Nous présentons un protocole pour l’utilisation d’un système de perfusion sanguin ex vivo normotherme pour l’administration de produits thérapeutiques à une allogreffe cardiaque entière dans un modèle de transplantation cardiaque hétérotopique porcine.
La transplantation cardiaque est le traitement de référence pour l’insuffisance cardiaque terminale. Cependant, il reste limité par le nombre de cœurs de donneurs disponibles et les complications telles que le dysfonctionnement primaire du greffon et le rejet du greffon. L’utilisation clinique récente d’un dispositif de perfusion ex vivo dans la transplantation cardiaque introduit une occasion unique de traiter les allogreffes cardiaques avec des interventions thérapeutiques pour améliorer la fonction et éviter les réponses délétères du receveur. L’établissement d’un modèle translationnel de gros animaux pour l’administration thérapeutique à l’ensemble de l’allogreffe est essentiel pour tester de nouvelles approches thérapeutiques en transplantation cardiaque. Le modèle de transplantation cardiaque hétérotopique porcine en position intraabdominale constitue un excellent modèle pour évaluer les effets de nouvelles interventions et l’immunopathologie du rejet du greffon. Ce modèle offre en outre une survie à long terme pour le porc, étant donné que le greffon n’est pas nécessaire pour maintenir la circulation du receveur. L’objectif de ce protocole est de fournir une approche reproductible et robuste pour obtenir l’administration ex vivo d’un traitement à l’ensemble de l’allogreffe cardiaque avant la transplantation et de fournir des détails techniques pour effectuer une greffe hétérotopique de survie du cœur perfusé ex vivo .
L’insuffisance cardiaque est une maladie qui touche environ 6 millions d’adultes aux États-Unis et devrait atteindre 8 millions d’adultes d’ici 20301. La transplantation cardiaque est le traitement de référence pour l’insuffisance cardiaque en phase terminale. Cependant, il n’est pas sans limites et complications. Il reste limité par le nombre de cœurs de donneurs disponibles, le dysfonctionnement primaire du greffon, le rejet du cœur et les effets secondaires de l’immunosuppression à long terme2. Ces limitations sont particulièrement importantes chez les jeunes receveurs qui peuvent subir un échec de l’allogreffe et nécessiter une regreffe ultérieure pour atteindre une espérance de vie normale.
Une intervention idéale pour surmonter ces limitations consisterait à traiter des allogreffes cardiaques entières avec des traitements avant l’implantation chez le receveur qui peuvent améliorer la viabilité de l’allogreffe et conférer une « cardioprotection ». De telles interventions seraient administrées à titre prophylactique pour minimiser l’incidence des insultes ischémiques, le rejet de l’allogreffe, la vasculopathie par allogreffe cardiaque et même la réparation des allogreffes marginales. Les études translationnelles pour développer ces types d’interventions nécessitent un modèle de transplantation cardiaque de gros animaux pour permettre la surveillance à long terme du greffon cardiaque. Le modèle de transplantation cardiaque hétérotopique porcine en position intraabdominale s’est avéré idéal à cette fin. La transplantation cardiaque dans cette position permet de tester les effets de nouvelles thérapies et d’évaluer l’immunopathologie du rejet du greffon. De plus, le modèle hétérotopique est avantageux par rapport au modèle orthotopique en raison d’une meilleure survie globale du receveur, de l’absence de pontage cardiopulmonaire et de l’absence d’exigence du greffon pour maintenir la circulation du receveur3.
L’administration efficace d’interventions thérapeutiques au cœur, telles que des gènes, des cellules ou une immunothérapie, constitue un obstacle important à l’application clinique 4,5. La technologie introduite par les dispositifs de perfusion ex vivo permet aux greffons d’être perfusés en permanence, en les maintenant dans un état non fonctionnel mais métaboliquement actif 6,7,8,9. Cela offre une occasion unique de traiter un cœur entier avec des thérapies avancées tout en minimisant les effets secondaires potentiels de l’administration systémique 10,11,12,13. Un autre avantage de l’utilisation de dispositifs de perfusion ex vivo pour l’administration thérapeutique est qu’ils permettent l’administration de médicaments à la circulation coronaire sur de longues périodes qui ne sont pas réalisables en utilisant les méthodes traditionnelles de stockage statique à froid. Cela permet une livraison plus globale des traitements au greffon14. En utilisant le protocole présenté ici, nous avons livré avec succès le gène de la luciole luciférase à un greffon cardiaque porcin entier en utilisant des vecteurs adénoviraux15. L’objectif de ce protocole est de fournir une approche reproductible et robuste pour obtenir l’administration d’un traitement à l’ensemble de l’allogreffe cardiaque avant la transplantation.
