Il primo modello di roditore di trapianto di cuore addominale eterotopico (HAHT) è stato descritto da Abbott e colleghi nel 19641. Questa tecnica, e le successive modifiche, sono state ampiamente applicate per caratterizzare la funzione dell'innesto di trapianto e lo stato immunologico. La maggior parte delle tecniche HAHT descritte coinvolge un cuore non carico di volume2,3. Sono stati descritti modelli di HAHT che coinvolgono ventricoli carichi di volume, ma sono spesso limitati in uno o più aspetti.
Il trapianto eterotopico di cuore-polmone addominale (HAHLT) con un ventricolo sinistro (LV) carico di volume è stato descritto in precedenza. Chen e colleghi4, e successivamente Ibrahim e colleghi5 hanno descritto HAHLT con una singola anastomosi aorto-aortica (donatore che sale all'aorta addominale ricevente). L'unico carico di volume presentato al ventricolo in questa circolazione è il ritorno venoso coronarico. Asfour e colleghi hanno descritto una tecnica HAHT in cui il circuito polmonare è stato eliminato anastomizzando l'arteria polmonare del donatore (PA) nell'atrio sinistro del donatore (LA)6. In questa circolazione, l'afflusso venoso al ventricolo destro (RV) avviene attraverso un'anastomosi da SVC donatrice a IVC ricevente e il successivo carico LV viene espulso nell'anastomosi aorto-aortica. La funzione cardiaca è stata parzialmente valutata in vivo e anche in vitro utilizzando un rig Langendorff. Figueiredo e colleghi hanno descritto un modello HAHLT simile al nostro7, ma nei topi. L'afflusso venoso al ventricolo destro avviene tramite l'anastomosi da SVC donatrice a IVC ricevente. Il sangue passa successivamente attraverso la singola circolazione polmonare e il carico ventricolare sinistro viene espulso nell'anastomosi aorto-aortica. La funzione cardiaca nel loro studio è stata valutata mediante risonanza magnetica (MRI). Wen e colleghi hanno descritto una tecnica HAHT unica in cui il ventricolo sinistro viene caricato per mezzo di un'aorta ricevente per anastomosi LA8 del donatore. Il LV, quindi, si riempie a pressioni sistemiche. La funzione cardiaca e se la gittata sistolica del ventricolo sinistro viene espulsa anterogradamente nel loro modello non sono state valutate.
Molte delle tecniche citate sopra coinvolgono condizioni di carico ventricolare sinistro non fisiologiche, comprese le tecniche il cui carico ventricolare sinistro parziale è rappresentato solo dal ritorno venoso coronarico. D'altra parte, molte tecniche si avvicinano al carico fisiologico del ventricolo sinistro. La maggior parte di queste tecniche, come con la tecnica di Asfour e colleghi, omettono la circolazione polmonare e utilizzano un PA da donatore ad anastomosi LA da donatore6,9. La circolazione descritta da Galinanes e colleghi10 impiega una cava ricevente diretta per l'anastomosi LA del donatore, omettendo la circolazione polmonare e il cuore destro. Yokoyama e colleghi ottengono lo stesso effetto legando il PA del donatore e creando una comunicazione interatriale nel cuore del donatore (omettendo il polmone del donatore e la circolazione del cuore destro)11. La circolazione di Maruyama e colleghi12 comporta un'anastomosi tra il PA sinistro del donatore e l'Ao del ricevente, che consente il riempimento del ventricolo sinistro attraverso la circolazione polmonare come condotto, ma esclude efficacemente il cuore destro.
Nei casi in cui sono state soddisfatte condizioni di carico quasi fisiologiche, abbiamo migliorato la tecnica di HAHLT in 2 aspetti principali. Innanzitutto, per quanto ne sappiamo, l'esatta configurazione che riportiamo non è stata descritta nei ratti. È forse la circolazione più versatile per i ricercatori che desiderano studiare la fisiologia, la struttura e l'immunologia dell'innesto cuore-polmone trapiantato. In secondo luogo, descriviamo come la funzione dell'innesto di trapianto possa essere caratterizzata direttamente in vivo. Per questa applicazione, i cateteri di conduttanza pressione-volume possono essere introdotti direttamente nell'apice LV dell'innesto trapianto, il che consente una completa caratterizzazione funzionale cardiaca.
La tecnica qui descritta può essere applicata sia a studi acuti che cronici sulla funzione del trapianto di trapianto, mentre la valutazione funzionale può essere eseguita sia in vivo che in vitro. Presentiamo un modello in cui le condizioni di carico possono essere quasi fisiologiche, tuttavia il grado di carico ventricolare può essere manipolato sia acutamente che cronicamente deviando il ritorno venoso verso o lontano dall'innesto. Anche le condizioni di postcarico possono essere manipolate. Poiché il polmone e le sue vie aeree sono trattenuti in questa configurazione di trapianto, gli investigatori possono riventilare il polmone del donatore in modo acuto. In modo univoco, la riventilazione polmonare modifica la composizione del sangue che perfonde le arterie coronarie del trapianto. In condizioni non ventilate, il sangue espulso dall'aorta del donatore viene deossigenato e si mescola con il sangue ossigenato nell'aorta ricevente. In condizioni di ventilazione acuta, il sangue espulso diventa ossigenato. Pertanto, la funzione dell'innesto del trapianto può essere confrontata in condizioni ventilate e non ventilate e anche in condizioni di carico variabile.
Il protocollo seguente descrive importanti modifiche alle operazioni di donatore e ricevente HAHLT precedentemente descritte. Descrive inoltre una tecnica ottimale per proteggere l'innesto del trapianto durante il periodo di ischemia (tempo tra l'espianto del donatore e l'impianto del ricevente). I vantaggi di questa tecnica includono condizioni fisiologiche potenzialmente vicine a quelle di un innesto trapiantato ortotopicamente e un'ampia gamma di applicazioni investigative. Un limite importante è la sua complessità tecnica. Con un tutoraggio e una pratica adeguati, i vantaggi di questa tecnica probabilmente supereranno le sfide nell'adottarla.