Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной заболеваемости и смертности во всем мире1. Следовательно, необходимы исследования в этой области. Несмотря на некоторые споры, особенно если все сделано неправильно, использование животных в исследовательских и дрессировочных целях остается обязательным этапом трансляционных исследований. Модели мелких животных внесли значительный вклад в разгадку клеточных и молекулярных механизмов ССЗ, но экстраполяция на клинический сценарий затруднена из-за заметных различий в сердечно-сосудистой системе с человеческими 2,3. Следовательно, большое значение имеют модели крупных животных, так как они ближе к человеку по размеру, а также по анатомическим и физиологическим особенностям 3,4.
В то время как экспериментальные модели не могут полностью напоминать клиническое состояние, эта коллекция методов призвана помочь исследователям выбрать крупную животную модель, которая наилучшим образом представляет исследуемое заболевание, чтобы позволить исследователям тестировать новые процедуры и устройства в системах, которые воссоздают анатомию человека, уделяя при этом приоритетное внимание благополучию животных. Эти животные модели также призваны помочь медицинским работникам изучать и практиковать сложные процедуры в человекоподобных системах с использованием клинического оборудования и хирургическихметодов.
Цереброваскулярные заболевания включают в себя ряд состояний, включая внутричерепные аневризмы (ИА), которые представляют собой высокий уровень смертности в случае разрыва. Разработка новых инструментов или терапевтических стратегий для ведения ИА должна быть изучена в доклинических условиях, прежде чем можно будет выполнить перевод в клинический сценарий. Blanco-Blázquez et al. описывают две хирургически созданные модели аневризмы свиней, которые демонстрируют обнадеживающие результаты в области исследований неразорвавшихся аневризм и обучения методам нейрорадиологии5. Хотя описанные модели не полностью воспроизводят физиопатологические обстоятельства, участвующие в развитии аневризм с точки зрения гемодинамики, они оказались эквивалентными состоянию, наблюдаемому у человека. Соответственно, для медицинских работников было целесообразно практиковать различные эндоваскулярные процедуры, а также для исследователей было полезно изучать новыетерапевтические возможности.
Хотя современные методы лечения инфаркта миокарда (ИМ) могут снизить раннюю смертность, у значительной части пациентов развивается прогрессирующая сердечная недостаточность. Martínez-Falguera et al. описывают модель ИМ, полученную путем постоянного развертывания спирали у свиней, которая может быть полезна при изучении новых терапевтических возможностей6. Описанный метод доказал свою осуществимость и высокую воспроизводимость. Это позволяет избежать необходимости проведения процедур на открытом сердце и сопутствующей воспалительной реакции, которая возникает после операции. Важным преимуществом является то, что эта модель воспроизводит патогенез нереваскуляризованного ИМ, обнаруженного у человека, и подходит для моделей ИМ в их острой, подострой и даже хронической фазе, в зависимости от продолжительности наблюдения в данном исследовании6.
При изучении ИМ или других сердечных заболеваний посмертное исследование сердца является сложным и может быть связано с несколькими ошибками, связанными с подходом или интерпретацией. По этой причине стандартизированные протоколы валового исследования и сбора образцов имеют решающее значение для обеспечения сопоставимости, воспроизводимости и успеха экспериментальных исследований ССЗ, проводимых на крупных животных моделях. Константин и Тэбаран демонстрируют два стандартных протокола общего исследования (методы притока-оттока и четырехкамерного препарирования), указывая на методы общего исследования и места отбора проб, обычно используемые для гистопатологического анализа, которые могут быть адаптированы к любому виду7. Представленный протокол может служить руководством для кардиодиссекции, которая может быть легко использована в исследованиях, требующих исчерпывающего обследования сердца7.
Транскатетерная замена легочного клапана все чаще встречается у пациентов с врожденным пороком сердца, приобретенной дисфункцией выходного тракта правого желудочка или биопротеза клапана. Несмотря на то, что ранние и поздние результаты клинического сценария являются удовлетворительными, существуют многочисленные клинические проблемы, которые необходимо учитывать при трудоустройстве на протяжении всей жизни, особенно у молодых людей. Исследование, представленное Hao et al., показывает осуществимость и долгосрочную безопасность недавно разработанного легочного клапана8. Авторы используют перикард для создания аутологичного легочного клапана, который затем имплантируется в нативное место легочного клапана с помощью саморасширяющегося нитинолового стента путем катетеризации яремной вены в модели овцы. Несмотря на то, что исследование имеет определенные ограничения, такие как размер используемой выборки, оно представляет собой значительный шаг вперед для безопасного и эффективного внедрения в предстоящие доклинические испытания, а также для переноса в клинические условия.
Фибрилляция предсердий (ФП) является наиболее обширной сердечной аритмией, связанной со структурной миопатией предсердий, определяемой как структурное ремоделирование предсердий. Открытие новых подходов к лечению требует разработки воспроизводимых моделей миопатии предсердий на крупных животных. Большинство доступных в настоящее время моделей основаны на тахипакинге предсердий, который воспроизводит нарушения проводимости, но при отсутствии структурных изменений, которые обычно предшествуют электрическим изменениям. Чтобы удовлетворить это требование, Tubeeckx et al. описывают клинически значимую модель предсердной миопатии свиней, вызванной стерильным перикардитом, демонстрируя индуцируемость ФП, а также быстрое развитие воспаления и фиброза. Представляя ранее описанные особенности, эта крупная животная модель может помочь в изучении новых стратегий лечения миопатии предсердий и ФП9.
В последние годы мы стали свидетелями впечатляющих успехов в лечении ССЗ, что позволило получить механистическое понимание и использовать новые терапевтические подходы. В то время как количествоживотных, используемых в исследовательских и тренировочных целях, должно быть уменьшено в соответствии с текущими этическими соображениями, а исследования с использованием животных должны быть оптимизированы с учетом благополучия животных, экспериментальные животные не могут быть полностью заменены другими системами. Модели крупных животных останутся лучшим инструментом для углубления понимания механизмов развития сердечно-сосудистых заболеваний человека11, поскольку использование человекоподобных условий увеличивает шансы на то, что результаты лабораторных исследований будут использованы для эффективного лечения4. Платформа, представляющая сложные биологические взаимодействия, присутствующие при клинических заболеваниях, является необходимым условием для дальнейшего углубления понимания этих широко распространенных состояний. Таким образом, крупные животные модели, описанные в этой коллекции методов, могут помочь преодолеть разрыв между скамьей и постели больного, внося свой вклад в изучение патогенеза заболевания и представляя собой важные инструменты для разработки диагностических методов и терапевтических стратегий. Эта обширная коллекция методов варьируется от цереброваскулярных заболеваний до структурных, ритмических и ишемических болезней сердца, вплоть до важнейших методов отбора проб, необходимых для получения значимых результатов. Кроме того, эти модели позволяют врачам отрабатывать сложные процедуры в системах, близких к анатомии человека, и улучшают клинические подходы к нескольким ССЗ.