Modèle chirurgical porcin d’ischémie myocardique chronique traité par un patch de collagène chargé d’exosomes et un pontage aortocoronarien sans pompe

Rishav Aggarwal; Annie Shao; Koray N. Potel; Laura Hocum Stone; Cory Swingen; Christin Wright; Edward O. McFalls; Tammy A. Butterick; Rosemary F. Kelly

doi:10.3791/65553

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Article de méthode

Modèle chirurgical porcin d’ischémie myocardique chronique traité par un patch de collagène chargé d’exosomes et un pontage aortocoronarien sans pompe

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DOI :

10.3791/65553

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15 septembre 2023

Rishav Aggarwal¹ , Annie Shao¹ , Koray N. Potel² , Laura Hocum Stone¹ , Cory Swingen¹ , Christin Wright¹ , Edward O. McFalls³ , Tammy A. Butterick⁴^,⁵ , Rosemary F. Kelly¹

¹Department of Surgery, University of Minnesota, ²School of Medicine, Dentistry and Biomedical Sciences, Queen’s University Belfast, ³Cardiology, Richmond VA Medical Center, ⁴Department of Research Service, Center for Veterans Research and Education, Veterans Affairs Health Care System, ⁵Department of Neuroscience, University of Minnesota

Dans cet article

Résumé

Cette étude présente un modèle chirurgical porcin d’ischémie myocardique chronique due à une sténose progressive de l’artère coronaire, entraînant une altération de la fonction cardiaque sans infarctus. Après l’ischémie, les animaux subissent un pontage aortocoronarien sans pompe avec mise en place épicardique d’un patch de collagène chargé d’exosomes dérivés de cellules souches. Ce traitement d’appoint améliore la fonction myocardique et la récupération.

Résumé

L’ischémie myocardique chronique résultant d’une sténose progressive de l’artère coronaire conduit à un myocarde en hibernation (HIB), défini comme un myocarde qui s’adapte à une disponibilité réduite de l’oxygène en réduisant l’activité métabolique, prévenant ainsi les lésions et les infarctus irréversibles des cardiomyocytes. Ceci est distinct de l’infarctus du myocarde, car le HIB a le potentiel de guérison avec la revascularisation. Les patients atteints d’une maladie coronarienne importante souffrent d’ischémie chronique, ce qui les expose à un risque d’insuffisance cardiaque et de mort subite. L’intervention chirurgicale standard pour la coronaropathie sévère est le pontage aortocoronarien (PAC), mais il s’est avéré qu’il s’agissait d’un traitement imparfait, mais il n’existe pas de traitements d’appoint pour récupérer les myocytes adaptés à l’ischémie chronique. Pour combler cette lacune, un modèle chirurgical de HIB utilisant des porcs qui se prête au PAC et imite le scénario clinique a été utilisé. Le modèle implique deux chirurgies. La première opération consiste à implanter un constricteur rigide de 1,5 mm sur l’artère descendante antérieure gauche (DAL). Au fur et à mesure que l’animal grandit, le constricteur provoque progressivement une sténose importante entraînant une réduction de la fonction systolique régionale. Une fois que la sténose atteint 80 %, le flux et la fonction myocardiques sont altérés, créant le HIB. Un PAC sans pompe est ensuite effectué avec l’artère mammaire interne gauche (LIMA) pour revasculariser la région ischémique. L’animal récupère pendant un mois pour permettre une amélioration optimale du myocarde avant le sacrifice. Cela permet des études physiologiques et tissulaires de différents groupes de traitement. Ce modèle animal démontre que la fonction cardiaque reste altérée malgré le PAC, ce qui suggère la nécessité de nouvelles interventions d’appoint. Dans cette étude, un patch de collagène intégré avec des exosomes dérivés de cellules souches mésenchymateuses (CSM) a été développé, qui peut être appliqué chirurgicalement sur la surface épicardique distale de l’anastomose LIMA. Le matériau est conforme à l’épicarde, est résorbable et fournit l’échafaudage pour la libération prolongée des facteurs de signalisation. Cette thérapie régénérative peut stimuler la récupération myocardique qui ne répond pas à la revascularisation seule. Ce modèle se traduit dans le domaine clinique en fournissant des moyens d’explorations physiologiques et mécanistes concernant la récupération dans le HIB.

Introduction

À l’échelle mondiale, la coronaropathie sévère touche plus de cent millions de patients et, bien que le taux de mortalité ait diminué, elle reste l’une des principales causes de décès ^1,2. La coronaropathie a un large spectre clinique allant de l’infarctus du myocarde (IM) à l’ischémie avec viabilité préservée. La plupart des recherches précliniques portent sur l’IM, caractérisé par la présence de tissus infarctus, car il est possible de l’étudier dans des modèles animaux de petite et grande taille. Cependant, ce modèle ne s’adresse pas aux patients dont la viabilité est préservée et qui se prêtent à la revasc....