IL TRAPIANTO DI CUORE NELLA
STORIA
1905:Carrel e Guthrie: HTX eterotopico di cuore nel cane
1960:Shumway: descrizione tecnica di HTX su uomo
1967:Barnard: primo HTX ortotopico umano
1969:Cooley: primo cuore-polmone
1980:Standford University: ciclosporina
1984:Yacoub: primo neonato
1985:Gallucci: primo trapianto di cuore in ITALIA
Cattedra di Cardiochirurgia
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI FIRENZE
Dr. Norman E. Shumway
In 1968 Dr. Norman Shumway performed
the first heart transplant in the United
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States.
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IL TRAPIANTO DI CUORE RAPPRESENTA
IL TRATTAMENTO ELETTIVO PER LA
MAGGIORANZA DELLE CARDIOPATIE
TERMINALI.
(NORMAN SHUMWAY 1998)
OGNI ANNO VI SONO CIRCA 40.000 NUOVI
CANDIDATI AL TRAPIANTO
OGNI ANNO VENGONO EFFETTUATI CIRCA
3.500 NUOVI TRAPIANTI
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INDICAZIONI E CONTROINDICAZIONI - RICEVENTE
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VALUTAZIONE DEL POTENZIALE
DONATORE CARDIACO
• ANAMNESI ACCURATA:
• MALATTIE CARDIOVASCOLARI, E SISTEMICHE
• STORIA SOCIALE
• IPOTENSIONI E/O ARRESTI CARDIACI
• VALUTAZIONE STRUMENTALE:
• ECOCUORE
• DOSAGGIO INOTROPI E DURATA
• ECG
• RX TORACE
•CK/MB , TROPONINA T/I
•VALUTAZIONE CLINICA
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di Cardiochirurgia
• ESAME
DIRETTO
DEL CUORE: CORONARIE E CATETERISMO DX
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TRAPIANTO DI CUORE: IL DONATORE
INDICAZIONI E CONTROINDICAZIONI RELATIVE
NORMALE ECOCARDIOGRAMMA
MINIME ANOMALIE
NORMALE ECG
ANOMALIE ASPECIFICHE
NO ENZIMI
mb <50 (?)
NO ARRESTI
DURATA<30’ (?)
NO INOTROPI > 15 g/kg/min
NO SEPSI
(?)
INFEZIONI POLMONARI
ETA’
< 50aa
(CORONAROGRAFIA ?)
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di Cardiochirurgia
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Surgical technique for orthotopic cardiac
transplantation: Biatrial technique
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Surgical technique for orthotopic cardiac
transplantation: Bicaval technique
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The heterotopic technique (the original transplantation performed by Dr.
Christian Barnard in 1967)
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IL RIGETTO ACUTO E
CRONICO
CODIZIONANO LA
SOPRAVVIVENZA DEL
TRAPIANTO
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RIGETTO ACUTO
REAZIONE DEL SISTEMA IMMUNITARIO
NEI CONFRONTI DEGLI ANTIGENI DEL
TRAPIANTO RICONOSCIUTI COME
“NON-SELF” DAL MHC (HLA).
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Histologic grading of allograft
rejection
Histologic grading of allograft
rejection. In order to monitor
rejection, periodic endomyocardial
biopsies are performed. A, The
percutaneous technique of
endomyocardial biopsy using the
Caves bioptome. The bioptome is
inserted through the internal
jugular vein to the right ventricular
portion of the interventricular
septum under fluoroscopy. Four
to six specimens containing at
least 50% myocytes are required
for 90% to 95% confidence in the
interpretation.
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ISHLT ENDOMYOCARDIAL GRADING SYSTEM
GRADE
HISTOLOGIC DESCRIPTION
0
No rejection
1A
Focal perivascular or interstitial infiltrate without necrosis
1B
Diffuse but sparse infiltrate without necrosis
2
One focus of aggressive infiltration or focal myocyte damage
3A
Multifocal aggressive infiltrates or myocyte damage
3B
Diffuse inflammatory process with necrosis
4
Diffuse aggressive polymorphous infiltrate with necrosis ±edema, ±hemorrhage,
±vasculitis
Histologic grading of allograft rejection
Histologic grading of allograft rejection. In order to monitor rejection, periodic endomyocardial biopsies are performed. The
standardization of histologic biopsy grading according to the International Society for Heart Transplantation
(ISHLT).
