Un modelo de roedor de la operación ross: implantación singénica de injerto de arteria pulmonar en una posición sistémica
Summary
Demostramos cómo establecer un modelo murino de implantación de raíz pulmonar en la aorta descendente para simular el procedimiento de Ross. Este modelo permite la evaluación a medio/largo plazo de la remodelación del autoinjerto pulmonar en posición sistémica, representando la base del desarrollo de estrategias terapéuticas para promover su adaptación.
Abstract
La operación Ross para la enfermedad de la válvula aórtica ha recuperado un nuevo interés debido a sus excelentes resultados a largo plazo. No obstante, cuando se emplea como reemplazo radicular independiente, se describe la posible dilatación del autoinjerto pulmonar y la posterior regurgitación aórtica. Se han propuesto varios modelos animales. Sin embargo, estos generalmente se limitan a modelos ex-vivo o experimentos in vivo con modelos animales grandes relativamente caros. En este estudio, buscamos establecer un modelo de roedor de implantación de injerto de arteria pulmonar (PAG) en posición sistémica. Se incluyeron un total de 39 ratas Lewis adultas. Inmediatamente después de la eutanasia, la raíz pulmonar fue cosechada de un animal donante (n = 17). Las ratas receptoras singénicas (n = 17) y operadas simuladamente (n = 5) fueron sedadas y ventiladas. En el grupo receptor, el PAG fue implantado con una anastomosis de extremo a extremo en posición aórtica abdominal infrarrenal. Las ratas operadas simuladamente se sometieron solo a transección y reanastomosis de la aorta. Los animales fueron seguidos con estudios de ultrasonido en serie durante dos meses y análisis histológico post mortem. El diámetro medio del PAG en la posición nativa fue de 3,20 mm (IQR=3,18-3,23). En el seguimiento, el diámetro medio del PAG fue de 4,03 mm (IQR=3,74-4,13) a la semana 1, 4,07 mm (IQR=3,80-4,28) a 1 mes, y 4,27 mm (IQR=3,90-4,35) a los 2 meses (p<0,01). La velocidad sistólica máxima fue de 220,07 mm/s (IQR=210,43-246,41) a 1 semana, 430,88 mm/s (IQR=375,28-495,56) a 1 mes, y 373,68 mm/s (IQR=305,78-429,81) a los 2 meses (p=0,02) y no difirió del grupo operado simuladamente al final del experimento (p=0,5). El análisis histológico no mostró ningún signo de trombosis endotelial. Este estudio mostró que los modelos de roedores pueden permitir la evaluación de la adaptación a largo plazo de la raíz pulmonar a un sistema de alta presión. Un implante de PAG singénico colocado sistémicamente representa una plataforma simple y factible para el desarrollo y la evaluación de nuevas técnicas quirúrgicas y terapias farmacológicas para mejorar aún más los resultados de la operación de Ross.
Introduction
La estenosis congénita de la válvula aórtica es un subgrupo de cardiopatía congénita caracterizada por una obstrucción del tracto ventricular izquierdo en el que se localiza la lesión a nivel valvular. La malformación afecta aproximadamente a 0,04-0,38 por cada 1000 nacidos vivos1.
Las opciones disponibles para la corrección son muchas, cada una con sus propias ventajas y desventajas. Para los pacientes aptos para una corrección biventricular2, el abordaje puede estar dirigido a la reparación valvulolítica (valvulotomía percutánea o quirúrgica) o a su sustitución3. Este último se prefiere cuando la válvula aórtica se considera insalvable; sin embargo, las opciones disponibles son limitadas para los pacientes pediátricos. De hecho, las válvulas bioprotésicas no están indicadas para el reemplazo aórtico en la población joven debido a su calcificación temprana4. Por otro lado, la degeneración en las válvulas mecánicas es considerablemente más lenta, pero estas requieren terapia anticoagulante de por vida5. Además, la mayor limitación de estas prótesis está representada por la falta de potencial de crecimiento, lo que predispone a los pacientes a reintervenciones adicionales.
Una opción terapéutica interesante en la población pediátrica es la transferencia del autoinjerto pulmonar a la posición aórtica denominada “operación ross”. En este caso, la válvula pulmonar se sustituye por un homoinjerto (Figura 1)6. Este procedimiento puede representar la mejor opción quirúrgica para los niños porque el autoinjerto pulmonar preserva su potencial de crecimiento y no conlleva los riesgos de la terapia anticoagulante de por vida. Además, el procedimiento de Ross puede ser de gran valor también en adultos jóvenes para evitar una válvula mecánica o biológica, teniendo el potencial de convertirse en la mejor solución quirúrgica.
Los resultados tras la sustitución de la válvula aórtica con autoinjerto pulmonar son excelentes, con una supervivencia superior al 98% y buenos resultados a largo plazo7. Los estudios bibliográficos reportan 93% y 90% de ausencia de reemplazo del homoinjerto pulmonar a los 4 y 12 años, respectivamente8.
La principal limitación de este procedimiento es la tendencia del autoinjerto a dilatarse a largo plazo, especialmente cuando se emplea como un reemplazo radicular independiente. Esto puede causar incompetencia valvular que puede requerir una nueva intervención. De hecho, el estudio de seguimiento más largo realizado hasta ahora reporta la ausencia de reoperación para el reemplazo de autoinjertos del 88% a los 10 años y del 75% a los 20 años9.
La posibilidad de recrear una operación de Ross en un entorno experimental representa un requisito previo fundamental para investigar el mecanismo subyacente de la adaptación del autoinjerto pulmonar a las presiones sistémicas. En el pasado se han propuesto varios modelos. Sin embargo, estos generalmente se limitan a experimentos ex vivo o modelos animales in vivo con animales grandes relativamente caros. En este estudio, buscamos establecer un modelo de roedor de implantación de injerto de arteria pulmonar (PAG) en posición sistémica, como raíz independiente.
Protocol
Representative Results
Discussion
El reemplazo de la válvula aórtica con la raíz pulmonar autóloga (operación ross) representa una opción atractiva para la reparación de la estenosis congénita de la válvula aórtica debido al perfil favorable y al crecimiento potencial del autoinjerto10. La principal limitación de este procedimiento es la posible dilatación de la neoválvula aórtica, que predispone al desarrollo de regurgitación a largo plazo. La posibilidad de caracterizar las modificaciones en la arteria pulmonar de…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
El estudio fue financiado por el presupuesto integrado para la investigación interdepartamental (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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