Choroby układu krążenia (CVD) stanowią główną przyczynę zachorowalności i śmiertelności na całym świecie1. W związku z tym konieczne są badania w tej dziedzinie. Choć nieco kontrowersyjne, zwłaszcza jeśli nie zostanie przeprowadzone prawidłowo, wykorzystanie zwierząt do celów badawczych i szkoleniowych pozostaje obowiązkowym etapem badań translacyjnych. Małe modele zwierzęce w znacznym stopniu przyczyniły się do rozwikłania mechanizmów komórkowych i molekularnych chorób układu krążenia, ale ekstrapolacja do scenariusza klinicznego jest utrudniona ze względu na niezwykłe różnice sercowo-naczyniowe u ludzi 2,3. Stąd znaczenie w dużych modelach zwierzęcych, ponieważ są one bliższe ludziom pod względem wielkości, a także cech anatomicznych i fizjologicznych 3,4.
Chociaż modele eksperymentalne nie mogą w pełni odwzorować stanu klinicznego, ten zbiór metod ma na celu pomóc naukowcom w wyborze dużego modelu zwierzęcego, który najlepiej reprezentuje badaną chorobę, aby umożliwić naukowcom testowanie nowatorskich procedur i urządzeń w systemach, które odtwarzają ludzką anatomię, przy jednoczesnym priorytetowym traktowaniu dobrostanu zwierząt. Te modele zwierzęce mają również pomóc lekarzom w nauce i ćwiczeniu trudnych procedur w systemach podobnych do ludzkich przy użyciu sprzętu klasy klinicznej i technik chirurgicznych4.
Choroba naczyń mózgowych obejmuje szereg schorzeń, w tym tętniaki wewnątrzczaszkowe (IA), które charakteryzują się wysoką śmiertelnością w przypadku pęknięcia. Opracowanie nowych narzędzi lub strategii terapeutycznych w leczeniu IA musi zostać zbadane w warunkach przedklinicznych, zanim będzie można przeprowadzić translację na scenariusz kliniczny. Blanco-Blázquez i wsp. opisują dwa chirurgicznie stworzone modele tętniaków świń, które wykazują zachęcające wyniki w dziedzinie badań nad tętniakami niepękniętymi i szkoleniem w zakresie technik neuroradiologii5. Chociaż opisane modele nie odtwarzają w pełni fizjologicznych okoliczności związanych z rozwojem tętniaków pod względem hemodynamicznym, okazały się one równoważne ze stanem obserwowanym u ludzi. W związku z tym właściwe było, aby lekarze praktykowali różne procedury wewnątrznaczyniowe, a także przydatne było dla badaczy do zbadania nowych opcji terapeutycznych5.
Chociaż obecne metody leczenia zawału mięśnia sercowego (MI) mogą zmniejszyć wczesną śmiertelność, u znacznego odsetka pacjentów rozwija się postępująca niewydolność serca. Martínez-Falguera i wsp. opisują model MI uzyskany przez trwałe rozmieszczenie cewki u świń, który może być korzystny w badaniu nowych opcji terapeutycznych6. Opisana metoda okazała się wykonalna i wysoce powtarzalna. Pozwala to uniknąć konieczności wykonywania zabiegów na otwartym sercu i towarzyszącej im reakcji zapalnej, która ma miejsce po operacji. Istotną zaletą jest to, że model ten odtwarza patogenezę nieunaczynionego zawału mięśnia sercowego występującą u ludzi i jest odpowiedni dla modeli zawału mięśnia sercowego w ich ostrej, podostrej, a nawet przewlekłej fazie, w zależności od czasu trwania obserwacji danego badania6.
Podczas badania zawału serca lub innych schorzeń serca, pośmiertne badanie serca jest złożone i może wiązać się z kilkoma błędami związanymi z podejściem lub interpretacją. Z tego powodu standaryzowane protokoły badania brutto i pobierania próbek mają kluczowe znaczenie dla zagwarantowania porównywalności, odtwarzalności i powodzenia badań eksperymentalnych CVD przeprowadzonych na dużych modelach zwierzęcych. Constantin i Tăbăran demonstrują dwa standardowe protokoły badania brutto (metody dopływu-odpływu i czterokomorowej preparacji), wskazując ogólne metody badania i miejsca pobierania próbek rutynowo stosowane do analizy histopatologicznej, które można dostosować do dowolnego gatunku7. Przedstawiony protokół może służyć jako wytyczne do przeprowadzenia sekcji serca, które mogą być z łatwością wykorzystane w badaniach wymagających wyczerpującej oceny serca7.
