Niewydolność serca jest główną przyczyną zgonów w krajach rozwiniętych i oczekuje się, że wzrośnie o 25% w ciągu następnej dekady. Nadciśnienie płucne (PH) - patologiczny wzrost ciśnienia krwi w krążeniu płucnym - dotyka około 70% pacjentów ze schyłkową niewydolnością serca; Światowa Organizacja Zdrowia klasyfikuje PH jako nadciśnienie płucne spowodowane chorobą lewego serca (PH-LHD)1. PH-LHD jest inicjowany przez upośledzoną skurczową i/lub rozkurczową funkcję lewej komory (LV), która powoduje podwyższone ciśnienie napełniania i bierne przekrwienie krwi do krążenia płucnego2. Chociaż początkowo odwracalny, PH-LHD stopniowo utrwala się dzięki aktywnej przebudowie naczyń płucnych we wszystkich przedziałach krążenia płucnego, tj. tętnicach, naczyniach włosowatych i żyłach3,4. Zarówno odwracalne, jak i stałe PH zwiększają obciążenie następcze RV, początkowo prowadząc do adaptacyjnego przerostu mięśnia sercowego, ale ostatecznie powodując rozszerzenie RV, hipokinezę, zwłóknienie i dekompensację, które stopniowo prowadzą do awarii RV1,2,5,6. W związku z tym PH przyspiesza postęp choroby u pacjentów z niewydolnością serca i zwiększa śmiertelność, szczególnie u pacjentów poddawanych leczeniu chirurgicznemu poprzez wszczepienie urządzeń wspomagających lewą komorę (LVAD) i/lub przeszczepienie serca7,8,9. Obecnie nie istnieją żadne terapie lecznicze, które mogłyby odwrócić proces przebudowy naczyń płucnych, dlatego potrzebne są podstawowe badania mechanistyczne w odpowiednich systemach modelowych.
Co ważne, badania kliniczne pokazują, że PH-LHD jako częste powikłanie u pacjentów ze zwężeniem zastawki aortalnej może szybko ulec poprawie we wczesnym okresie pooperacyjnym po wymianie zastawki aortalnej10. Analogicznie, wysoki (>3 jednostki drewna) przedoperacyjny opór naczyniowy płuc (PVR), który był jednak odwracalny po zastosowaniu nitroprusydku, został trwale znormalizowany po przeszczepie serca w 5-letnim badaniu kontrolnym11. Podobnie, odpowiednie zmniejszenie zarówno odwracalnego, jak i stałego PVR oraz poprawa funkcji RV u pacjentów z LHD może zostać osiągnięta w ciągu kilku miesięcy poprzez odciążenie lewej komory za pomocą wszczepialnych pulsacyjnych i niepulsacyjnych urządzeń wspomagających komorę12,13,14. Obecnie mechanizmy komórkowe i molekularne, które napędzają odwrotną przebudowę krążenia płucnego i mięśnia sercowego RV, są niejasne. Jednak ich wiedza może dostarczyć ważnych informacji na temat szlaków fizjologicznych, które mogą być terapeutycznie wykorzystane do odwrócenia przebudowy naczyń krwionośnych płuc i RV w PH-LHD i innych formach PH.
Odpowiedni model przedkliniczny, który odpowiednio odtwarza patofizjologiczne i molekularne cechy PH-LHD, może być wykorzystany do badań translacyjnych w zastoinowej niewydolności serca wywołanej przeciążeniem ciśnieniowym spowodowanej chirurgicznym pasmem aorty (AoB) u szczurów4,15,16. W porównaniu z podobną niewydolnością serca spowodowaną przeciążeniem ciśnieniem w mysim modelu poprzecznego zwężenia aorty (TAC)17, prążkowanie aorty wstępującej powyżej korzenia aorty u szczurów AoB nie powoduje nadciśnienia w lewej tętnicy szyjnej, ponieważ miejsce pasma znajduje się proksymalnie od odpływu lewej tętnicy szyjnej z aorty. W rezultacie, AoB nie powoduje lewostronnego uszkodzenia neuronów w korze mózgowej, co jest charakterystyczne dla TAC18, a co może mieć wpływ na wynik badania. W porównaniu z innymi modelami gryzoni z chirurgicznie indukowanym PH-LHD, modele szczurze w ogóle, a AoB w szczególności, okazują się bardziej wytrzymałe, powtarzalne i odtwarzają przebudowę krążenia płucnego charakterystyczną dla pacjentów z PH-LHD. Jednocześnie śmiertelność okołooperacyjna jest niska19. Zwiększone ciśnienie LV i dysfunkcja LV u szczurów AoB indukują rozwój PH-LHD, co skutkuje podwyższonym ciśnieniem RV i Remodeling RV. W związku z tym szczurzy model AoB okazał się niezwykle przydatny w serii wcześniejszych badań przeprowadzonych przez niezależne grupy, w tym naszą, w celu zidentyfikowania patomechanizmów przebudowy naczyń płucnych i przetestowania potencjalnych strategii leczenia PH-LHD4,15,20,21,22,23,24,25.
W obecnym badaniu, szczurzy model AoB został wykorzystany do przeprowadzenia chirurgicznej procedury odklejania aorty w celu zbadania mechanizmów odwrotnej przebudowy w układzie naczyniowym płuc i RV. Wcześniej, modele odwrotnej przebudowy mięśnia sercowego, takie jak odpasowanie aorty u myszy26 i rats27 zostały opracowane w celu zbadania komórkowych i molekularnych mechanizmów regulujących regresję przerostu lewej komory serca oraz przetestowania potencjalnych opcji terapeutycznych wspomagających powrót do zdrowia mięśnia sercowego. Co więcej, ograniczona liczba wcześniejszych badań dotyczyła wpływu odpasowania aorty na PH-LHD u szczurów i wykazała, że odpasowanie aorty może odwrócić przerost przyśrodkowy w tętniczkach płucnych, normalizować ekspresję pre-pro-endoteliny 1 i poprawiać hemodynamikę płuc27,28, dostarczając dowodów na odwracalność PH u szczurów z niewydolnością serca. W tym przypadku procedury techniczne operacji usuwania opaski są zoptymalizowane i ustandaryzowane, np. poprzez zastosowanie tracheotomii zamiast intubacji dotchawiczej lub poprzez użycie tytanowych klipsów o określonej średnicy wewnętrznej do opaski aortalnej zamiast szwów polipropylenowych z igłą26,27, zapewniając w ten sposób lepszą kontrolę procedur chirurgicznych, zwiększoną powtarzalność modelu i lepszy wskaźnik przeżycia.
Z naukowego punktu widzenia, znaczenie modelu debandingu PH-LHD nie polega wyłącznie na wykazaniu odwracalności fenotypu sercowo-naczyniowego i płucnego w niewydolności serca, ale co ważniejsze, na identyfikacji molekularnych czynników, które wywołują i/lub podtrzymują odwrotną przebudowę tętnic płucnych, jako obiecujących kandydatów do przyszłego ukierunkowania terapeutycznego.