Sydänläppien korvausleikkauksissa käytetään kahdenlaisia tekoläppiä – mekaanisia tai bioproteettisia. Mekaaniset läpät ovat pitkäaikaiskestäviä, mutta ne vaativat elinikäistä antikoagulaatiota, johon liittyy tromboosin, tromboembolian tai spontaanin verenvuodon riski, minkä vuoksi ne eivät ole ihanteellisia erityisesti nuorilla potilailla (loukkaantumisalttiilla, kuukautisten aikana olevilla tai raskaana olevilla potilailla) ja kehitysmaissa asuvilla potilailla, joissa antikoagulaation tarkka seuranta voi olla vaikeaa.
Bioproteettiset sydämen läpät (Bioproteettinen sydänläppä, BHV-läppäproteesi, BHV-läppäproteesi) valmistetaan sian sydänläpistä tai naudan perikardiumista, joka on säilötty glutationilla. Potilaat, joilla on BHV-läpät, eivät tarvitse antikoagulaatiota, mutta erityisesti nuoremmilla potilailla voi esiintyä rakenteellista läpän rappeutumista, jolloin läppä joudutaan vaihtamaan ja siihen liittyy suurempi kuolleisuusriski.
Suurin osa arviolta 275 000-370 000 vuotuisesta läpänvaihdosta tehdään iäkkäille potilaille kehittyneissä maissa1. Maailmanlaajuisesti on kuitenkin arviolta 15 miljoonaa reumaattista sydänsairautta sairastavaa potilasta, enimmäkseen nuoria kehitysmaissa, ja uusia tapauksia on vähintään 280 000 vuodessa2. Vain noin 7-8 prosentilla Kiinan ja Intian väestöstä on mahdollisuus sydänkirurgiaan1,3, mutta kysyntä todennäköisesti lisääntyy huomattavasti, kun näiden maiden taloudet kasvavat ja teknologia kehittyy edelleen, mikä tekee läpänvaihdosta entistä helpommin toteutettavissa olevaa. Esimerkiksi perkutaaninen transkatetrinen läppävaihdos (jossa käytetään BHV:tä) tehdään tällä hetkellä iäkkäille potilaille, jotka ovat liian sairaita tavanomaiseen avosydänleikkaukseen4 , mutta sen pitäisi minimoida leikkauksen jälkeisen hoidon vaatima intensiteetti, joten se soveltuu mahdollisesti potilaille kaikkialla maailmassa. Näin ollen BHV-läpän vaihdolla on valtavat potentiaaliset ”markkinat”.
Rakenteellinen läpän rappeutuminen tai vajaatoiminta BHV-läpissä on riippuvainen iästä, sillä <10 prosentilla >65-vuotiaista potilaista vajaatoimintaa esiintyy <10 prosentilla, mutta vajaatoiminta on lähes yhtenäistä viiden vuoden kuluessa <35-vuotiailla potilailla5. BHV:n kalkkeutuminen on todennäköisesti seurausta glutaraldehydin kiinnittymiseen liittyvien kemiallisten prosessien ja ksenotransplantaattiin kohdistuvan immuunivasteen (sekä humoraalisen että soluvälitteisen) yhdistelmästä6. Todennäköinen syy siihen, että nuorilla potilailla BHV:n tuhoutuminen on näin aggressiivista, on lisääntynyt immuunikompetenssi ja kalsiummetabolia.
Epäonnistuneissa läpissä on viitteitä tulehduksesta (makrofagien ja mononukleaaristen solujen infiltraatio) ja tromboosista (verihiutaleiden ja fibriinin laskeutuminen)7. Nämä histopatologiset piirteet ovat samankaltaisia kuin ne, joita on nähty elävien elävien elävien kudosten/elinten kokeellisissa vierasperäisissä siirroissa. Näin ollen kokeellisen elinksenotransplantaation alalla saavutettuja edistysaskeleita voidaan soveltaa kestävämpien BHV:iden suunnitteluun erityisesti nuorille potilaille.
Sian ja ihmisen välisessä ksenotransplantaatiokombinaatiossa galaktoosin α1,3 galaktoosin (Gal) antigeeni (jota esiintyy useimmissa sikojen kudoksissa) on tärkein kohdehenkilöihin kohdistuva kohde ihmiselle tarkoitetuille sikojen vasta-aineille8. Useat ryhmät ovat todenneet tämän antigeenin ja vasta-aineen välisen reaktion olevan osallisena BHV:n kalkkeutumisessa ja epäonnistumisessa9,10. Tämä ongelma voidaan ratkaista ainakin osittain, jos BHV:t rakennetaan geneettisesti muunnetuista sioista, joita on kehitetty ksenotransplantaatioiden elinten lähteiksi.
α1,3-galaktosyylitransferaasigeenin (GTKO-geenin) poissulkevia sikoja (jotka eivät ilmentäisi Gal-antigeenejä) on risteytetty sellaisten sikojen kanssa, jotka ovat siirtogeenisiä ihmisen komplementtia sääteleville proteiineille (esim. CD46, CD55), ja näiden proteiinien tiedetään tuottavan vastustuskykyä ihmisen komplementin välittämiä vammoja vastaan. Pian on saatavilla GTKO-sikoja, jotka ilmentävät ihmisen ”anti-inflammatorisia” tai ”antitromboottisia” geenejä, jotka molemmat voivat antaa BHV:lle lisäsuojaa ihmisen tulehdus- ja immuunivasteilta.
Jos BHV:t pystyttäisiin muokkaamaan niin, että ne mahdollistaisivat pitkittyneen elossaolon nuorilla potilailla ja potilailla, joille pitkäaikainen antikoagulaatio on vasta-aiheista, läpänvaihdon käyttöönotto muuttuisi todennäköisesti maailmanlaajuisesti. BHV:iden valmistukseen tarvittavat raaka-aineet (esim. villityyppisten, muuntamattomien sikojen tai lehmien läpät tai sydänpussin kudos) voidaan hankkia vähäisin kustannuksin teurastamoista. Geneettisesti muunnetuista sioista peräisin olevien läppien kustannukset olisivat epäilemättä huomattavasti suuremmat (joskin ne pienenisivät huomattavasti jalostuskarjojen laajentuessa). Kun otetaan huomioon potilasryhmä, joka saattaisi hyötyä eniten parannetuista BHV-läpistä, eli nuoret ihmiset erityisesti kehitysmaissa, joissa reumaattisen sydänsairauden esiintyvyys on edelleen suuri, BHV-läpän kustannukset ovat tärkeä näkökohta. Ehkä tästä syystä alalla toimivat yritykset eivät ole tähän mennessä osoittaneet innostusta tutkia geneettisesti muunnettuja sikoja tulevina läppien tai sydänpussin lähteinä. Kiinan ja Intian kaltaisten maiden yrittäjien innovatiivinen lähestymistapa yhdessä geneettisesti muunnettujen sikakarjojen saatavuuden lisääntymisen kanssa ratkaisevat tämän ongelman.