Het eerste knaagdiermodel van heterotope abdominale harttransplantatie (HAHT) werd beschreven door Abbott en collega's in 19641. Deze techniek en daaropvolgende aanpassingen zijn veelvuldig toegepast om de functie van transplantatiegraft en de immuunstatus te karakteriseren. De meeste beschreven HAHT-technieken omvatten een niet-volumegeladen hart2,3. Modellen van HAHT met volumegeladen ventrikels zijn beschreven, maar ze zijn vaak beperkt in een of meer opzichten.
Heterotope abdominale hart-longtransplantatie (HAHLT) met een volumegeladen linker ventrikel (LV) is eerder beschreven. Chen en collega's4, en later Ibrahim en collega's5 beschreven HAHLT met een enkele aorto-aortische (donor ascenderende naar recipient abdominale aorta) anastomose. De enige volumebelasting die de ventrikel in deze circulatie ondervindt is de coronaire veneuze terugkeer. Asfour en collega's beschreven een HAHT-techniek waarbij het longcircuit werd geëlimineerd door anastomosering van de donor pulmonale arterie (PA) naar de donor linker atrium (LA)6. In deze circulatie vindt veneuze instroom naar de rechter ventrikel (RV) plaats via een donor SVC naar recipient IVC anastomose, en de daaropvolgende LV-belasting wordt uitgeworpen in de aorto-aortische anastomose. De cardiale functie werd gedeeltelijk beoordeeld in vivo en ook in vitro met behulp van een Langendorff-opstelling. Figueiredo en collega's beschreven een HAHLT-model vergelijkbaar met het onze7, maar in muizen. Veneuze instroom naar de RV vindt plaats via donor SVC naar recipient IVC anastomose. Het bloed passeert vervolgens door de enkele longcirculatie en de LV-belasting wordt uitgeworpen in de aorto-aortische anastomose. De cardiale functie in hun studie werd beoordeeld door magnetische resonantie beeldvorming (MRI). Wen en collega's beschreven een unieke HAHT-techniek waarbij de LV wordt geladen door middel van een recipient aorta naar donor LA anastomose8. De LV vult zich dus op systemische druk. Of de cardiale functie en of het LV slagvolume antegrade wordt uitgeworpen in hun model, werd niet beoordeeld.
Veel van de hierboven genoemde technieken omvatten niet-fysiologische LV-belastingscondities, inclusief de technieken waarvan de gedeeltelijke LV-belasting slechts wordt vertegenwoordigd door coronaire veneuze terugkeer. Aan de andere kant benaderen veel technieken een fysiologische LV-belasting. De meeste van deze technieken, zoals de techniek van Asfour en collega's, laten de longcirculatie weg en gebruiken een donor PA naar donor LA anastomose6,9. De circulatie beschreven door Galinanes en collega's10 maakt gebruik van een directe recipient cava naar donor LA anastomose, waarbij de longcirculatie en het rechter hart worden weggelaten. Yokoyama en collega's bereiken hetzelfde effect door de donor PA te ligeren en een interatriale communicatie in het donorhart te creëren (waarbij de donor long en rechter hartcirculaties worden weggelaten)11. De circulatie van Maruyama en collega's12 omvat een anastomose tussen donor linker PA en recipient Ao, wat LV-vulling via de longcirculatie als een kanaal mogelijk maakt, maar effectief het rechter hart uitsluit.
In gevallen waarbij bijna fysiologische belastingscondities werden bereikt, ontwikkelen we de HAHLT-techniek in twee belangrijke opzichten. Ten eerste, voor zover ons bekend, is de exacte configuratie die we rapporteren niet beschreven in ratten. Het is mogelijk de meest veelzijdige circulatie voor onderzoekers die de fysiologie, structuur en immunologie van het getransplanteerde hart-long-graft willen bestuderen. Ten tweede beschrijven we hoe de functie van het transplantatiegraft direct in vivo kan worden gekarakteriseerd. Voor deze toepassing kunnen druk-volume geleidingskatheters direct in de LV-apex van het transplantatiegraft worden geïntroduceerd, wat een volledige cardiale functionele karakterisering mogelijk maakt.
De hier beschreven techniek kan worden toegepast op zowel acute als chronische studies van transplantatiegraftfunctie, terwijl de functionele beoordeling hetzij in vivo of in vitro kan worden uitgevoerd. We presenteren een model waarin de belastingscondities bijna fysiologisch kunnen zijn, maar de mate van ventrikelbelasting zowel acuut als chronisch kan worden gemanipuleerd door veneuze retour naar of weg van het graft te leiden. De afterload-condities kunnen ook worden gemanipuleerd. Omdat de long en zijn luchtwegen worden behouden in deze transplantaatconfiguratie, kunnen onderzoekers de donor long acuut opnieuw ventileren. Uniek is dat longreventilatie de samenstelling van het bloed dat de transplantaatcoronaire arteriën perfudeert verandert. Onder niet-geventileerde omstandigheden is het bloed dat uit de donor aorta wordt geëjecteerd gedeoxygeneerd en mengt zich met geoxygeneerd bloed in de recipient aorta. Onder acuut geventileerde omstandigheden wordt het geëjecteerde bloed geoxygeneerd. Zodoende kan de functie van het transplantatiegraft worden vergeleken onder geventileerde en niet-geventileerde omstandigheden, en ook onder variabel belaste omstandigheden.
Het onderstaande protocol beschrijft belangrijke aanpassingen aan eerder beschreven HAHLT donor- en recipient-operaties. Het beschrijft ook een optimale techniek voor het beschermen van het transplantatiegraft gedurende de ischemieperiode (tijd tussen donor explant en recipient implant). Voordelen van deze techniek omvatten fysiologische omstandigheden die potentieel die van een orthotopisch getransplanteerd graft benaderen, en een breed scala aan onderzoekstoepassingen. Een belangrijke beperking is de technische complexiteit. Met voldoende begeleiding en oefening zullen de voordelen van deze techniek waarschijnlijk de uitdagingen bij het toepassen ervan overwegen.