Трансплантация сердца — это спасающее жизнь вмешательство для пациентов с терминальной стадиейсердечной недостаточности 1. Реципиентам с сердечными аллотрансплантатами требуется пожизненная иммуносупрессивная терапия для предотвращенияотторжения 2. Несмотря на иммуносупрессию, долгосрочная выживаемость трансплантата остаётся нарушенной острым и хроническим отторжением, особенно антитело-опосредованным отторжением (AMR) и кардиологической аллотрансплантальной васкулопатией (CAV)3. Кроме того, эти схемы имеют значительные побочные эффекты, включая нефротоксичность, метаболический синдром, инфекции и злокачественные опухоли, которые снижают как трансплантат, так и выживаемостьпациентов 2,4. Эти трудности подчёркивают острую необходимость иммунной толерантности — состояния, при котором иммунная система реципиента принимает донорский трансплантат без необходимости пожизненнойиммуносупрессии 5. Достижение толерантности позволит устранить токсичность, связанную с лекарствами, снизить риск инфекций и злокачественных заболеваний, предотвратить хроническое аллоиммунное повреждение и позволит отмену стероидов, тем самым улучшая метаболический контроль и сохраняя функцию трансплантата. Хотя многократные стратегии толерантности показали перспективы на животных моделях, включая смешанный химеризм, костимуляторную блокаду, регуляторные клеточные инфузии и генно-таргетированные подходы, клиническая трансляция остаётсяограниченной 6,7,8,9. Значительным препятствием является необходимость надёжных моделей in vivo, которые тщательно проверяют донорскуютолерантность 5.
Гетеротопическая трансплантация сердца мышей — мощная и широко используемая экспериментальная модель для изучения механизмов отторжения и толерантностиаллотрансплантата 10,11,12,13,14. Наличие генетически определённых штаммов мышей и трансгенных моделей позволяет тщательно анализировать иммунные пути, участвующие в повреждении трансплантата и регулировании 9,15,16. В исследованиях толерантности для оценки донорской специфичности иммунной регуляции часто требуется вторая гетеротопическая трансплантация сердца, как донорская, так и третья сторона. Шейная область обеспечивает идеальный анатомический участок для второй трансплантации, обеспечивая прямой хирургический доступ, надёжный мониторинг трансплантата с помощью пальпации или визуализации, а также эффективное извлечение тканей для иммунологических и гистологических анализов 8,19. Эти особенности делают шейную модель особенно ценной для изучения механизмов индукции и отторжения толерантности в широком спектре условий трансплантации.
За последние три десятилетия было описано несколько методов гетеротопической трансплантации сердца шейки матки с использованием швов. Ранние исследования показали, что шея является возможным местом для имплантации трансплантата и прямого функционального мониторинга с использованием швных анастомозов от конца до конца между сосудами донора и сонной и яремной системойреципиента 20. Другие группы сообщали о конфигурации без манжет рукавов как альтернативный способ закрепления донорской легочной артерии или аорты к шейнойсосудистой 21. Была предложена новая модель шейного шва на основе конечных швов для сохранения естественной непрерывности сонной артерии и более точного приближения геометрии стандартного брюшного анастомоза от конца кбоку 22. Вместе эти подходы подчёркивают универсальность шейного участка и иллюстрируют необходимые компромиссы между технической сложностью, гемодинамикой и количеством чужереродных веществ на анастомотической границе.
Одним из широко применяемых сосудистых анастомостических методов при трансплантации шейного сердца у мышей является метод внутрилюминальной манжеты 23,24,25,26. Шейные методы на основе манжет вводят внутрилюминальные стенты для упрощения микроваскулярных анастомозов и повышения технической успешности, особенно для менее опытныхмикрохирургов 24,25,26. Хотя методы на основе манжет упрощают техническую задачу соединения сосудов, эта техника вводит инородные вещества в анестомотическое место. Наличие полимеров может способствовать перианастомотическому воспалению, изменять местную гемодинамику и потенциально запутать иммунныеанализы 27,28. Кроме того, сужение сосудов реципиента, будь то генетически модифицированные штаммы мышей, иммуносупрессивное лечение, запущенный возраст реципиента или хронические экспериментальные состояния, может сделать установку манжет технически сложной в сосудах малогокалибра 29.
Чтобы устранить эти ограничения, мы разработали полностью без манжет и основанную на швах методику трансплантации гетеротопического сердца шейного отдела. В этой конфигурации сонная артерия реципиента анастомозируется от конца до конца восходящей аорты донора, а наружная яремная вена реципиента анастомозируется от конца до конца к легочному стволу донора, обеспечивая прямой вход и выход для коронарной перфузии (рисунок 1A). Минимизируя использование внутрилюминального синтетического материала, этот подход избегает прямого контакта полимера с кровью в анастомотическом участке и концептуально привлекателен для исследований, сосредоточенных на локальных иммунных и воспалительных реакциях. Метод включает тщательную подготовку сосудов донора и реципиента, а также микроанастомозов сонной артерии и наружной яремной вены. Кроме того, проводятся интраоперационная оценка прозрачности и послеоперационный мониторинг. На практике эта модель шейного отдела без манжет применяется, когда требуется вторичный кардиологический трансплантат для проверки донорско-специфической толерантности после абдоминального трансплантата с долгосрочной выживаемостью, особенно у трансгенных или иммуносупрессированных мышей с сосудами малого калибра. Однако эта техника также требует продвинутых микрохирургических знаний и доступа к операционному микроскопу; Дополнительные ограничения, связанные с перевязкой сонной артерии и выбором реципиента, обсуждаются ниже. Обеспечивая воспроизводимую платформу, эта техника повышает как надёжность моделей вторичной трансплантации, так и поддерживает механистические исследования донорско-специфической толерантности в мышиных системах. Этот протокол использует анастомозы от конца до конца, соединяя сонную артерию реципиента с восходящей аортой донора, а наружную яремную вену реципиента — с легочным стволом донора, обеспечивая устойчивую коронарную перфузию трансплантата (рисунок 1B). Анастомозы от конца до конца создают простой паттерн притока и выхода, который надежно поддерживает коронарную перфузию в этой модели.