Das erste Nagetiermodell der heterotopen abdominalen Herztransplantation (HAHT) wurde 1964 von Abbott und Kollegen beschrieben1. Diese Technik und nachfolgende Modifikationen wurden in großem Umfang eingesetzt, um die Funktion und den immunologischen Status von Transplantattransplantaten zu charakterisieren. Die Mehrzahl der beschriebenen HAHT-Techniken beinhaltet ein nicht volumenbelastetes Herz2,3. Es wurden Modelle der HAHT mit volumenbelasteten Ventrikeln beschrieben, die jedoch häufig in einer oder mehreren Aspekten begrenzt sind.
Die heterotope abdominale Herz-Lungen-Transplantation (HAHLT) mit einem volumenbelasteten linken Ventrikel (LV) wurde bereits beschrieben. Chen und Kollegen4 und anschließend Ibrahim und Kollegen5 beschrieben HAHLT mit einer einzelnen Aorto-Aorta (Spender steigt zur abdominalen Aorta des Empfängers auf) Anastomose. Die einzige Volumenbelastung, die dem Ventrikel in diesem Kreislauf ausgesetzt ist, ist der koronare venöse Rückfluss. Asfour und Kollegen beschrieben eine HAHT-Technik, bei der der Lungenkreislauf durch Anastomosieren der Spender-Lungenarterie (PA) an den linken Vorhof des Spenders (LA) (LA) eliminiert wurde6. In diesem Kreislauf erfolgt der venöse Zufluss zum rechten Ventrikel (RV) über eine SVC-Anastomose des Spenders zum Empfänger mit IVC, und die nachfolgende LV-Last wird in die Aorto-Aorten-Anastomose ausgestoßen. Die Herzfunktion wurde teilweise in vivo und auch in vitro mit einem Langendorff-Rig beurteilt. Figueiredo und Kollegen beschrieben ein HAHLT-Modell, das unserem eigenen7 ähnelt, jedoch in Mäusen. Der venöse Zufluss zum RV erfolgt über die IVC-Anastomose des Spenders SVC zum Empfänger. Anschließend fließt das Blut durch den Einzellungenkreislauf und die LV-Last wird in die Aorto-Aorten-Anastomose ausgestoßen. Die Herzfunktion wurde in ihrer Studie mittels Magnetresonanztomographie (MRT) beurteilt. Wen und Kollegen beschrieben eine einzigartige HAHT-Technik, bei der die LV mittels einer Empfängeraorta auf die Spender-LA-Anastomosegeladen wird 8. Die LV füllt sich daher bei systemischem Druck. Die Herzfunktion und die Frage, ob das LV-Schlagvolumen in ihrem Modell antegrad ausgestoßen wird, wurden nicht bewertet.
Viele der oben genannten Techniken beinhalten nicht-physiologische LV-Belastungsbedingungen, einschließlich der Techniken, deren partielle LV-Belastung nur durch den koronaren venösen Rückfluss repräsentiert wird. Auf der anderen Seite nähern sich viele Techniken der physiologischen LV-Belastung. Die Mehrzahl dieser Techniken, wie bei der Technik von Asfour und Kollegen, lässt den Lungenkreislauf weg und verwendet eine Spender-PA zur Spende LA-Anastomose6,9. Der von Galinanes und Kollegen10 beschriebene Kreislauf verwendet eine direkte Empfänger-Cava, um die LA-Anastomose zu spenden, wobei der Lungenkreislauf und das rechte Herz weggelassen werden. Yokoyama und Kollegen erzielen den gleichen Effekt, indem sie die Spender-PA ligieren und eine interatriale Kommunikation im Spenderherzen herstellen (ohne Spenderlunge und Rechtsherzkreislauf)11. Die Zirkulation von Maruyama und Kollegen12 beinhaltet eine Anastomose zwischen der linken PA des Spenders und der Empfänger-Ao, die eine LV-Füllung über den Lungenkreislauf als Kanal ermöglicht, aber das rechte Herz effektiv ausschließt.
In Fällen, in denen nahezu physiologische Belastungsbedingungen erfüllt wurden, entwickeln wir die Technik von HAHLT in 2 Hauptpunkten weiter. Erstens wurde unseres Wissens nach die genaue Konfiguration, über die wir berichten, bei Ratten nicht beschrieben. Es ist möglicherweise die vielseitigste Zirkulation für Forscher, die die Physiologie, Struktur und Immunologie des transplantierten Herz-Lungen-Transplantats untersuchen möchten. Zweitens beschreiben wir, wie die Funktion des Transplantattransplantats direkt in vivo charakterisiert werden kann.Für diese Anwendung können Druck-Volumen-Leitfähigkeitskatheter direkt in die LV-Spitze des Transplantats eingeführt werden, was eine vollständige charakterisierte kardiale Funktionscharakterisierung ermöglicht.
Die hier beschriebene Technik kann sowohl auf akute als auch auf chronische Studien zur Funktion von Transplantattransplantaten angewendet werden, während die funktionelle Bewertung entweder in vivo oder in vitro durchgeführt werden kann. Wir stellen ein Modell vor, in dem die Belastungsbedingungen nahezu physiologisch sein können, der Grad der ventrikulären Belastung jedoch sowohl akut als auch chronisch manipuliert werden kann, indem der venöse Rückfluss zum Transplantat hin oder vom Transplantat weg umgeleitet wird. Auch die Nachlastbedingungen können manipuliert werden. Da die Lunge und ihre Atemwege in dieser Transplantationskonfiguration erhalten bleiben, können die Untersucher die Spenderlunge akut wieder beatmet. Einzigartig ist, dass die Wiederbeatmung der Lunge die Zusammensetzung des Blutes verändert, das die Koronararterien des Transplantats durchdringt. Unter nicht beatmeten Bedingungen ist das aus der Spenderaorta ausgestoßene Blut sauerstoffarm und vermischt sich mit sauerstoffreichem Blut in der Empfängeraorta. Unter akut beatmeten Bedingungen wird das ausgestoßene Blut sauerstoffreich. Auf diese Weise kann die Funktion des Transplantattransplantats unter beatmeten und unbeatmeten Bedingungen sowie unter unterschiedlich belasteten Bedingungen verglichen werden.
Das folgende Protokoll beschreibt wichtige Änderungen an den zuvor beschriebenen HAHLT-Spender- und Empfängeroperationen. Sie beschreibt auch eine optimale Technik zum Schutz des Transplantattransplantats während der gesamten Zeit der Ischämie (Zeit zwischen dem Explantat des Spenders und der Implantation des Empfängers). Zu den Vorteilen dieser Technik gehören physiologische Bedingungen, die sich möglicherweise denen eines orthotopisch transplantierten Transplantats annähern, und eine breite Palette von Untersuchungsanwendungen. Eine wichtige Einschränkung ist die technische Komplexität. Mit angemessener Betreuung und Übung werden die Vorteile dieser Technik wahrscheinlich die Herausforderungen bei der Einführung überwiegen.