Un modèle de rongeur de l’opération de Ross: implantation d’une greffe d’artère pulmonaire syngénique dans une position systémique
Summary
Nous montrons comment établir un modèle murin d’implantation de racine pulmonaire dans l’aorte descendante pour simuler la procédure de Ross. Ce modèle permet l’évaluation à moyen/long terme du remodelage de l’autogreffe pulmonaire dans une position systémique, représentant la base du développement de stratégies thérapeutiques pour favoriser son adaptation.
Abstract
L’opération de Ross pour la maladie valvulaire aortique a retrouvé un nouvel intérêt en raison de ses résultats exceptionnels à long terme. Néanmoins, lorsqu’il est utilisé comme remplacement racinaire autoportant, la dilatation possible de l’autogreffe pulmonaire et la régurgitation aortique ultérieure sont décrites. Plusieurs modèles animaux ont été proposés. Cependant, ceux-ci sont généralement limités à des modèles ex-vivo ou à des expériences in vivo avec de grands modèles animaux relativement coûteux. Dans cette étude, nous avons cherché à établir un modèle rongeur d’implantation de greffe d’artère pulmonaire (PAG) dans une position systémique. Au total, 39 rats Lewis adultes ont été inclus. Immédiatement après l’euthanasie, la racine pulmonaire a été prélevée sur un animal donneur (n = 17). Les rats receveurs syngéniques (n = 17) et opérés par simulacre (n = 5) ont été sédatifs et ventilés. Dans le groupe receveur, le PAG a été implanté avec une anastomose de bout en bout en position aortique abdominale infra-rénale. Les rats opérés par simulacre n’ont subi que la transsection et la réanastomose de l’aorte. Les animaux ont été suivis par des études échographiques en série pendant deux mois et une analyse histologique post-mortem. Le diamètre médian du PAG en position native était de 3,20 mm (IQR = 3,18-3,23). Au suivi, le diamètre médian du PAG était de 4,03 mm (IQR = 3,74-4,13) à 1 semaine, de 4,07 mm (IQR = 3,80-4,28) à 1 mois et de 4,27 mm (IQR = 3,90-4,35) à 2 mois (p<0,01). La vitesse systolique maximale était de 220,07 mm/s (IQR = 210,43-246,41) à 1 semaine, de 430,88 mm/s (IQR = 375,28-495,56) à 1 mois et de 373,68 mm/s (IQR = 305,78-429,81) à 2 mois (p = 0,02) et ne différait pas du groupe simulé à la fin de l’expérience (p = 0,5). L’analyse histologique n’a montré aucun signe de thrombose endothéliale. Cette étude a montré que les modèles de rongeurs peuvent permettre d’évaluer l’adaptation à long terme de la racine pulmonaire à un système à haute pression. Une implantation de PAG syngénique placée de manière systémique représente une plate-forme simple et réalisable pour le développement et l’évaluation de nouvelles techniques chirurgicales et thérapies médicamenteuses afin d’améliorer encore les résultats de l’opération de Ross.
Introduction
La sténose valvulaire aortique congénitale est un sous-groupe de cardiopathie congénitale caractérisée par une obstruction du tractus ventriculaire gauche dans lequel la lésion est située au niveau valvulaire. La malformation affecte environ 0,04-0,38 pour 1000 naissances vivantes1.
Les options disponibles pour la correction sont nombreuses, chacune avec ses propres avantages et inconvénients. Pour les patients aptes à une correction biventriculaire2, l’approche peut viser la réparation valvulotomie (valvulotomie percutanée ou chirurgicale) ou son remplacement3. Ce dernier est préféré lorsque la valve aortique est considérée comme irrécupérable; cependant, les options disponibles sont limitées pour les patients pédiatriques. En effet, les valves bioprothétiques ne sont pas indiquées pour le remplacement aortique dans la population jeune en raison de leur calcification précoce4. D’autre part, la dégénérescence des valves mécaniques est considérablement plus lente, mais celles-ci nécessitent un traitement anticoagulant à vie5. De plus, la limitation majeure de ces prothèses est représentée par le manque de potentiel de croissance, ce qui prédispose les patients à des réinterventions supplémentaires.
Une option thérapeutique intéressante dans la population pédiatrique est le transfert de l’autogreffe pulmonaire à la position aortique appelée « opération de Ross ». Dans ce cas, la valve pulmonaire est alors remplacée par une homogreffe (Figure 1)6. Cette procédure peut éventuellement représenter le meilleur choix chirurgical pour les enfants car l’autogreffe pulmonaire préserve son potentiel de croissance et ne comporte pas les risques d’un traitement anticoagulant à vie. En outre, la procédure Ross peut être d’une grande valeur également chez les jeunes adultes pour éviter une valve mécanique ou biologique, ayant le potentiel de devenir la meilleure solution chirurgicale.
Les résultats après remplacement valvulaire aortique par autogreffe pulmonaire sont excellents, avec une survie supérieure à 98 % et de bons résultats à long terme7. Des études de littérature font état de 93 % et 90 % d’absence de remplacement de l’homogregreffe pulmonaire à 4 et 12 ans, respectivement8.
La principale limitation de cette procédure est la tendance de l’autogreffe à se dilater à long terme, en particulier lorsqu’elle est utilisée comme remplacement de racine autoportante. Cela peut provoquer une incompétence valvulaire qui peut nécessiter une réintervention. En effet, l’étude de suivi la plus longue réalisée jusqu’à présent fait état d’une absence de réopération pour le remplacement de l’autogreffe de 88% à 10 ans et de 75% à 20 ans9.
