Pentru operația de înlocuire a valvelor cardiace se folosesc două tipuri de valve protetice – mecanice sau bioprotetice. Valvele mecanice au o durabilitate pe termen lung, dar necesită anticoagulare pe tot parcursul vieții, cu riscuri de tromboză, tromboembolism sau sângerare spontană și, prin urmare, sunt mai puțin ideale, în special la pacienții tineri (predispuși la leziuni, la menstruație sau gravide) și la pacienții din țările în curs de dezvoltare, unde monitorizarea atentă a anticoagulării poate fi dificilă.
Valvele cardiace bioprotetice (BHV) sunt construite din valve cardiace de porc sau pericard de bovine conservate cu glutaraldehidă. Pacienții cu BHV nu necesită anticoagulare, dar poate apărea o deteriorare structurală a valvei, în special la pacienții mai tineri, necesitând înlocuirea acesteia, cu riscul mai mare de mortalitate asociat.
Majoritatea celor 275.000 până la 370.000 de înlocuiri valvulare anuale estimate sunt efectuate la pacienții vârstnici din țările dezvoltate1. Cu toate acestea, la nivel mondial, se estimează că există 15 milioane de pacienți cu cardiopatie reumatismală, majoritatea tineri din țările în curs de dezvoltare, cu cel puțin 280.000 de cazuri noi pe an2. Doar aproximativ 7-8% din populația chineză și indiană are acces la chirurgia cardiacă1,3, dar este probabil ca cererea să crească semnificativ pe măsură ce economiile acestor națiuni se dezvoltă și tehnologia continuă să se dezvolte, făcând înlocuirea valvei mai fezabilă. De exemplu, înlocuirea percutanată transcateterică a valvelor (în care se utilizează BHV-uri) se efectuează în prezent la pacienții vârstnici prea bolnavi pentru o intervenție chirurgicală standard pe cord deschis4, dar ar trebui să reducă la minimum intensitatea îngrijirii postoperatorii necesare, ceea ce ar putea să o facă potrivită pentru pacienții din întreaga lume. Astfel, există o „piață” potențială uriașă pentru înlocuirea BHV.
Deteriorarea structurală a valvei sau eșecul care apare în BHV este dependent de vârstă, cu <10% care apar la pacienții cu vârsta >65 de ani, dar cu eșec aproape uniform în termen de 5 ani la pacienții cu vârsta <35 de ani5. Calcificarea BHV este cel mai probabil rezultatul unei combinații de procese chimice legate de fixarea glutaraldehidei și de un răspuns imun la xenogrefă (atât umoral, cât și celular)6. Motivul probabil pentru care pacienții tineri demonstrează o distrugere atât de agresivă a unui BHV este o competență imunitară și un metabolism al calciului crescute.
Valoanele eșuate prezintă dovezi de inflamație (infiltrare de macrofage și celule mononucleare) și tromboză (depunere de trombocite și fibrină)7, caracteristici histopatologice similare celor observate în xenotransplanturile experimentale de țesuturi/organe vii. Astfel, progresele înregistrate în domeniul xenotransplantului experimental de organe pot fi aplicabile la conceperea unor BHV mai durabile, în special pentru pacienții tineri.
În combinația xenogrefă porcină-umană, antigenul galactozei α1, 3 galactoză (Gal) (prezent pe majoritatea țesuturilor porcine) este ținta principală pentru anticorpii umani antiporcine8. Această reacție antigen-anticorp a fost implicată de mai multe grupuri în calcifierea și eșecul BHV-urilor9,10. Această problemă poate fi cel puțin parțial rezolvată dacă BHV-urile sunt construite din porci modificați genetic care au fost dezvoltați ca surse de organe pentru xenotransplant.
α1, 3-galactosiltransferaza gene-knockout (GTKO) porci (care nu exprimă antigene Gal) au fost încrucișați cu porci care sunt transgenici pentru proteinele umane de reglare a complementului, (de exemplu, CD46 CD55) și sunt cunoscuți pentru că oferă rezistență la leziunile mediate de complementul uman. În curând vor fi disponibili porci GTKO care exprimă gene „antiinflamatorii” sau „antitrombotice” umane, ambele putând oferi protecție suplimentară unui BHV împotriva răspunsurilor inflamatorii și imune umane.
Dacă BHV-urile ar putea fi modelate pentru a asigura o supraviețuire prelungită la pacienții tineri și la pacienții la care anticoagularea pe termen lung este contraindicată, ar avea loc probabil o schimbare de paradigmă în ceea ce privește înlocuirea valvei la nivel mondial. Materiile prime necesare pentru a modela BHV-uri (de exemplu, valve sau țesut pericardic de la porci sau vaci de tip sălbatic, nemodificate) pot fi obținute la costuri minime de la abatoare. Costurile pentru valvele provenite de la porci modificați genetic ar fi, fără îndoială, mult mai mari (deși ar scădea semnificativ pe măsură ce efectivele de reproducere se extind). Având în vedere populația de pacienți care ar putea beneficia cel mai mult de valvele BHV îmbunătățite, și anume tinerii, în special în țările în curs de dezvoltare, unde incidența bolii cardiace reumatice rămâne ridicată, costul valvei BHV este un aspect important. Poate din acest motiv, până în prezent, companiile implicate în acest domeniu nu au manifestat niciun entuziasm în ceea ce privește investigarea porcilor modificați genetic ca viitoare surse de valve sau pericard. O abordare inovatoare din partea antreprenorilor din țări precum China și India, împreună cu creșterea accesului la efectivele de porci modificați genetic, ar trebui să rezolve această dilemă.
.