Przezcewnikowa wymiana zastawki płucnej jest coraz częściej stosowana u pacjentów z wadami wrodzonymi serca, nabytą dysfunkcją drogi odpływu prawej komory lub bioprotezy zastawki. Chociaż wczesne i późne wyniki w scenariuszu klinicznym są zadowalające, istnieje wiele wyzwań klinicznych, które należy wziąć pod uwagę przy zatrudnianiu przez całe życie, zwłaszcza u młodych ludzi. Badanie przedstawione przez Hao i wsp. pokazuje wykonalność i długoterminowe bezpieczeństwo nowo opracowanej zastawki płucnej8. Autorzy wykorzystują osierdzie do zaprojektowania autologicznej zastawki płucnej, która jest następnie wszczepiana w natywną lokalizację zastawki płucnej za pomocą samorozprężalnego stentu nitinolowego poprzez cewnikowanie żyły szyjnej w modelu owcy. Chociaż badanie ma pewne ograniczenia, takie jak wielkość użytej próby, stanowi ono znaczny postęp w zakresie bezpiecznego i skutecznego wdrożenia w nadchodzących badaniach przedklinicznych, a także przełożenia na warunki kliniczne.
Migotanie przedsionków (AF) jest najbardziej rozległą arytmią serca przypisywaną strukturalnej miopatii przedsionków, definiowanej jako strukturalna przebudowa przedsionków. Odkrycie nowych metod leczenia wymaga opracowania powtarzalnych, dużych zwierzęcych modeli miopatii przedsionkowej. Większość obecnie dostępnych modeli opiera się na tachypacingu przedsionkowym, który odtwarza zaburzenia przewodzenia, ale przy braku zmian strukturalnych, które normalnie poprzedzają zmiany elektryczne. Aby spełnić ten wymóg, Tubeeckx i wsp. opisują klinicznie istotny model miopatii przedsionkowej świń wywołanej sterylnym zapaleniem osierdzia, wykazujący indukowalność migotania przedsionków, a także szybki rozwój stanu zapalnego i zwłóknienia. Prezentując wcześniej opisane cechy, ten duży model zwierzęcy może pomóc w zbadaniu nowych strategii leczenia miopatii przedsionków i migotania przedsionków9.
W ostatnich latach zaobserwowaliśmy imponujący postęp w leczeniu chorób układu krążenia, co pozwoliło na uzyskanie mechanistycznego wglądu i nowych podejść terapeutycznych. Podczas gdy liczba zwierząt wykorzystywanych do celów badawczych i szkoleniowych musi się zmniejszać zgodnie z obecnymi względami etycznymi, a badania z udziałem modeli zwierzęcych muszą być zoptymalizowane z uwzględnieniem dobrostanu zwierząt10, zwierzęta doświadczalne nie mogą być całkowicie zastąpione przez inne systemy. Duże modele zwierzęce pozostaną najlepszym narzędziem do pogłębiania zrozumienia mechanizmów chorób układu krążeniau ludzi 11, ponieważ wykorzystanie warunków zbliżonych do ludzkich zwiększa szanse na to, że wyniki badań laboratoryjnych przełożą się na skuteczne leczenie4. Platforma reprezentująca złożone interakcje biologiczne występujące w chorobach klinicznych jest niezbędna do dalszego pogłębienia wiedzy na temat tych bardzo rozpowszechnionych schorzeń. W związku z tym duże modele zwierzęce opisane w tym zbiorze metod mogą pomóc wypełnić lukę między pacjentem stacjonarnym a łóżkowym, przyczyniając się do poszerzenia wiedzy na temat patogenezy choroby i stanowiąc niezbędne narzędzia do opracowywania technik diagnostycznych i strategii terapeutycznych. Ten obszerny zbiór metod obejmuje choroby naczyń mózgowych, choroby strukturalne, rytmiczne i niedokrwienne serca, aż po wszystkie ważne techniki pobierania próbek niezbędne do uzyskania miarodajnych wyników. Co więcej, modele te pozwalają lekarzom ćwiczyć trudne procedury w systemach zbliżonych do anatomii człowieka i ulepszają podejście kliniczne do kilku chorób układu krążenia.