A szívbillentyűpótló műtéteknél kétféle műbillentyűtípust használnak – mechanikus vagy bioprotézisűt. A mechanikus billentyűk hosszú távon tartósak, de élethosszig tartó antikoagulációt igényelnek, ami a trombózis, tromboembólia vagy spontán vérzés kockázatával jár, ezért nem ideálisak, különösen fiatal (sérülésveszélyes, menstruáló vagy terhes) betegeknél és a fejlődő világban élő betegeknél, ahol az antikoaguláció szoros ellenőrzése nehéz lehet.
A bioprotetikus szívbillentyűket (BHV) glutaraldehiddel tartósított sertés szívbillentyűből vagy szarvasmarha szívburokból készítik. A BHV-vel ellátott betegek nem igényelnek véralvadásgátló kezelést, de a strukturális billentyűromlás előfordulhat, különösen a fiatalabb betegeknél, ami szükségessé teszi a cserét, amihez magasabb halálozási kockázat társul.
A fejlett világban a becslések szerint évente 275 000-370 000 billentyűcserét többnyire idős betegeknél végzik el1. Világszerte azonban becslések szerint 15 millió reumás szívbetegségben szenvedő beteg van, főként fiatalok a fejlődő világban, évente legalább 280 000 új esettel2. A kínai és indiai lakosságnak csak körülbelül 7-8 százaléka fér hozzá a szívsebészethez1,3, de a kereslet valószínűleg jelentősen növekedni fog, ahogy e nemzetek gazdasága növekszik, és a technológia tovább fejlődik, ami lehetővé teszi a billentyűpótlást. A perkután transzkatéteres billentyűpótlást (amelyben BHV-ket használnak) például jelenleg olyan idős betegeknél végzik, akik túl betegek a hagyományos nyílt szívműtéthez4 , de a műtétet követő ápolás intenzitását minimálisra kell csökkenteni, ami potenciálisan világszerte alkalmassá teheti a betegek számára. Így a BHV-pótlásnak hatalmas potenciális “piaca” van.
A BHV-kben előforduló szerkezeti billentyűromlás vagy -elégtelenség életkorfüggő, <10 százalékban fordul elő >65 éves korú betegeknél, de a <35 éves korú betegeknél 5 éven belül szinte egyöntetű az elégtelenség5. A BHV meszesedés valószínűleg a glutaraldehid-fixációval kapcsolatos kémiai folyamatok és a xenograftra adott immunválasz (humorális és celluláris) kombinációjának eredménye6. A fiatal betegeknél a BHV ilyen agresszív pusztulásának valószínű oka a fokozott immunkompetencia és a kalcium-anyagcsere.
A sikertelen billentyűk gyulladás (makrofág és mononukleáris sejtek infiltrációja) és trombózis (trombocita- és fibrinlerakódás)7 jeleit mutatják, amelyek szövettani jellemzői hasonlóak a kísérleti élő szövet/szerv xenotranszplantációknál tapasztaltakhoz. Így a kísérleti szervi xenotranszplantáció területén elért eredmények alkalmazhatóak lehetnek tartósabb BHV-k kialakításában, különösen fiatal betegek esetében.
A sertés-ember xenotranszplantáció kombinációjában a galaktóz α1,3 galaktóz (Gal) antigén (amely a legtöbb sertésszövetben jelen van) a fő célpontja a sertés-ellenes humán antitesteknek8. Ezt az antigén-antitest reakciót több csoport is kapcsolatba hozta a BHV-k meszesedésével és meghibásodásával9,10. Ez a probléma legalább részben megoldható, ha a BHV-ket olyan genetikailag módosított sertésekből állítják elő, amelyeket a xenotranszplantációs szervek forrásaként fejlesztettek ki.
α1,3-galaktozil-transzferáz gén-knockout (GTKO) sertéseket (amelyek nem expresszálják a Gal antigént) kereszteztek olyan sertésekkel, amelyek humán komplement-szabályozó fehérjéket (pl. CD46 CD55) transzgenikusak, és amelyekről ismert, hogy ellenállóak a humán komplement által közvetített sérülésekkel szemben. Hamarosan elérhetőek lesznek olyan GTKO sertések, amelyek humán “gyulladáscsökkentő” vagy “trombózisellenes” géneket expresszálnak, amelyek mindkettő további védelmet nyújthatnak a BHV számára a humán gyulladásos és immunválaszokkal szemben.
Ha a BHV-ket úgy lehetne kialakítani, hogy meghosszabbított túlélést biztosítsanak fiatal betegeknél és olyan betegeknél, akiknél a hosszú távú antikoaguláció ellenjavallt, akkor valószínűleg világszerte paradigmaváltás következne be a billentyűcserében. A BHV-k kialakításához szükséges nyersanyagok (pl. vad típusú, nem módosított sertésekből vagy tehenekből származó billentyűk vagy szívburokszövet) minimális költséggel beszerezhetők vágóhidakról. A genetikailag módosított sertésekből származó billentyűk költségei kétségtelenül lényegesen magasabbak lennének (bár a tenyészállományok bővülésével jelentősen csökkennének). Tekintettel a betegek azon populációjára, akik a legtöbbet profitálhatnak a továbbfejlesztett BHV-kből, azaz a fiatalokra, különösen a fejlődő országokban, ahol a reumás szívbetegség előfordulása továbbra is magas, a BHV költsége fontos szempont. Talán emiatt a mai napig az ezen a területen tevékenykedő vállalatok nem mutattak lelkesedést a genetikailag módosított sertések mint jövőbeli billentyű- vagy szívburokforrások vizsgálata iránt. Az olyan országok, mint Kína és India vállalkozóinak innovatív megközelítése, valamint a genetikailag módosított sertésállományokhoz való egyre szélesebb körű hozzáférés megoldhatja ezt a dilemmát.