La possibilité de recréer une opération de Ross dans un cadre expérimental représente une condition préalable fondamentale pour étudier le mécanisme sous-jacent de l’adaptation de l’autogreffe pulmonaire aux pressions systémiques. Plusieurs modèles ont été proposés dans le passé. Cependant, ceux-ci sont généralement limités à des expériences ex-vivo ou à des modèles animaux in vivo avec de gros animaux relativement coûteux. Dans cette étude, nous avons cherché à établir un modèle de rongeur d’implantation de greffe d’artère pulmonaire (PAG) dans une position systémique, en tant que racine autoportante.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le remplacement de la valve aortique par la racine pulmonaire autologue (opération de Ross) représente une option attrayante pour la réparation de la sténose de la valve aortique congénitale en raison du profil favorable et de la croissance potentielle de l’autogreffe10. La principale limitation de cette procédure est la dilatation potentielle de la néo-valve aortique, qui prédispose au développement d’une régurgitation à long terme. La possibilité de caractériser les modification…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
L’étude a été financée par le budget intégré pour la recherche interministérielle (BIRD) 2019.
Materials
| 0.9% Sodium Chloride | Monico SpA | AIC 030805105 | Two bottles of 100 mL. The cold one (4°C) for flushing the harvesting organ; the warm one (39°C) for moistening, and rehydration of the recipient |
| 7.5% Povidone-Iodine | B Braun | AIC 032151211 | |
| Barraquer | Aesculap | FD 232R | Straight micro needle holder for the vascular anastomoses |
| Castroviejo needle holder | Not available | J 4065 | To close the animal |
| Clip applying forceps | Rudolf Medical | RU 3994-05 | For clip application |
| Cotton swabs | Johnson & Johnson Medical SpA | N/A | Supermarket product. Sterilized |
| Curved micro jeweller forceps | Rudolf Medical | RU 4240-06 | Used to pass sutures underneath the vases. |
| Depilatory cream | RB healthcare | N/A | Supermarket product |
| Electrocautery machine | LED SpA | Surton 200 | |
| Fine scissors | Rudolf Medical | RU 2422-11 | For opening the abdomen (recipient) |
| Fine-tip curved Vannas micro scissors | Aesculap | OC 497R | Only for preparing the pulmonary root, cut the lumbar vases and the 10/0 Prolene |
| Fluovac Isoflurane/Halotane Scavanger unit | Harvard Apparatus Ltd | K 017041 | Complete of anesthesia machine, anesthesia tubing, induction chamber and scavenger unit with absorbable filter |
| Gentamycin | MSD Italia Srl | AIC 020891014 | Antibiotic. Single dose, 5 mg/kg intramuscular, administered during surgery |
| Heparin | Pharmatex Italia Srl | AIC 034692044 | 500 IU into the recipient abdominal vena cava |
| I.V. Catheter | Smiths Medical Ltd | 4036 | 20G |
| Insulin Syringe, 1 mL | Fisher Scientific | 14-841-33 | To inject heparin in the harvesting animal and to flush the sectioned aorta in the recipient |
| Jeweler bipolar forceps | GIMA SpA | 30665 | 0.25 mm tip. For electrocautery of very small vases |
| Lewis rats (LEW/HanHsd) | Envigo RMS SRL, San Pietro al Natisone, Udine, Italy | 86104M | Male or female, weighing 200-250 g (pulmonary root harvesting animals) and 320-400 g (recipients) |
| Micro-Mosquito | Rudolf Medical | RU 3121-10 | In number of four, with tips covered with silicon tubing. To keep in traction the Prolene suture during anastomosis |
| Operating microscope | Leica Microsystems | M 400-E | Used with 6x, 10x and 16x in-procedure interchangeable magnifications |
| Perma-Hand silk 2-0 | Johnson & Johnson Medical SpA | C026D | To lift the aorta |
| Petrolatum ophthalmic ointment | Dechra | NDC 17033-211-38 | |
| Prolene 10-0 | Johnson & Johnson Medical SpA | W2790 | Very fine non-absorbable suture, with a BV75-3 round bodied needle, for the vascular anastomoses |
| Retractors | Not any | N/A | Two home-made retractors |
| Ring tip micro forceps | Rudolf Medical | RU 4079-14 | For delicate manipulation |
| Sevoflurane | AbbVie Srl | AIC 031841036 | Mixed with oxygen, for inhalatory anesthesia |
| Spring type micro scissors | Rudolf Medical | RU 2380-14 | Straight; 14 cm long |
| Standard aneurysm clips | Rudolf Medical | RU 3980-12 | Two clips (7.5 mm; 180 g; 1.77 N) to close the aorta |
| Sterile gauze of non-woven fabric material | Luigi Salvadori SpA | 26161V | 7.5×7.5 cm, four layers |
| Straight Doyen scissors | Rudolf Medical | RU/1428-16 | For use to the donor |
| Straight micro jeweller forceps | Rudolf Medical | RU 4240-04 | 10.5 cm long. Used throughout the anastomosis |
| Syringes | Artsana SpA | N/A | 20 mL (for the harvesting animal) and 5 mL (for the recipient). For saline flushing and dipping |
| TiCron 4-0 | Covidien | CV-331 | For closing muscles and skin |
| Tissue forceps V. Mueller | McKesson | CH 6950-009 | Used for skin and muscles |
| Tramadol | SALF SpA | AIC 044718029 | Analgesic. Single dose, 5 mg/kg intramuscular |
| Virgin silk 8-0 | Johnson & Johnson Medical SpA | W818 | For arterial branch ligation |
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