de la nécrose), le rehaussement de la ZA à un mois ne pouvait être considéré comme un échec : le rehaussement de la ZA devait être considéré en association avec la progression volumétrique [8] et l’hétérogénéité du rehaussement.


L’élément le plus étonnant était la découverte de zones d’apoptose de distribution hétérogène puisqu’il n’existait aucune répartition topographique systématisable de l’apoptose : le marquage était d’une façon prévisible positif au centre mais aussi en périphérie de la zone de traitement, distinct des zones probables d’élévation de la température, dans des tissus sains. L’ischémie et la chaleur induite n’étaient donc probablement pas les seuls mécanismes de destruction cellulaire induits par la RF sauf si l’on pouvait considérer une répartition inhomogène de la température avec des zones d’échauffement sub-critiques ou d’autres phénomènes de dénaturation protéique par l’application locale d’ondes électromagnétiques à hautes fréquences et hautes énergies.


Conclusion


Cette étude a mis en évidence des remaniements tissulaires hétérogènes dans leur forme et leur distribution : des tissus en ischémie, inflammatoires, mésenchymateux ou nécrosés aux limites nettes ou flous, et une surexpression de l’apoptose. Ces remaniements anatomopathologiques n’ont pas pu tous être corrélés formellement avec leur aspect tomodensitométriques. Ces résultats ont remis en question des dogmes sur la RF rénale comme l’intérêt du contrôle tomodensitométrique post-RF, le délai du premier contrôle de surveillance et le rehaussement de la ZA comme critère d’insuffisance de traitement.


Elle proposait de différer au-delà d’un mois après la RF le premier contrôle tomodensitométrique, d’associer systématiquement l’étude du rehaussement de la ZA à la répartition du rehaussement et à la progression volumétrique.


La mise en évidence d’une réaction d’apoptose induite par la RF au sein de tissus sain à distance de la zone de traitement signifiait que la nécrose secondaire à l’élévation de la température locale n’était peut être pas la seule voie de destruction tissulaire et ouvrait de nouvelles voies de recherche.


Déclaration d’intérêts


Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.



 Niveau de preuve : 3.





Tableau 1 - Tableau des résultats des scanners de contrôle et des examens histologiques.
  Scanner 
Anatomopathologie 
Cochon  Reht j0  Reht j28  Vol j0  Vol j28  Nécrose  Zone mésenchymateuse  Ischémie 
827.1  50  2,4  2,9 
827.2  80  1,9  1,8 
827.3  54  39  2,5  1,7 
827.4  130  59  1,3  2,1 
828  Mort j0       
829.1  14  2,4  4,3 
829.2  3,2  2,9 
829.3  15  1,6  1,8 
829.4  15  5,3  3,1 
830.1  2,6  1,7 
830.2  1,9  1,7 
830.3  2,1  2,1 
830.4 
831.1  Abcès  1,3  Abcès 
831.2  3,9 
831.3  16  2,5  2,5 
831.4  1,6  2,1 
832.1  15  2,9  0,9 
832.2  12  2,7  1,7 
832.3  1,9  1,2 
832.4  11  4,2  2,1 
Moyenne [déviation std]  14 [30,3]  19HU [22,5]  3,73 [1,46]  3,5 [1,35]       



Légende :
Reht : rehaussement ; Vol : volume ; j0, j28 : jour 0, jour 28 ; X : as de mesure.
827.1 : cochon 827, pôle sup. rein droit.
827.2 : cochon 827, pôle inf. rein droit.
827.3 : cochon 827, pôle sup. rein gauche.
827.4 : cochon 827, pôle inf. rein gauche.


Références



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