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Representative endomyocardial biopsies
Hematoxylin and eosin staining of representative endomyocardial biopsies at a magnification of 100
x showing grade 1B rejection with focal lymphocytic infiltrate without evidence of myocardial
necrosis (A), grade 3A rejection demonstrating more intensive lymphocytic infiltration and
myocyte necrosis (B), and grade 4 allograft rejection with extensive lymphocyte infiltration,
myocyte necrosis, and hemorrhage (C).
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TERAPIA IMMUNOSOPPRESSIVA
• TRIPLICE STANDARD: CICLOSPORINA ‘A’ 5 MG/KG DIE OS
AZIOTOPRINA 2 MG/KG DIE OS
PREDNISONE 0,2 MG/KG DIE OS
• TERAPIA RIGETTO ACUTO
•
•
•
•
•
•
1A: NESSUN TRATTAMENTO
1B : NESSUN TRATTAMENTO OD INCREMENTO CORTISONE
2: EVENTUALE CICLO CORTISONE
3A: METILPREDNISOLONE
3B: METILPREDNISOLONE (eventualmente uso di sieri ALG)
4: ALG 15 mg/kg/die X 7 gg (eventuale uso OKT3)
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RIGETTO CRONICO
•UN DANNO PROLUNGATO NEL TEMPO DELLE
CELLULE ENDOTELIALI E’ PROBABILMENTE
ALLA BASE DELLE LESIONI ATS CHE DOPO 5
ANNI IL 40-50% DEI PAZIENTI TRAPIANTATI
PRESENTA.
•QUESTE LESIONI SI RISCONTRANO SENZA
RELAZIONE CON LA PATOLOGIA INIZIALE
DEL RICEVENTE E VENGONO CONSIDERATE
COME MANIFESTAZIONI DI RIGETTO
CRONICO.
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DIAGNOSI RIGETTO CRONICO
ECG/ECO/SCINTIGRAFIA
TARDIVI
CORONAROGRAFIA ANNUALE
DIAGNOSI
ECOGRAFIA INTRA CORONARICA
FUTURE TREND
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ETIOPATOGENESI RIGETTO CRONICO:
A) DANNO INTIMALE DI ORIGINE IMMUNOLOGICA
B) AGGREGAZIONE PIASTRINICA
C) PROLIFERAZIONE INTIMALE
D) LESIONE ATS
Mismatch HLA
CMV
N° episodi acuti
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Immunosoppres.
Eta'
Miocardioprotezione
Transplantation coronary allograft disease
The major cause of late death after cardiac transplantation is the development of TCAD, a unique accelerated form of coronary artery disease. By 1 year posttransplant,
about 30% of patients demonstrate some TCAD, and the incidence and severity continue to increase with time. The pathogenesis of TCAD is thought to begin with
immunologic and nonimmunologic injury to the arterial endothelium, with resultant loss of endothelial integrity. Microthrombi, cellular proliferation, and plasma lipids
accumulate at the site of the injured intima. A, This leads to further cellular proliferation and finally profound myointimal hyperplasia leading to diffuse coronary artery
lumen narrowing. B, Selective left coronary angiography from a patient with severe TCAD, which shows diffuse tapering of the left anterior descending and circumflex
arteries as well as pruning of all the secondary vessels. Risk factors: Immunologic mechanisms resulting in endothelial injury include both cellular and humoral factors
and Nonimmunologic (Recipient age and gender, donor age and gender, obesity, hyperlipidemia, and donor ischemic time; the presence of active cytomegalovirus
infection. Given the diffuse, concentric nature of this disease, percutaneous transluminal coronary angioplasty and coronary artery bypass grafting are not useful
strategies for management. Unfortunately, patients with TCAD have a fivefold greater risk of cardiac events such as myocardial infarction, severe refractory heart
failure, and sudden death. Presently, retransplantation is the only treatment for severe TCAD; however, survival after repeat transplantation is significantly reduced.
