Un protocolo de trasplante de corazón heterotópico porcino para la administración de terapias a un aloinjerto cardíaco
Summary
Presentamos un protocolo para la utilización de un sistema de perfusión sanguínea normotérmica ex vivo para la administración de terapias a un aloinjerto cardíaco completo en un modelo de trasplante de corazón heterotópico porcino.
Abstract
El trasplante cardíaco es el tratamiento estándar de oro para la insuficiencia cardíaca en etapa terminal. Sin embargo, sigue estando limitado por el número de corazones de donantes disponibles y complicaciones como la disfunción primaria del injerto y el rechazo del injerto. El reciente uso clínico de un dispositivo de perfusión ex vivo en el trasplante cardíaco presenta una oportunidad única para tratar los aloinjertos cardíacos con intervenciones terapéuticas para mejorar la función y evitar respuestas perjudiciales del receptor. El establecimiento de un modelo traslacional de animales grandes para la administración terapéutica a todo el aloinjerto es esencial para probar nuevos enfoques terapéuticos en el trasplante cardíaco. El modelo de trasplante cardíaco heterotópico porcino en posición intraabdominal sirve como un excelente modelo para evaluar los efectos de las intervenciones novedosas y la inmunopatología del rechazo del injerto. Este modelo también ofrece supervivencia a largo plazo para el cerdo, dado que el injerto no es necesario para mantener la circulación del receptor. El objetivo de este protocolo es proporcionar un enfoque reproducible y robusto para lograr la administración ex vivo de una terapia a todo el aloinjerto cardíaco antes del trasplante y proporcionar detalles técnicos para realizar un trasplante heterotópico de supervivencia del corazón perfundido ex vivo .
Introduction
La insuficiencia cardíaca es una afección que afecta a un estimado de 6 millones de adultos en los Estados Unidos y se proyecta que aumentará a 8 millones de adultos para el año 20301. El trasplante cardíaco es el tratamiento estándar de oro para la insuficiencia cardíaca en etapa terminal. Sin embargo, no está exento de limitaciones y complicaciones. Sigue estando limitado por el número de corazones de donantes disponibles, la disfunción primaria del injerto, el rechazo del corazón y los efectos secundarios de la inmunosupresión a largo plazo2. Estas limitaciones son particularmente importantes en los receptores jóvenes que pueden experimentar fracaso del aloinjerto y requieren un nuevo trasplante posterior para lograr una esperanza de vida normal.
Una intervención ideal para superar estas limitaciones trataría los aloinjertos cardíacos completos con terapias previas a la implantación en el receptor que pueden mejorar la viabilidad del aloinjerto y conferir “cardioprotección”. Tales intervenciones se administrarían profilácticamente para minimizar la incidencia de insultos isquémicos, rechazo de aloinjertos, vasculopatía de aloinjerto cardíaco e incluso reparar aloinjertos marginales. Los estudios traslacionales para desarrollar este tipo de intervenciones requieren un modelo de trasplante cardíaco en animales grandes para permitir la vigilancia a largo plazo del injerto cardíaco. El modelo de trasplante cardíaco heterotópico porcino en posición intraabdominal ha demostrado ser ideal para este propósito. El trasplante de corazón en esta posición permite probar los efectos de las nuevas terapias y evaluar la inmunopatología del rechazo del injerto. Además, el modelo heterotópico es ventajoso sobre el modelo ortotópico debido a una mejor supervivencia general del receptor, sin necesidad de bypass cardiopulmonar y sin requisito del injerto para mantener la circulación del receptor3.
La administración efectiva de intervenciones terapéuticas al corazón, como la terapia génica, celular o inmunoterapia, es una barrera significativa para la aplicación clínica 4,5. La tecnología introducida por los dispositivos de perfusión ex vivo permite perfundir continuamente los injertos, manteniéndolos en un estado no funcional pero metabólicamente activo 6,7,8,9. Esto ofrece una oportunidad única para tratar todo un corazón con terapias avanzadas al tiempo que minimiza los posibles efectos secundarios de la administración sistémica 10,11,12,13. Otra ventaja de utilizar dispositivos de perfusión ex vivo para la administración terapéutica es que permiten la administración de medicamentos a la circulación coronaria durante períodos prolongados que no son factibles utilizando los métodos tradicionales de almacenamiento estático en frío. Esto permite una entrega más global de la terapéutica al injerto14. Usando el protocolo presentado aquí, entregamos con éxito el gen luciferasa de la luciérnaga a un injerto cardíaco porcino completo utilizando vectores adenovirales15. El objetivo de este protocolo es proporcionar un enfoque reproducible y robusto para lograr la administración de una terapia a todo el aloinjerto cardíaco antes del trasplante.
Protocol
Representative Results
Discussion
La administración de terapias durante la perfusión ex vivo en el trasplante cardíaco ofrece una estrategia para modificar el aloinjerto y mejorar potencialmente los resultados del trasplante. El protocolo presentado aquí incorpora el almacenamiento de perfusión sanguínea normotérmica ex vivo de última generación y ofrece un potencial prometedor para probar la administración aislada de células, genes o inmunoterapias al aloinjerto 11,12,13.<…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría agradecer a Duke Large Animal Surgical Core y Duke Perfusion Services por su asistencia durante estos procedimientos. También nos gustaría agradecer a Paul Lezberg y TransMedics, Inc. por su apoyo.
Materials
| 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 |
Referências
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