מחלות לב וכלי דם (CVDs) מהוות את הגורם העיקרי לתחלואה ותמותה ברחבי העולם1. לפיכך, נדרש מחקר בתחום זה. למרות שהוא שנוי במחלוקת במקצת, במיוחד אם לא נעשה נכון, השימוש בבעלי חיים למטרות מחקר ואילוף נותר שלב חובה במחקר תרגומי. מודלים של בעלי חיים קטנים תרמו במידה ניכרת לחשיפת המנגנונים התאיים והמולקולריים של מחלות לב וכלי דם, אך אקסטרפולציה לתרחיש קליני מעוכבת על ידי ההבדלים הקרדיווסקולריים המדהימים עם בני אדם 2,3. מכאן שיש חשיבות במודלים של בעלי חיים גדולים, מכיוון שהם קרובים יותר לבני אדם מבחינת גודל כמו גם מאפיינים אנטומיים ופיזיולוגיים 3,4.
בעוד שמודלים ניסיוניים אינם יכולים להידמות לחלוטין למצב הקליני, אוסף שיטות זה נועד לעזור לחוקרים לבחור את מודל החי הגדול המייצג בצורה הטובה ביותר את המחלה הנחקרת כדי לאפשר לחוקרים את היכולת לבחון נהלים ומכשירים חדשים במערכות המשחזרות את האנטומיה האנושית, תוך מתן עדיפות לרווחת בעלי החיים. מודלים אלה של בעלי חיים נועדו גם לעזור לאנשי מקצוע רפואיים ללמוד ולתרגל הליכים מאתגרים במערכות דמויות אדם באמצעות ציוד ברמה קלינית וטכניקות כירורגיות4.
מחלת כלי דם במוח כרוכה בסדרה של מצבים, כולל מפרצת תוך גולגולתית (IA) המציגים שיעור תמותה גבוה במקרה של קרע. יש לבחון את הפיתוח של כלים חדשים או אסטרטגיות טיפוליות לניהול IA במסגרת פרה-קלינית לפני שניתן יהיה לבצע תרגום לתרחיש קליני. Blanco-Blázquez et al. מתארים שני מודלים של חזירים מפרצתיים שנוצרו בניתוח המראים תוצאות מעודדות בתחום המחקר של מפרצת לא קרועה והכשרה בטכניקות נוירורדיולוגיה5. למרות שהמודלים המתוארים אינם משכפלים לחלוטין את הנסיבות הפיזיופתולוגיות הכרוכות בהתפתחות מפרצות מבחינת המודינמיקה, הם הוכיחו את עצמם כשווי ערך למצב שנצפה בבני אדם. בהתאם לכך, היה מתאים לאנשי מקצוע רפואיים לתרגל הליכים אנדווסקולריים שונים וכן מועיל לחוקרים לחקור אפשרויות טיפוליות חדשות5.
למרות שהטיפולים הנוכחיים לאוטם שריר הלב (MI) יכולים להפחית תמותה מוקדמת, חלק ניכר מהחולים מפתחים אי ספיקת לב מתקדמת. מרטינז-פלגרה ועמיתיו מתארים מודל MI המתקבל על ידי פריסת סליל קבועה בחזירים שעשוי להועיל בבחינת אפשרויות טיפוליות חדשות6. השיטה המתוארת הוכחה כאפשרית וניתנת לשחזור מאוד. זה מונע את הצורך בהליכי לב פתוח ואת התגובה הדלקתית הנלווית המתרחשת לאחר הניתוח. יתרון חשוב הוא שמודל זה משחזר את הפתוגנזה של MI לא רה-וסקולריזציה שנמצא בבני אדם והוא מתאים למודלים של MI בשלב החריף, התת-אקוטי ואפילו הכרוני שלהם, בהתאם למשך המעקב של מחקר נתון6.
כאשר חוקרים MI, או מצבים לבביים אחרים, בדיקה גסה של הלב לאחר המוות היא מורכבת ועשויה להיות קשורה למספר שגיאות הקשורות לגישה או לפרשנות. מסיבה זו, פרוטוקולי בדיקה ברוטו וקצירת דגימות סטנדרטיים הם חיוניים כדי להבטיח את יכולת ההשוואה, השחזור וההצלחה של מחקרים ניסיוניים של מחלות לב וכלי דם שבוצעו במודלים של בעלי חיים גדולים. קונסטנטין וטבראן מדגימים שני פרוטוקולי בדיקה גסים סטנדרטיים (שיטות זרימה נכנסת וארבע חדרים), ומצביעים על שיטות הבדיקה הגסות ואתרי הדגימה המשמשים באופן שגרתי לניתוח היסטופתולוגי שניתן להתאים לכל מין7. הפרוטוקול המוצג יכול לשמש כקו מנחה לדיסקציה של הלב, שניתן להשתמש בו בקלות בחקירות הדורשות הערכת לב ממצה7.
