Tętnicze nadciśnienie płucne (PAH) jest postępującą i śmiertelną chorobą charakteryzującą się wzrostem przepływu krwi w płucach, zwiększonym oporem naczyniowym, stanem zapalnym i przebudową małych naczyń krwionośnych płuc1. Ta przebudowa zwykle powoduje zmiany naczyniowe, które blokują i niszczą małe tętnice płucne, powodując zwężenie naczyń krwionośnych i zwiększając obciążenie wtórne prawej komory2. Istnieje niewiele skutecznych metod leczenia farmakologicznego TNP; w konsekwencji śmiertelność związana z WWA pozostaje wysoka. Ostatnio nacisk na patobiologię nadciśnienia płucnego przesunął się w kierunku mechanizmu angioproliferacji, w którym rola zwiększonego przepływu krwi w płucach jest uważana za ważny czynnik wyzwalający w rozwoju przebudowy naczyń płucnych3,4.
Modele zwierzęce nadciśnienia płucnego dostarczyły kluczowych informacji, które pomagają wyjaśnić patofizjologię choroby i posłużyły jako platforma do dostarczania leków, komórek, genów i białek. Tradycyjnie, model przewlekłego nadciśnienia płucnego wywołanego niedotlenieniem i model uszkodzenia płuc MCT były głównymi modelami wykorzystywanymi do badania patofizjologii PAH5. Nie są one jednak wystarczające do wytworzenia zwiększonego przepływu krwi w płucach i wzorca przebudowy neointimy w porównaniu ze zmianami opisanymi u ludzi. Model przewlekłego niedotlenienia u gryzoni powoduje pogrubienie ścian naczyń z niedotlenionym zwężeniem naczyń krwionośnych bez angio-zaniku małych naczyń płucnych6. Dodatkowo stan niedotlenienia jest odwracalny. W związku z tym model hipoksji również nie jest wystarczający do wytworzenia ciężkiego TNP. Model uszkodzenia płuc MCT wywołuje pewną dysfunkcję śródbłonka, ale złożone zmiany zanikowe naczyń krwionośnych występujące u ludzi z ciężkim pierwotnym TNP nie rozwijają się u szczurów2. Dodatkowo, szczury leczone MCT mają tendencję do umierania z powodu toksyczności płuc wywołanej MCT, choroby żylno-okluzyjnej wątroby i zapalenia mięśnia sercowego, a nie z powodu PAH2. Wreszcie, sama pneumonektomia nie wystarcza do wytworzenia zmian neointimalnych w małych naczyniach płucnych w krótkim czasie. Po pneumonektomii występuje minimalne podwyższenie ciśnienia w tętnicy płucnej7. U ludzi pneumonektomia jest dobrze tolerowana, gdy przeciwległe płuco jest zdrowe7.
Jednak procedura lewostronnej pneumonektomii w połączeniu z MCT lub Sugen jest korzystna, ponieważ naśladuje zwiększony przepływ krwi w płucach i powoduje przebudowę naczyń płucnych porównywalną z ciężkim klinicznym TNP. Pneumonektomię wykonuje się na lewym płucu, które ma tylko 1 płat, a nie na prawym, który ma cztery płaty. Gdyby usunięto prawe płuco, zwierzę nie byłoby w stanie zrekompensować niewydolności oddechowej. W modelu pneumonektomii-MCT neointimalny wzór przebudowy rozwija się u ponad 90% operowanych zwierząt leczonych 7. Podobnie, połączenie Sugen i pneumonektomii skutkuje ciężkim TNP, charakteryzującym się angio-obliteracyjnymi zmianami naczyniowymi, proliferacją, apoptozą i dysfunkcją RV8. Zabieg pneumonektomii lewej strony jest również korzystny w porównaniu z innymi zabiegami chirurgicznymi mającymi na celu indukcję PAH. Wcześniej opisane modele u szczurów zwiększające przepływ krwi płucnej do płuc obejmują zastawkę aortalno-kawnową lub zespolenie podobojczykowo-płucne. Te modele są niezwykle skomplikowane7,9,10,11. Aby wykonać przetokę aortalno-kasową, należy otworzyć brzuch zwierzęcia. Zastawka jest umieszczana w aorcie brzusznej, co zwiększa przepływ krwi do wszystkich narządów jamy brzusznej, a nie tylko do płuc, dzięki czemu PAH rozwija się znacznie dłużej. Dodatkowo trudno jest określić przepływ krwi przez zastawkę, podczas gdy w przypadku pneumonektomii przepływ krwi do pozostałego płuca podwaja się. Zespolenie tętnicy podobojczykowo-płucnej ma również wiele powikłań. Przepływ krwi tętniczej do żyły może prowadzić do zakrzepicy zespolenia i krwawienia. Podobnie jak w przypadku zastawki aortalno-kastawnej, trudno jest określić przepływ krwi przez zespolenie. Ponadto jest to kosztowna i trudna technika, która wymaga umiejętności chirurgii naczyniowej. Jednostronna lewa pneumonektomia podwaja przepływ krwi i stres ścinający w przeciwległym płucu, a w połączeniu z MCT lub Sugenem powoduje typowe hemodynamiczne i histopatologiczne wyniki PAH, które są uszkodzeniem komórek śródbłonka8,12.
Nowość tego manuskryptu jest przedstawiona w bardzo szczegółowym i wyczerpującym protokole chirurgicznym lewej pneumonektomii u szczurów oraz w dyskusji na temat technicznych i fizjologicznych wyzwań tych modeli. Ponieważ protokół ten nie jest obecnie dostępny, wielu badaczy uważa, że model ten jest zbyt trudny w użyciu. Badacze, którzy przeprowadzili lewą pneumonektomię, spotkali się z wysokimi wskaźnikami śmiertelności i zachorowalności związanymi z niepotrzebną utratą zwierząt, co podważa ocenę naukową. Zamiast tego wielu będzie używać klasycznych modeli, takich jak wstrzyknięcie MCT, przewlekłe niedotlenienie lub po prostu pneumonektomia, aby wytworzyć PAH. Modele te są jednak znacznie mniej skuteczne niż połączenie MCT lub Sugen z lewą pneumonektomią. Głównym celem tego artykułu jest przedstawienie pierwszego szczegółowego i powtarzalnego protokołu chirurgicznego dla lewej jednostronnej pneumonektomii u szczurów oraz dostarczenie najlepszego modelu chirurgicznego PAH. Połączenie tego protokołu dla lewostronnej pneumonektomii z MCT lub SU5416 pozwoli badaczom stworzyć znacznie bardziej skuteczny i klinicznie istotny model ciężkiego TNP do badania patogenezy tej śmiertelnej choroby.