Częstość występowania i śmiertelność chorób sercowo-naczyniowych wzrasta na całym świecie, stanowiąc poważny problem zdrowia publicznego1. Pomostowanie naczyniowe jest skuteczną interwencją w przypadku ciężkiej choroby niedokrwiennej serca i choroby naczyń obwodowych2. Stosowanie sztucznych przeszczepów naczyniowych o średnicy przekraczającej 6 mm zostało dobrze udokumentowane w warunkach klinicznych. I odwrotnie, osoby o średnicy poniżej 6 mm są podatne na zakrzepicę i przerost błony wewnętrznej, co może prowadzić do znacznego ryzyka restenozy3. Pomimo znacznych postępów w badaniach i rozwoju przeszczepów naczyniowych o małej średnicy w ostatnich latach, z kilkoma produktami zbliżającymi się do zastosowania klinicznego, nadal istnieje wiele wyzwań4,5. Należą do nich stosunkowo niski wskaźnik drożności długoterminowej, ograniczona regeneracja naczyń krwionośnych i niewystarczające zrozumienie mechanizmu regeneracji.
Przedkliniczna ocena nowych przeszczepów naczyniowych o małej średnicy opiera się na implantacji in vivo w różnych modelach zwierzęcych. Najczęściej używane modele obejmują modele implantacji tętnicy szyjnej owcy, tętnicy udowej psa, tętnicy szyjnej królika i implantacji tętnicy brzusznej szczura6,7,8,9. Drożność przeszczepów naczyniowych można ocenić u średnich i dużych zwierząt, takich jak owce, świnie i psy. Badania te wiążą się jednak ze znacznymi kosztami ze względu na wymaganą wiedzę specjalistyczną i sprzęt. Dodatkowo ich złożoność techniczna stanowi wyzwanie do wdrożenia. Z kolei małe modele zwierzęce, takie jak króliki i szczury, nie mają dobrze ugruntowanych gatunków transgenicznych o jasno określonym pochodzeniu genetycznym, co stanowi poważną przeszkodę w badaniu mechanizmów regeneracji naczyń krwionośnych.
W porównaniu do wyżej wymienionych modeli zwierzęcych, model mysi oferuje stosunkowo prostą procedurę chirurgiczną, dobrze ugruntowaną metodologię generowania genetycznie modyfikowanych myszy oraz jasno określone tło genetyczne. Jednak mała średnica naczyń krwionośnych myszy sprawia, że zespolenie typu end-to-end w przeszczepie naczyniowym jest technicznie skomplikowane, wymaga znacznej wiedzy specjalistycznej i zapewnia stosunkowo niski wskaźnik sukcesu. Aby zmniejszyć złożoność procedury i poprawić wskaźnik powodzenia implantacji przeszczepu naczyniowego, w niniejszym badaniu zastosowano technikę mankietu w modelu implantacji tętnicy szyjnej myszy.
Po implantacji in vivo, przeszczepy naczyniowe mogą rekrutować endogenne komórki, które przyczyniają się do regeneracji tkanki naczyniowej. Obecność tych komórek ułatwia śródbłonek i regenerację warstwy mięśni gładkich przeszczepów. 10. Jednak źródło i typ komórek biorących udział w regeneracji tkanki naczyniowej pozostają niejasne, a wiele konkurencyjnych teorii jest w trakcie badania11. Wśród nich badania koncentrowały się na roli komórek zapalnych i macierzystych. Breuer i wsp. posadzili monocyty pochodzące z ludzkiego szpiku kostnego (hBMC) na przeszczepach naczyniowych i odkryli, że wysiewane komórki rekrutują komórki gospodarza do ściany przeszczepu poprzez uwalnianie białka chemoatraktantu monocytów-1 (MCP-1), promując w ten sposób regenerację tkanki naczyniowej12. W tym badaniu zaproponowano skuteczną metodę wysiewu komórek adsorpcji perfuzyjnej, którą z powodzeniem zastosowano do wysiewu makrofagów na przeszczepy naczyniowe o małej średnicy z polikaprolaktonu (PCL). Po implantacji komórki te wykazywały trwałą żywotność.
Ten artykuł szczegółowo opisuje metodologię przygotowania przeszczepów naczyniowych metodą inżynierii tkankowej oraz procedury implantacji tętnicy szyjnej u myszy przy użyciu techniki mankietowej. Proces rozpoczyna się od wytworzenia przeszczepów naczyniowych PCL o małej średnicy o określonych parametrach za pomocą wirowania elektrostatycznego. Następnie przeszczepy uznane za nadające się do implantacji poddawane są testom mechanicznym. Makrofagi są następnie wysiewane na przeszczepy naczyniowe metodą adsorpcji perfuzyjnej. Na koniec przeszczepy naczyniowe wysiane makrofagami są wszczepiane do tętnicy szyjnej myszy za pomocą techniki mankietowej, a drożność i właściwości regeneracyjne są analizowane po miesiącu implantacji in vivo.
Ta technika ma potencjał do zwiększenia skuteczności i skuteczności przeszczepów naczyniowych w modelach mysich. Co więcej, model może być wykorzystany do zbadania mechanizmów leżących u podstaw źródeł komórkowych, kluczowych genów i aktywnych czynników w regeneracji naczyń krwionośnych, zapewniając teoretyczne i metodologiczne wsparcie dla funkcjonalnej modyfikacji i rozwoju nowych przeszczepów naczyniowych o małej średnicy.