החלפת מסתם ריאתי דרך צנתר נפוצה יותר ויותר בחולים עם מחלת לב מולדת, תפקוד לקוי נרכש של דרכי היציאה של החדר הימני או של מסתם ביו-תותב. למרות שתוצאות מוקדמות ומאוחרות בתרחיש הקליני מספקות, ישנם אתגרים קליניים רבים שיש לקחת בחשבון לתעסוקה לכל החיים, במיוחד אצל צעירים. המחקר שהוצג על ידי Hao et al. מראה את ההיתכנות והבטיחות לטווח ארוך של מסתם ריאתי8 שפותח לאחרונה. המחברים משתמשים בקרום הלב כדי להנדס מסתם ריאתי אוטולוגי המושתל לאחר מכן במיקום המסתם הריאתי המקורי באמצעות סטנט ניטינול הניתן להרחבה עצמית באמצעות צנתור של וריד הצוואר במודל כבשים. בעוד שלמחקר יש מגבלות מסוימות, כגון גודל המדגם בו נעשה שימוש, הוא מהווה התקדמות ניכרת ליישום בטוח ויעיל לניסויים פרה-קליניים קרובים כמו גם תרגום למסגרת הקלינית.
פרפור פרוזדורים (AF) הוא הפרעת קצב הלב הנרחבת ביותר המיוחסת למיופתיה פרוזדורית מבנית, המוגדרת כעיצוב מחדש מבני של הפרוזדורים. גילוי גישות טיפול חדשות דורש פיתוח מודלים של בעלי חיים גדולים הניתנים לשחזור של מיופתיה פרוזדורית. רוב המודלים הזמינים כיום מסתמכים על טכי-ריווח פרוזדורים, המשחזר הפרעות הולכה אך בהיעדר שינויים מבניים שבדרך כלל מקדימים שינויים חשמליים. כדי לעמוד בדרישה זו, טוביקס ועמיתיו מתארים מודל מיופתיה פרוזדורית חזירית רלוונטי מבחינה קלינית המושרה על ידי דלקת קרום הלב סטרילית, המראה השראת AF כמו גם התפתחות מהירה של דלקת ופיברוזיס. בהצגת מאפיינים שתוארו קודם לכן, מודל בעלי חיים גדול זה יכול לעזור לחקור אסטרטגיות חדשות לטיפול במיופתיה פרוזדורית ו-AF9.
בשנים האחרונות אנו עדים להתקדמות מרשימה בניהול מחלות לב וכלי דם, המאפשרת תובנות מכניסטיות וגישות טיפוליות חדשות. בעוד שמספר בעלי החיים המועסקים למטרות מחקר ואילוף חייב לרדת בהתאם לשיקולים האתיים הנוכחיים ויש לייעל מחקרים הכוללים מודלים של בעלי חיים תוך התחשבות ברווחת בעלי החיים10, לא ניתן להחליף לחלוטין חיות ניסוי במערכות אחרות. מודלים של בעלי חיים גדולים יישארו הכלי הטוב ביותר לקידום ההבנה של מנגנונים של מחלות לב וכלי דם בבני אדם11, מכיוון שהשימוש בהגדרות דמויות אדם מגדיל את הסיכוי שממצאי ספסל יתורגמו לטיפולים יעילים4. פלטפורמה המייצגת את האינטראקציות הביולוגיות המורכבות הקיימות במחלות קליניות היא דרישה לקדם עוד יותר את ההבנה של מצבים נפוצים אלה. ככזה, המודלים הגדולים של בעלי החיים המתוארים באוסף שיטות זה יכולים לעזור לגשר על הפער מהספסל לצד המיטה, לתרום לידע על פתוגנזה של מחלות ולייצג כלים חיוניים לפיתוח טכניקות אבחון ואסטרטגיות טיפוליות. אוסף שיטות מקיף זה נע בין מחלות כלי דם במוח למחלות לב מבניות, קצביות ואיסכמיות, ועד לטכניקות הדגימה החשובות ביותר הנחוצות להשגת תוצאות משמעותיות. יתרה מכך, מודלים אלה מאפשרים לרופאים לתרגל הליכים מאתגרים במערכות הקרובות לאנטומיה האנושית ולשפר את הגישות הקליניות למספר מחלות לב וכלי דם.