Pierwszy model heterotopowego przeszczepu serca (HAHT) u gryzoni został opisany przez Abbotta i współpracowników w 1964 roku1. Technika ta i późniejsze modyfikacje są szeroko stosowane do scharakteryzowania funkcji przeszczepu i statusu immunologicznego. Większość opisanych technik HAHT obejmuje serce bez obciążenia objętościowego2,3. Opisano modele HAHT obejmujące komory obciążone objętością, ale często są one ograniczone pod jednym lub kilkoma względami.
Heterotopowy przeszczep płuco-serce w jamie brzusznej (HAHLT) z lewą komorą obciążoną objętościowo (LV) został opisany wcześniej. Chen i współpracownicy4, a następnie Ibrahim i współpracownicy5 opisali HAHLT z pojedynczym zespoleniem aortalno-aortalnym (dawca wstępujący do aorty brzusznej biorcy). Jedynym obciążeniem objętościowym prezentowanym komorze w tym krążeniu jest powrót żylny wieńcowej. Asfour i współpracownicy opisali technikę HAHT, w której obwód płucny został wyeliminowany przez zespolenie tętnicy płucnej dawcy (PA) z lewym przedsionkiem dawcy (LA)6. W tym krążeniu dopływ żylny do prawej komory (RV) następuje za pośrednictwem zespolenia IVC dawcy SVC do biorcy, a kolejne obciążenie LV jest wyrzucane do zespolenia aortalno-aortalnego. Czynność serca oceniano częściowo in vivo, a także in vitro przy użyciu aparatu Langendorffa. Figueiredo i jego koledzy opisali model HAHLT podobny do naszego7, ale u myszy. Dopływ żylny do RV następuje za pośrednictwem zespolenia IVC dawcy do biorcy. Krew następnie przepływa przez pojedyncze krążenie płucne, a ładunek LV jest wyrzucany do zespolenia aortalno-aortalnego. Czynność serca w ich badaniu oceniano za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI). Wen i współpracownicy opisali unikalną technikę HAHT, w której LV jest ładowany za pomocą aorty biorcy do zespolenia LA dawcy8. W związku z tym LV napełnia się pod ciśnieniem ogólnoustrojowym. Nie oceniano czynności serca ani tego, czy objętość wyrzutowa lewej komory jest wyrzucana w kierunku wstecznym w ich modelu.
Wiele z wyżej wymienionych technik obejmuje niefizjologiczne warunki obciążenia LV, w tym techniki, których częściowe obciążenie LV jest reprezentowane tylko przez powrót żylny wieńcowej. Z drugiej strony, wiele technik zbliża się do fizjologicznego obciążenia lewej komna. Większość z tych technik, podobnie jak w przypadku techniki Asfoura i współpracowników, pomija krążenie płucne i wykorzystuje zespolenie PA dawcy z LA dawcy6,9. Krążenie opisane przez Galinanesa i współpracowników10 wykorzystuje bezpośrednie zespolenie LA dawcy z dawcą, z pominięciem krążenia płucnego i prawego serca. Yokoyama i współpracownicy osiągają ten sam efekt poprzez podwiązanie PA dawcy i stworzenie komunikacji międzyprzedsionkowej w sercu dawcy (z pominięciem krążenia w płucach dawcy i prawym sercu)11. Krążenie Maruyamy i współpracowników12 obejmuje zespolenie między lewym PA dawcy a biorcą Ao, co pozwala na wypełnienie LV przez krążenie płucne jako przewód, ale skutecznie wyklucza prawe serce.
W przypadkach, gdy spełnione były warunki zbliżone do fizjologicznego obciążenia, rozwijamy technikę HAHLT pod dwoma głównymi względami. Po pierwsze, według naszej wiedzy, dokładna konfiguracja, którą zgłaszamy, nie została opisana u szczurów. Jest to prawdopodobnie najbardziej wszechstronne krążenie dla badaczy chcących badać fizjologię, strukturę i immunologię przeszczepionego przeszczepu płuco-serce. Po drugie, opisujemy, w jaki sposób można bezpośrednio scharakteryzować funkcję przeszczepu in vivo. W tym zastosowaniu cewniki konduktancyjne ciśnieniowo-objętościowe mogą być wprowadzane bezpośrednio do wierzchołka lewej komory przeszczepu przeszczepionego przeszczepu, co pozwala na pełną charakterystykę czynnościową serca.
Opisana tutaj technika może być stosowana zarówno do ostrych, jak i przewlekłych badań funkcji przeszczepów, podczas gdy ocena funkcjonalna może być przeprowadzona zarówno in vivo, jak i in vitro. Przedstawiamy model, w którym warunki obciążenia mogą być bliskie fizjologiczne, jednak stopniem obciążenia komór można manipulować zarówno ostro, jak i przewlekle, kierując powrót żylny w kierunku lub od przeszczepu. Można również manipulować warunkami obciążenia następczego. Ponieważ płuco i jego drogi oddechowe są zachowane w tej konfiguracji przeszczepu, badacze mogą ponownie przewietrzyć płuco dawcy w trybie pilnym. Wyjątkowo, rewentylacja płuc zmienia skład krwi przenikającej do przeszczepionych tętnic wieńcowych. W warunkach bez wentylacji krew wyrzucona z aorty dawcy jest odtleniana i miesza się z natlenioną krwią w aorcie biorcy. W warunkach ostrej wentylacji wyrzucona krew ulega natlenieniu. W ten sposób można porównać funkcję przeszczepu w warunkach wentylowanych i niewentylowanych, a także w warunkach zmiennego obciążenia.
Poniższy protokół opisuje ważne modyfikacje wcześniej opisanych operacji dawcy i biorcy HAHLT. Opisano w niej również optymalną technikę ochrony przeszczepu przeszczepionego przez cały okres niedokrwienia (czas między eksplantatem dawcy a implantem biorcy). Do zalet tej techniki należą warunki fizjologiczne potencjalnie zbliżone do stanu przeszczepu przeszczepionego ortotopowo oraz szeroki zakres zastosowań badawczych. Istotnym ograniczeniem jest jego złożoność techniczna. Przy odpowiednim mentoringu i praktyce zalety tej techniki prawdopodobnie przeważą nad wyzwaniami związanymi z jej przyjęciem.