Endocardiale fibroelastose (EFE), gedefinieerd door de ophoping van collageen en elastische vezels in het subendocardiale weefsel, presenteert zich als een parelachtig of ondoorzichtig verdikt endocardium; EFE ondergaat de meest actieve groei tijdens de foetale periode en de vroege kindertijd1. In een autopsiestudie werd 70% van de gevallen met hypoplastisch linkerhartsyndroom (HLHS) geassocieerd met de aanwezigheid van EFE2.
Cellen die markers voor fibroblasten tot expressie brengen, zijn de belangrijkste celpopulatie in EFE, maar deze cellen brengen tegelijkertijd ook endocardiale endotheliale markers tot expressie, wat een indicatie is van de oorsprong van deze EFE-cellen. Onze groep heeft eerder vastgesteld dat het onderliggende mechanisme van EFE-vorming een fenotypische verandering van endocardiale endotheelcellen naar fibroblasten inhoudt door middel van endotheel-naar-mesenchymale overgang (EndMT)3. EndMT kan worden gedetecteerd met behulp van immunohistochemische dubbele kleuring voor endotheelmarkers zoals cluster of differentiation (CD) 31 of vasculaire endotheliale (VE)-cadherine (CD144) en fibroblastmarkers (bijv. alfa-gladde spieractine, α-SMA). Verder hebben we eerder ook de regulerende rol van de TGF-ß-route in dit proces vastgesteld met activering van de transcriptiefactoren SLUG, SNAIL en TWIST3.
EndMT is een fysiologisch proces dat optreedt tijdens de embryonale cardiale ontwikkeling en leidt tot de vorming van de septa en kleppen van endocardiale kussens4, maar het veroorzaakt ook orgaanfibrose bij hartfalen, nierfibrose of kanker en speelt een sleutelrol bij vasculaire atherosclerose 5,6,7,8. EndMT bij hartfibrose wordt voornamelijk gereguleerd via de TGF-β-route, zoals wij en anderen hebben gemeld 3,9. Er zijn verschillende stimuli beschreven om EndMT te induceren: ontsteking10, hypoxie11, mechanische veranderingen 12 en stroomstoornissen, waaronder veranderingen van de intracavitaire bloedstroom 13, en EndMT kan ook een gevolg zijn van een genetische ziekte 14.
Dit diermodel is ontwikkeld met behulp van de belangrijkste componenten van cardiale EFE-ontwikkeling, namelijk onvolwassenheid en veranderingen van de intracavitaire bloedstroom, met name stroomstagnatie. Onvolwassenheid werd vervuld door neonatale rattenharten als donoren te gebruiken, aangezien bekend is dat neonatale ratten direct na de geboorte onvolwassen zijn. Heterotope harttransplantatie bood de mogelijkheid van intracavitaire stroombeperking15.
Vanuit klinisch oogpunt maakt dit diermodel het mogelijk om de impact van EndMT op de groeiende linker hartkamer (LV) beter te onderzoeken. De groeibeperking die wordt opgelegd aan het foetale en neonatale hart door EndMT-geïnduceerde EFE-formatie16 sluit patiënten met obstructies van het linkerventrikeluitstroomkanaal (LVOTO) uit, zoals congenitale kritische aortastenose en hypoplastisch linkerhartsyndroom (HLHS), uit van curatief anatomisch biventriculair chirurgisch herstel17. Dit diermodel vergemakkelijkt de studie van de cellulaire mechanismen en regulatie van weefselvorming via EndMT en maakt het mogelijk om farmacologische behandelingsopties te testen 3,18.
Transabdominale echocardiografie wordt gebruikt om de levensvatbaarheid, contractiliteit en doorgankelijkheid van het transplantaat van de anastomosen te controleren. Na euthanasie kan EFE-vorming binnen 3 dagen na transplantatie macroscopisch worden waargenomen. EFE-weefsel vertoont dezelfde histopathologische kenmerken als menselijk EFE-weefsel van patiënten met LVOTO.
Daarom kan dit diermodel, hoewel ontwikkeld voor pediatrisch gebruik in het spectrum van HLHS, worden toegepast bij het bestuderen van verschillende ziekten op basis van het moleculaire mechanisme van EndMT.