Μεταμόσχευση Καρδιάς: Πενήντα έξι χρόνια μετά την πρώτη μεταμόσχευση καρδιάς από άνθρωπο σε άνθρωπο, περισσότερες από 5.000 καρδιές μεταμοσχεύονται κάθε χρόνο σε όλον τον κόσμο. Αυτός ο αριθμός δεν είναι αρκετός για να δώσει μια νέα καρδιά σε όλους όσους χρειάζονται μία, με έως και 50.000 άτομα να τη χρειάζονται ανά πάσα στιγμή. Ανάλογα με το πόσο άρρωστοι είναι και τους φυσιολογικούς και υλικοτεχνικούς παράγοντες, οι υποψήφιοι μπορεί να περιμένουν χρόνια.
Ένα σημείο συμφόρησης είναι η διαθεσιμότητα κατάλληλων καρδιών δότη—εν μέρει λόγω του πολύ σύντομου χρονικού περιθωρίου για μεταμόσχευση μετά την αφαίρεση της καρδιάς από τον αποθανόντα δότη. Το τρέχον «χρυσό πρότυπο» για τη διατήρηση των καρδιών των δωρητών είναι η ψυχρή στατική αποθήκευση (CSS), όπου οι καρδιές διατηρούνται στον πάγο μέχρι τη μεταμόσχευση. Η μεταμόσχευση είναι πιο επιτυχημένη όταν η ψυχρή στατική αποθήκευση (CSS) διαρκεί λιγότερο από έξι ώρες, πριν η καρδιά ή τα αιμοφόρα αγγεία της υποστούν βλάβη. Μερικές φορές είναι δυνατές περίοδοι έως και 12 ωρών, αλλά απαιτούν μηχανική υποστήριξη ζωής, όπως εξωσωματική οξυγόνωση μεμβράνης (ECMO) για αρκετές ημέρες στον δέκτη. Η παράταση της περιόδου αποθήκευσης πέραν των έξι ωρών χωρίς την ανάγκη εξωσωματικής οξυγόνωσης μεμβράνης ECMO θα ήταν επομένως μια ιατρική ανακάλυψη.
Τώρα, ερευνητές που δημοσιεύουν στο Frontiers in Cardiovascular Medicine έχουν δείξει ότι είναι δυνατό να διατηρηθούν ζωντανές οι καρδιές των μεταμοσχευμένων χοίρων έξω από το σώμα για περισσότερες από 24 ώρες, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση (NEHP). «Αν μεταφραστεί σε ανθρώπους, αυτό θα ήταν μια σημαντική βελτίωση στο χρονικό διάστημα των έξι ωρών στην τυπική κλινική πρακτική» δήλωσε ο Δρ Robert Bartlett, ομότιμος καθηγητής και επικεφαλής του Εργαστηρίου Υποστήριξης Εξωσωματικής Ζωής στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Η συνέχιση της άντλησης φυσιολογικής ex-vivo καρδιακής διάχυσης NEHP σημαίνει ότι οι καρδιές, αφού αφαιρεθούν από τον δότη τους, διατηρούνται σε εν μέρει φυσιολογική κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου αντλώντας οξυγονωμένο, πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά υγρό («διάχυμα») που προέρχεται από το πλάσμα του αίματος μέσω αυτών μέχρι τη μεταμόσχευση. Φάρμακα και βλαστοκύτταρα που επιδιορθώνουν τους ιστούς μπορούν να παραδοθούν στην καρδιά μέσω του εγχύματος. Επί του παρόντος, η μόνη παραλλαγή της φυσιολογικής ex-vivo καρδιακής διάχυσης NEHP που έχει εγκριθεί για κλινική χρήση από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ είναι το Transmedics-OCS, το οποίο όπως και η ψυχρή στατική αποθήκευση CSS περιορίζεται σε έξι ώρες.
Τα τελευταία επτά χρόνια, το Εργαστήριο Υποστήριξης Εξωσωματικής Ζωής εργάστηκε για τη σταθερή παράταση της διάρκειας ζωής των καρδιών του δότη μέσω βελτιώσεων στη φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση NEHP. Τα προηγούμενα πειράματά τους έδειξαν ότι ένα κρίσιμο βήμα είναι να φιλτράρουν το έγχυμα για να αφαιρέσουν όλα τα μόρια που ήταν μικρότερα από 26 kilodalton. Χωρίς αυτό, για άγνωστους λόγους, οι καρδιές γίνονται γρήγορα άχρηστες για μεταμόσχευση. Εδώ, ο Bartlett και οι συνεργάτες του κράτησαν ζωντανές τις καρδιές 30 ανώριμων και 10 νεαρών χοίρων για διάφορες περιόδους με πειραματικές παραλλαγές της φυσιολογικής ex-vivo καρδιακής διάχυσης NEHP. Για παράδειγμα, το έγχυμα για όλες τις καρδιές των δωρητών ήταν ένα διάλυμα πλάσματος αίματος και συσκευασμένων ερυθρών αιμοσφαιρίων (από επιπλέον υγιείς χοίρους), ηλεκτρολύτες, γλυκόζη και αντιβιοτικά. Το έγχυμα αντλήθηκε μέσω της καρδιάς με μέσο ρυθμό 0,7 χιλιοστόλιτρο ανά λεπτό ανά γραμμάριο βάρους καρδιάς και γινόταν αντικατάσταση κάθε 60 λεπτά. Στη συνέχεια, συνέκριναν τα αποτελέσματα μεταξύ τριών παραλλαγών:
* φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση NEHP με αιμοδιήθηση για συνεχή καθαρισμό του υγρού έγχυσης και απομάκρυνση των τοξινών (10 ανώριμες καρδιές χοίρου).
* φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση NEHP όπου το συστατικό πλάσματος στο έγχυμα ανταλλάσσονταν συνεχώς (πέντε ανώριμες καρδιές) και
* έλεγχος της φυσιολογικής ex-vivo καρδιακής διάχυσης NEHP χωρίς τροποποιήσεις (15 ανώριμες καρδιές).
Για να δοκιμάσουν αυτές τις μεθόδους σε μεγαλύτερες καρδιές, χρησιμοποίησαν επίσης φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση NEPH με αιμοδιήθηση σε πέντε καρδιές από νεαρούς χοίρους και φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση NEPH με μια πρόσθετη τροποποίηση (διαλείπουσα αιμάτωση αριστερού κόλπου ή iLA) σε άλλες επτά καρδιές από νεαρά άτομα, για την παρακολούθηση της καρδιακής λειτουργίας. Στη διαλείπουσα αιμάτωση αριστερού κόλπου iLA, ένας σταθερός όγκος αίματος εγχέεται στον αριστερό κόλπο σε τακτά χρονικά διαστήματα, για να ελεγχθεί η συνεχής ισχύς του να εκτοξεύει αυτό το αίμα. Οι συγγραφείς παρακολούθησαν την υγεία των διατηρημένων καρδιών σε πραγματικό χρόνο ελέγχοντας οπτικά τη συσταλτικότητα, τον ρυθμό, το χρώμα και το οίδημά τους και μετρώντας τη συγκέντρωση γαλακτικού (υποπροϊόντος κυτταρικής βλάβης) κάθε ώρα. Κάθε καρδιά διατηρήθηκε έως ότου εισέλθει σε ασυστολία ή αρρυθμία, έδειξε ελάχιστη συστολική αρτηριακή πίεση στην αριστερή κοιλία ή έδειξε αυξημένες συγκεντρώσεις γαλακτικού για τουλάχιστον δύο ώρες.
Ισχυρές βελτιώσεις
Όλες οι καρδιές ελέγχου πέθαναν μεταξύ 10 και 24 ωρών μετά την αφαίρεση από τον δότη, ενώ όλες οι καρδιές που είχαν διατηρηθεί με τροποποιήσεις στην τυπική φυσιολογική ex-vivo καρδιακή διάχυση NEPH επέζησαν για ολόκληρο το 24ωρο. Οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η αιμοδιήθηση, η ανταλλαγή πλάσματος και η διαλείπουσα αιμάτωση αριστερού κόλπου iLA είναι σημαντικές βελτιώσεις που επιτρέπουν τη ρουτίνα διατήρησης των καρδιών πέρα από τη μία ημέρα. Ποια από τις τρεις τελευταίες μεθόδους είναι καλύτερη δεν μπορεί να απαντηθεί ακόμη. “Πιστεύω ότι η κύρια διαφορά θα είναι όταν επεκτείνουμε τα πειράματά μας πέραν των 24 ωρών, όπου ίσως η ανταλλαγή πλάσματος είναι καλύτερη καθώς μπορούν να αφαιρεθούν μεγαλύτερες τοξίνες. Η διαλείπουσα αιμάτωση αριστερού κόλπου iLA φαίνεται επίσης μια σημαντική βελτίωση, καθώς καταρχήν θα επέτρεπε τη χρήση της φυσιολογικής ex-vivo καρδιακής διάχυσης NEPH σε καρδιές που έχουν υποστεί τραυματισμούς ή έχουν οριακή δράση στον δότη», είπε ο Bartlett.
Περισσότερες καρδιές διαθέσιμες για μεταμόσχευση
“Αυτή η εργασία θα μπορούσε τελικά να αυξήσει τη δεξαμενή δωρητών επεκτείνοντας τον χρόνο διατήρησης, ξεπερνώντας έτσι τους περιορισμούς λόγω της εφοδιαστικής ενώ χρησιμοποιείται όταν δεν είναι σαφές πόσο καλά λειτουργούν μέσα στον δότη», δήλωσε ο Δρ Alvaro Rojas-Pena, ερευνητής στο ίδιο ινστιτούτο και ο αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης. “Η μεγαλύτερη πρόκληση για κλινική εφαρμογή θα είναι η επικύρωση των μεθόδων σε ανθρώπους. Για τον σκοπό αυτό, έχουμε αρχίσει να εργαζόμαστε με ανθρώπινες καρδιές που έχουν απορριφθεί για μεταμόσχευση”, δήλωσε ο Rojas-Pena.