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HypE : Plateforme d'exposition à l'Hypoxie
Responsable : Jean-Louis PEPIN • Responsable Tech. : Claire Arnaud Anne Briançon-Marjollet Diane Godin-Ribuot Jean-Louis Pépin Renaud Tamisier Guillaume Vial Samuel Verges
Adresse : Plateforme HypE
Laboratoire HP2, Inserm U1042
Faculté de médecine, UGA et CHU Grenoble Alpes
Domaine de la Merci
38700 LA TRONCHE

complements

Certifications

Pas de certification ISO

Site web

https://hp2.univ-grenoble-alpes.fr/plate...

Presentation de la plate-forme

SP-1: Hypoxie cellules et rongeurs
- Exposition hypoxie cellules
Exposition à l'hypoxie continue (incubateur à hypoxie) ou intermittente (développement du dispositif spécifique permettant de mimer la composante hypoxique du syndrome d'apnées du sommeil). Ce dispositif permet des modifications très rapides de la pO2 du milieu de culture et de générer des cycles d’hypoxie intermittente courts (pO2 oscillant entre 118 et 34mmHg toutes les 2 minutes, ou entre 120 et 25mmHg toutes les 5 minutes). Toutes les valeurs intermédiaires entre 150mmHg (air pur) et 25mmHg peuvent être obtenues. Les cellules peuvent être cultivées en plaques 24 puits ou 96 puits, ou en boites rondes de diamètre 35mm ou 55mm. Le dispositif permet d'exposer simultanément 4 plaques ou 8 boites rondes ou des combinaisons des deux.

- Exposition hypoxie rongeurs
La plateforme permet l’exposition de rongeurs à l’hypoxie continue ou intermittente. Nous avons développé, en collaboration avec des partenaires industriels, un dispositif d’exposition à l’hypoxie intermittente pour rongeurs. Ce dispositif permet d’exposer à l’hypoxie des rats et des souris dans leurs cages de stabulation (Technicoplast). Le dispositif, entièrement automatisé, est composé de 3 modules indépendants et permet l’exposition de 10 cages par module : 5 cages en hypoxie et 5 cages en normoxie (contrôle). Il offre la possibilité de créer des protocoles d’hypoxie intermittente à façon (variations de FiO2 dans la cage : 21%-5% toutes les 30 secondes ; 21%-10%...).

- En plus de l’exposition à l’hypoxie, nous proposons nos compétences, savoir-faire et équipements pour l’exploration cardiovasculaire et métabolique des rongeurs.
Nous maitrisons les modèles d’ischémie-reperfusion myocardique (in vivo et cœur isolé) et d’insuffisance cardiaque (ligature coronaire in vivo) chez le rat et la souris. Nous proposons également de réaliser les tests dynamiques métaboliques in vivo (test de tolérance au glucose ou au pyruvate, sensibilité à l’insuline) et les mesures fonctionnelles classiques (pression artérielle, ECG, réactivité vasculaire, microcirculation).

SP-2: Hypoxie chez l'homme
- Hypoxie aigue ou prolongée, diurne ou nocturne
Notre plateforme permet de modifier le niveau d’oxygénation chez l’homme sain ou malade par modification de la fraction inspirée en oxygène selon différentes méthodologies. Des mélangeurs de gaz (au nombre de 3 actuellement) permettent de délivrer via un masque naso-buccal ou un embout buccal un air enrichi ou appauvri en oxygène et dont la composition peut être adaptée à volonté et en continue, y compris selon une boucle de rétroaction alimentée par la mesure de la saturation artérielle en oxygène. Des mesures peuvent être ainsi réalisées à la fois au repos et à l’effort. La fraction inspirée en CO2 peut par ailleurs être modifiée simultanément.
Un système de tentes hypoxiques (au nombre de deux actuellement) au sein de laquelle la concentration en oxygène est réduite permet d’exposer au cours du sommeil des individus à différents niveau d’hypoxie. L’impact sur le sommeil en lui-même ainsi que sur l’état de santé en journée de l’individu peuvent alors être étudiés sur la base d’une ou plusieurs nuits d’exposition hypoxique.
Prochainement ces dispositifs d’exposition à l’hypoxie seront complétés par des salles et chambres hypoxiques permettant de diminuer la fraction inspirée en oxygène dans des enceintes de 10 à 35 m² où il sera possible de conduire des évaluations physiopathologiques, de faire dormir ainsi que d’entraîner à l’effort des hommes sains ou des patients (Projet de Centre de Recherche en Santé Intégrative porté par l’Université Grenoble Alpes dans lequel des locaux hypoxiques seront mis en place).
Ces techniques d’exposition à l’hypoxie peuvent permettre d’étudier les réponses physiopathologiques à l’hypoxie de populations variées (jeunes, âgées, saines, pathologiques), dans des conditions diverses (éveil ou sommeil, repos ou effort), d’évaluer divers équipements ou dispositifs médicaux en hypoxie et de développer et tester des interventions originales dites d’entraînement en hypoxie ou de conditionnement hypoxique que ce soit chez l’homme sain, sportif ou chez le patient.

