Dla pacjentów cierpiących na nieodwracalne uszkodzenia krtani lub raka krtani, całkowita laryngektomia jest często jedyną opcją1. Całkowita laryngektomia pozostawia pacjentów bez zdolności do samodzielnego oddychania i mówienia, a także doświadcza stresu społecznego i psychicznego2. Pacjenci z rakiem krtani, którzy wymagają całkowitej laryngektomii, są doskonałymi potencjalnymi kandydatami do przeszczepu krtani. Chociaż przeprowadzono przeszczep krtani u człowieka w przypadku nieodwracalnego uszkodzenia krtani, obecnie unika się allotransplantacji krtani u tych pacjentów ze względu na obawę przed nawrotem nowotworu, możliwością przewlekłego odrzucenia i infekcji pochodzących od dawcy3. Immunosupresja jest główną przyczyną tych obaw. Dramatyczna strata pierwszego pacjenta po częściowym przeszczepie krtani z powodu nawrotu guza po konwencjonalnym leczeniu immunosupresyjnym jest dowodem na to, że należy opracować odpowiedni schemat immunosupresyjny przed podjęciem dalszych prób przeszczepu u pacjentów z rakiem krtani4,5.
Aby lepiej zrozumieć odpowiedź immunologiczną gospodarza na przeszczepioną krtań, pierwszy model przeszczepu krtani u szczurów został opracowany w 1992 roku przez Strome, a ulepszenia techniki chirurgicznej zostały wprowadzone w 2002 roku6,7. Chociaż model ten jest skuteczny w badaniu transplantacji krtani, brak czynników immunologicznych specyficznych dla szczurów i wyższe koszty związane z modelami szczurzymi doprowadziły do opracowania nowego modelu myszy do badania przeszczepu krtani w 2009 roku8.
Głównym zastosowaniem opisanej techniki jest badanie różnych schematów leków immunosupresyjnych w transplantacji krtani. Udoskonalenie obecnych terapii immunosupresyjnych może poszerzyć pulę kandydatów i doprowadzić do bezpiecznego przeszczepu u pacjentów z rakiem. Zaletą tego modelu mysiego jest jego opłacalność oraz szeroka dostępność danych i odczynników immunologicznych.
Zespoły pracujące nad schematami leczenia immunosupresyjnego w przypadku przeszczepu krtani mogą korzystać z tej metody do zbierania dużej ilości danych immunologicznych, a różne schematy leczenia mogą być szybko testowane i porównywane. Inne potencjalne metody leczenia, które mogą modulować odpowiedź immunologiczną na przeszczep, takie jak zastrzyki z komórek macierzystych, mogą być również testowane przy użyciu tego modelu. Wreszcie, można opracować eksperymenty w celu zaobserwowania długoterminowych ogólnoustrojowych skutków przeszczepu krtani poprzez wydłużenie okresu obserwacji.
Opisana tutaj technika wykorzystuje zespolenia od końca do boku, aby zapewnić przepływ tętniczy i żylny do heterotopowego przeszczepu krtani. Przeszczep jest kompleksem krtaniowo-tchawiczo-przełykowym (LTE) składającym się z krtani, tarczycy, przytarczyc, tchawicy i przełyku dawcy, z nienaruszonymi obustronnymi tętnicami szyjnymi i szypułkami. Jedna tętnica szyjna dawcy jest zespolena z tętnicą szyjną biorcy i zapewnia przepływ krwi tętniczej, podczas gdy druga tętnica szyjna dawcy jest zespolena z żyłą szyjną zewnętrzną biorcy i zapewnia przepływ krwi żylnej (Ryc. 1).
Wprowadzono kilka modyfikacji do techniki chirurgicznej modelu szczurzego, aby zapewnić sukces w modelu mysim. Na przykład zamiast środka do wstrzykiwań zastosowano wziewny środek znieczulający, aby zwiększyć kontrolę nad głębokością znieczulenia i zmniejszyć powikłania. Ciągłe szycie stosuje się w zespoleniu tętniczo-tętniczym u szczurów; Jednak ze względu na mniejszy rozmiar naczyń myszy, jest to technicznie trudne i może powodować zwężenie naczynia Lumen7. W efekcie w modelu mysim stosuje się szwy przerywane, które skutkują poprawą drożności naczyń. Dodatkowo w modelu szczurzym szypułka tętnicy tarczycy górnej (STA) jest wycinana i wizualizowana. Biorąc pod uwagę mniejszy rozmiar STA u myszy, ta sekcja może spowodować uszkodzenie, a nawet przecięcie STA. W rezultacie nie jest preparowany w modelu myszy. Zamiast tego pobliska powięź jest zachowywana, aby zapewnić, że STA jest nienaruszona.
Główne potencjalne pułapki tej techniki obejmują uszkodzenie szypułek kompleksu LTE dawcy, wykonanie nieprawidłowo zwymiarowanej arteriotomii lub venotomii, zamknięcie naczyń w miejscach zespolenia, lub pozostawienie luk w miejscach zespolenia, które mogą powodować krwawienie. Aby uniknąć tych błędów, należy zachować ostrożność podczas pobierania przeszczepu dawcy, pozostawiając mankiet z tkanki wokół szypułki STA. Arteriotomia i jadotomia powinny być wystarczająco duże, aby umożliwić przepływ krwi, ale wystarczająco małe, aby zapobiec wyciekowi. Do zespoleń należy założyć odpowiednią ilość szwów, aby zamknąć ewentualne szpary, ale nie za dużo, aby zamknąć naczynia.
Jeśli uzyskasz znajomość technik mikrochirurgicznych, zabieg ten można wykonać w ciągu około 3 godzin. Ten model przeszczepu krtani może być niezawodnie przeprowadzony u myszy i wykorzystany do badania odpowiedzi immunologicznej gospodarza po unaczynionej allotransplantacji złożonej.