Il trapianto di cuore è un intervento salvavita per i pazienti con insufficienza cardiacaterminale 1. I riceventi con allografe cardiaca necessitano di una terapia immunosoppressiva a vita per prevenire ilrifiuto 2. Nonostante l'immunosoppressione, la sopravvivenza a lungo termine dell'innesto rimane compromessa dal rigetto acuto e cronico, in particolare il rigetto mediato dagli anticorpi (AMR) e la vascolopatia allotrapianta cardiaca (CAV)3. Inoltre, questi regimi comportano effetti collaterali significativi, tra cui nefrotossicità, sindrome metabolica, infezioni e neoplasie, che riducono sia l'innesto che la sopravvivenza del paziente 2,4. Queste sfide sottolineano l'urgente necessità di tolleranza immunitaria, uno stato in cui il sistema immunitario del ricevente accetta l'innesto del donatore senza richiedere l'immunosoppressione a vita5. Raggiungere tolleranza eliminerebbe le tossicità legate ai farmaci, ridurrebbe il rischio di infezioni e tumori maligne, previnoverebbe lesioni alloimmuni croniche e consentirebbe l'astinenza da steroidi, migliorando così il controllo metabolico e preservando la funzione del trapianto. Sebbene strategie di tolleranza multiple abbiano mostrato promettenti nei modelli animali, tra cui chimerismo misto, blocco costimolante, infusioni cellulari regolatorie e approcci mirati ai geni, la traduzione clinica rimanelimitata 6,7,8,9. Un ostacolo significativo è la necessità di modelli in vivo affidabili che testino rigorosamente la tolleranza specifica deldonatore 5.
Il trapianto di cuore eterotopico murino è un modello sperimentale potente e ampiamente utilizzato per studiare i meccanismi del rigetto e la tolleranza degli allotrapi 10,11,12,13,14. La disponibilità di ceppi di topo definiti geneticamente e modelli transgenici consente una rigorosa dissezione delle vie immunitarie coinvolte nella lesione da innesto e unaregolazione 9,15,16. Negli studi sulla tolleranza, un secondo trapianto di cuore eterotopico, sia con donatore compatibile che di terza parte, è spesso necessario per valutare la specificità del donatore della regolazioneimmunitaria 13,17,18. La regione cervicale fornisce un sito anatomico ideale per questo secondo trapianto, offrendo accesso chirurgico diretto, monitoraggio affidabile dell'innesto tramite palpazione o imaging, e un recupero efficiente dei tessuti per analisi immunologiche e istologiche successive 8,19. Queste caratteristiche rendono il modello cervicale particolarmente prezioso per indagare i meccanismi di induzione e rigetto della tolleranza in un'ampia gamma di contesti di trapianto.
Negli ultimi trent'anni sono state descritte diverse tecniche di trapianto di cuore eterotopico cervicale utilizzando suture. I primi studi hanno stabilito che il collo è un sito praticabile per l'impianto di innesti e il monitoraggio funzionale diretto utilizzando anastomosi end-to-end basate su sutura tra i vasi del donatore e il sistema carotide e giugularedel ricevente 20. Altri gruppi hanno riportato configurazioni senza maniche come mezzo alternativo per fissare l'arteria polmonare o l'aorta donatrice alla vascolaturacervicale 21. È stato proposto un nuovo modello cervicale basato su suture end-to-side per preservare la continuità carotide nativa e avvicinarsi più da vicino alla geometria dell'anastomosi addominale standardend-to-side 22. Insieme, questi approcci evidenziano la versatilità del sito cervicale e illustrano i compromessi necessari tra complessità tecnica, emodinamica e quantità di materiale estraneo all'interfaccia anastomotica.
Una tecnica vascolare anastomotica ampiamente applicata nel trapianto di cuore cervicale muro è la tecnica del braccialeintraluminale 23,24,25,26. Le tecniche cervicali a cuffia introducono stent intraluminali per semplificare le microvascolari anastomosi e aumentare i tassi di successo tecnico, in particolare per i microchirurghi meno esperti 24,25,26. Mentre gli approcci basati sul bracciale semplificano la sfida tecnica di collegare i vasi, questa tecnica introduce materiale estraneo nel sito anastomotico. La presenza di polimeri può favorire l'infiammazione peri-anastomica, alterare l'emodinamica locale e potenzialmente confondere le analisiimmunitarie 27,28. Inoltre, il restringimento dei vasi riceventi, sia dovuto a ceppi di topo geneticamente modificati, trattamenti immunosoppressori, età avanzata del ricevente o condizioni sperimentali croniche, può rendere tecnicamente difficile il posizionamento delle cuffie nei vasi di piccolocalibro 29.
Per affrontare queste limitazioni, abbiamo sviluppato una tecnica completamente senza cuffie, basata su suture per il trapianto di cuore eterotopico cervicale. In questa configurazione, l'arteria carotide del ricevente viene anastomizzata di capo a capo rispetto all'aorta ascendente del donatore, mentre la vena giugulare esterna del ricevente viene anastomizzata estremamente al tronco polmonare donatore, fornendo un flusso diretto in entrata e uscita per la perfusione coronarica (Figura 1A). Minimizzando l'uso di materiale sintetico intraluminale, questo approccio evita il contatto diretto polimero-sangue nel sito anastomotico ed è concettualmente attraente per studi focalizzati sulle risposte immunitarie e infiammatorie locali. Il metodo prevede una preparazione meticolosa sia dei vasi donatori che del ricevente, oltre a micro-anastomosi end-to-end dell'arteria carotide e della vena giugulare esterna. Inoltre, vengono effettuate valutazioni intraoperatorie della permeabilità e monitoraggio post-operatorio. In pratica, questo modello cervicale senza cuffia viene applicato quando è necessario un innesto cardiaco secondario per testare la tolleranza specifica del donatore dopo un innesto addominale con sopravvivenza a lungo termine, in particolare nei topi transgenici o immunosoppressi con vasi di piccolo calibro. Tuttavia, la tecnica richiede anche competenze avanzate in microchirurgia e l'accesso a un microscopio chirurgico; Ulteriori limitazioni relative alla legatura carotide e alla selezione del ricevente sono discusse di seguito. Fornendo una piattaforma riproducibile, questa tecnica migliora sia l'affidabilità dei modelli di trapianto secondario sia supporta studi meccanicistici sulla tolleranza specifica del donatore nei sistemi murini. Questo protocollo impiega anastomosi end-to-end collegando l'arteria carotide ricevente all'aorta ascendente del donatore e la vena giugulare esterna del ricevente al tronco polmonare donatore, fornendo così una robusta perfusione coronarica dell'innesto (Figura 1B). Le anastomosi end-to-end creano un pattern diretto di entro-uscita che supporta in modo affidabile la perfusione coronarica in questo modello.