- Hypoxie intermittente chez l’homme
Nous avons mis au point un modèle d’exposition à l’hypoxie intermittente adaptée à l’homme permettant une exposition de jour ou au cours du sommeil. Ce modèle, développé en collaboration avec une équipe de la Harvard Medical School de Boston, est implanté au laboratoire HP2 et est actuellement unique au monde. En pratique, nous utilisons une tente à hypoxie couramment utilisée par les athlètes souhaitant un entrainement selon la méthode « living high training low » permettant d’améliorer les performances anaérobies et sportives. Nous maintenons la SpO2 des sujets aux supérieure à 95% par apport d’oxygène nasal. Celui-ci est interrompu toutes les 2 minutes permettant la désaturation sanguine (à un niveau de SpO2 d’environ 85%) puis la reprise du débit d’oxygène permet le retour à la saturation de base.
La plateforme est équipée d’une tente à hypoxie et d’une tente placebo. Cette exposition se déroule dans un milieu médical permettant un monitoring garantissant la qualité et la sureté de l’exposition.

- Hypoxie d’altitude
Nous avons les capacités matérielles de délocaliser nos outils d’investigation en altitude réelle en particulier au sein du massif du Mont-Blanc dans des locaux dédiés à la recherche médicale à plus de 3500 m d’altitude. Dans ces conditions, l’homme est exposé à l’hypoxie de façon permanente, éventuellement pour plusieurs jours voir semaines, ce qui constitue des conditions environnementales d’études des effets de l’hypoxie particulièrement intéressantes. Notre plateforme a la capacité de délocaliser sur site en haute altitude ces principaux outils d’évaluations des effets de l’hypoxie sur le plan cardiovasculaire, respiratoire, neuromusculaire et biologique sur la base de l‘expérience acquise lors de plusieurs expéditions scientifiques que nous avons réalisées ces dernières années en haute altitude. La plateforme fournie dans ce cadre les compétences logistiques, matériels et scientifiques uniques et indispensables à l’organisation de telles protocoles de recherche.

- Explorations fonctionnelles chez l’homme sain et le patient
Nous disposons d’un panel d’évaluations physiologiques et cliniques complets sur le plan cardiovasculaire, métabolique et neuromusculaire capables d’objectiver les conséquences d’expositions hypoxiques diverses chez l’homme soin ou le patient telles que présentées ci-dessus.
En termes d’explorations cardiovasculaires, nous proposons les évaluations suivantes : échocardiographie, mesure de rigidité artérielle par la vitesse de l’onde de pouls, vasodilation flux médiée par test d’ischémie-reperfusion, mesure de l’activité sympathique vasculaire par microneurographie, mesure du baroréflexe, analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque, tilt test, test d’effort…
En termes d’explorations métaboliques, nous proposons les évaluations suivantes : mesure des échanges gazeux au repos et à l’effort, spectroscopie proche infrarouge au repos et à l’effort, analyse des concentrations sanguines en glucose, lactate, lipides… . Test d’hyperglycémie provoqué oral (15 points), biopsies tissus musculaires et adipeux, mesure de la composition corporelle…
En termes d’exploration neuromusculaires, nous proposons les évaluations suivantes :, spectroscopie proche infrarouge multicanaux musculaire et cérébrale au repos et à l’effort, doppler transcranien, électromyographie, neurostimulation (stimulation magnétique transcranienne et stimulation électrique périphérique), évaluations à l’effort y compris avec ergomètre amagnétique dans un aimant RMN, mesures de force maximale volontaire et évoquée.

Moyens et equipements

Hypoxie cellulaire
- incubateur à hypoxie (hypoxie continue)
- dispositif d'hypoxie intermittente
- salle de culture cellulaire équipée (hotte, incubateur, consommables, pipettes, microscope)

Hypoxie rongeurs
- Animalerie équipée (capacité 72 cages)
- Automate d'hypoxie intermittente

Explorations fonctionnelles chez le rongeur
Postes d’anesthésie pour rongeurs (rat et souris), systèmes invasifs (cathétérisme vasculaire) et non-invasifs (Tail-cuff) d’enregistrement de la pression artérielle, cathétérisme intra-cardiaque et analyse des boucles pression-volume (ventricules droit et gauche), évaluation de la réactivité et mécanique vasculaire in vitro (artériographie de pression et myographie).

Hypoxie continue et intermittente chez l'Homme
- Tentes hypoxiques
- Mélangeurs de gaz
- Salles hypoxiques (en cours d'acquisition)
- Outils de monitoring des fractions inspirées d'oxygène et CO2, des concentrations sanguines et tissulaires en oxygène et CO2
- Caisson hypoxique : en cours d'acquisition

Explorations fonctionnelles chez l'Homme
Echocardiographie, mesure de la vitesse de l'onde de pouls, tests d'ischémie reperfusion, microneurographie pour étude de l'activité sympathique, mesure du baroréflexe, analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque, mesure des échanges gazeux, spectroscopie proche infrarouge, test d’hyperglycémie, biopsies musculaires et tissus adipeux, mesure de la composition corporelle, doppler transcranien, neurostimulation périphérique et transcranienne, électromyographie

Galerie

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