L’administration de traitements pendant la perfusion ex vivo en transplantation cardiaque offre une stratégie pour modifier l’allogreffe et potentiellement améliorer les résultats de la transplantation. Le protocole présenté ici intègre le stockage de perfusion sanguin ex vivo normotherme de pointe et offre un potentiel prometteur pour tester l’administration isolée de cellules, de gènes ou d’immunothérapies à l’allogreffe 11,12,13.<sup class="xref"…
The authors have nothing to disclose.
Nous tenons à remercier Duke Large Animal Surgical Core et Duke Perfusion Services pour leur aide au cours de ces procédures. Nous tenons également à remercier Paul Lezberg et TransMedics, Inc. pour leur soutien.
0 Looped Maxon suture | Covidien | GMM-341L | Used to close fascia of the laparotomy incision |
0 Silk ties | Medtronic, Inc | S346 | |
18 G Angiocath | BD | 381144 | Used to de-air the left ventricle of the donor heart after implantation |
20 Fr LV vent | Medtronic, Inc | 12002 | |
2-0 Silk sutures | Ethicon, Inc. | SA11G | |
2-0 Silk ties | Ethicon, Inc. | SA65H | |
2-0 Vicryl suture | Ethicon, Inc. | J259H | |
24 Fr venous cannula | Medtronic, Inc | 68124 | |
3-0 Prolene sutures | Ethicon, Inc. | 8522 | |
4-0 Monocryl suture | Ethicon, Inc. | Y469G | |
4-0 Prolene sutures | Ethicon, Inc. | 8521 | |
Animal hair cutting clipper | Wahl | 8786-452 | |
Aortic clamp | V. Mueller | CH6201 | |
Army Navy retractor | V. Mueller | SU3660 | |
ATF 40, Cell saver disposable set | Fresenius Kabi | 9108494 | Cell saver device insert |
Balfour retractor | V. Mueller | SU3042 | Used as an abdominal wall retractor |
C.A.T.S cell saver | Fresenius Kabi | ES0019 | Cell saver device used to wash donor blood |
Cardiac defibrillator | Zoll | M Series | Cardiac defibrillator |
Castro needle holder | V. Mueller | CH8589 | |
CG4 iStat cartridges | Abbott | 03P85-25 | POC testing |
CG8 iStat cartridges | Abbott | 03P88-25 | POC testing |
DeBakey forceps | V. Mueller | CH5902 | |
Electrocautery disposable pencil | Covidien | E2450H | |
Gerald forceps | V. Mueller | NL1451 | |
Hemotherm 400CE Dual Reservoir Cooler/Heater | Cincinnati Sub-Zero | 86022 | Heater cooler used to regulate perfusion temperature on the ex vivo perfusion device |
iSTAT 1 | Abbott | 04P75-03 | POC testing device |
Kocher clamp | V. Mueller | SU2790 | |
Large clip applier | Sklar | 50-4300 | |
Large clips | Teleflex | 4200 | |
Large soft pledgets | Covidien | 8886867901 | |
Medium clip applier | Sklar | 50-4335 | |
Medium clips | Teleflex | 2200 | |
Metzenbaum scissor | V. Mueller | CH2006-001 | |
No. 10 scalpel blade | Swann-Mortan | 301 | Used for skin incision |
No. 11 scalpel blade | Kiato Plus | 18111 | Used for vascular incision |
OCS device with base | TransMedics, Inc. | Ex vivo perfusion device | |
OCS disposable | TransMedics, Inc. | Ex vivo perfusion device insert with perfusion kits | |
Pacing cable | Remington Medical | FL-601-97 | |
Pediatric cardioplegia catheter (4Fr) | Medtronic, Inc | 10218 | Used to deliver cardioplegia to the donor aortic root |
Pediatric Foley catheter | Teleflex | RSH170003080 | Placed pre-op to decompress the recipient's bladder |
Potts scissors | V. Mueller | CH13038 | |
Pressure bag x2 (1,000 mL) | Novaplus | V4010H | Used to deliver cardioplegia at a set pressure |
Satinsky clamp | V. Mueller | CH7305 | Vascular clamp used for creating anastomoses between donor heart and recipient vessels |
Scissors | Felco | FELCO 200A-50 | Used to perform sternotomy |
Small hard pledgets | Covidien | 8886867701 | |
Sternal retractor | V. Mueller | CH6950-007 | |
Temporary cardiac pacing wires | Ethicon, Inc. | TPW32 | |
Temporary dual chamber pacemaker | Medtronic, Inc | 5388 | Cardiac pacing device |
Tourniquet kit | Medtronic, Inc | 79005 | Rummel tourniquets |
Umbilical tape | Covidien | 8886861903 | |
Vessel loops | Covidien | 31145686 |