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TERAPIA RIGETTO CRONICO
TERAPIA IMMUNOSOPPRESSIVA
(NUOVI AGENTI,CYA
ALTE DOSI)
•FATTORI RISCHIO ATS
• ANTIAGGREGANTI
•LESIONI TIPO A (ATS CLASSICA)>>>CABG
•LESIONI TIPO B (PLACCA
LOCALIZZATA)>>>PTCA/CABG
•LESIONI TIPO C (RIDUZIONE UNIFORME ED
ESTESA)>>>HTX/REDO
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ADULT HEART TRANSPLANTATION
ACTUARIAL SURVIVAL
Survival (%)
100
1980-1987 (N=5,674)
1993-1996 (N=13,622)
90
1988-1992 (N=15,278)
1997-2000 (N=11,639)
80
70
60
All comparisons with 1980-1987
are significant at p < 0.0001
50
0
6
12
18
24
30
36
42
Months Post Transplantation
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48
54
60
FUNCTIONAL STATUS
Heart (April 1994-Dec. 2000)
100%
80%
60%
40%
20%
No Activity Limitations
Performs with Assistance
Total Assistance
0%
1 Year
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3 Years
5 Years
HEART TRANSPLANTS: CAUSE OF DEATH (1982-2000)
Cause of Death (%)
100
80
CAV
CMV
1°/NS Graft Failure
Lymphoma
Acute Rejection
Malignancy, Other
Infection, Non-CMV
60
40
20
0
0-30 Days
31 Days - 1 Year
>1 - 3 Years
Timing of Death
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>3 - 5 Years
HEART TRANSPLANTATION
5000
4000
12%
3000
2106
2340 2359
2126 2171 2297
9%
2343 2294
2345
1706
2179
1676
2000
1496
2197*
6%
1305
1000
721
354
0
111 174
475
143 316
78
910
1193
1433 1637
1879 1999 1976 2002 2002 1890 1688 1741
1390
3%
1190 978
*
19
82
19
83
19
84
19
85
19
86
19
87
19
88
19
89
19
90
19
91
19
92
19
93
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
Number of Transplants
US
Percent of Donors by Age
Non-US
% donors 50-55
% donors 50+
* Numbers may be low due to incomplete reporting.
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Legge 91/99
La legge 91/99 disciplina il prelievo ed il
trapianto di organi e tessuti da soggetto di cui
sia stata accertata la morte cerebrale (Legge n°
578/93).
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THE PROBLEM OF ORGAN STORAGE
HUMAN ORGANS FOR
TRANSPLANTATION ARE
INSUFFICIENT, AND FOR EVERY
ORGAN TRANSPLANT CARRIED
OUT, THERE IS A LACK OF
DONORS FOR AS MANY AS 5-10
MORE
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ATTUALMENTE CIRCA IL 50%
DEI PAZIENTI IN LISTA DI
ATTESA PER TRAPIANTO DI
CUORE MUORE PRIMA CHE
SIA REPERITO UN ORGANO
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Possibili alternative al trapianto
NUOVE STRATEGIE
FARMACOLOGICHE
FUTURO
CABG IN “END-STAGE”
CARDIOMIOPLASTICA
BATISTA
XENOTRAPIANTO
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CUORE ARTIFICIALE
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The Abiomed
Pulsatile extra-corporeal assist device
that can provide univentricular or
biventricular support. Cannulae are
placed either in the right or left atria, and
blood flows into the two-chamber device.
An atrial filling chamber connects a
trileaflet valve to a ventricular pumping
chamber. Each chamber consists of a
100-mL, smooth-surfaced, polyurethane
bladder. The atrial chamber fills passively
by gravity. The ventricular chamber fills
and empties through pneumatic
compression of the bladder by a console.
Blood flows to an arterial Dacron graft
cannula that inserts into the pulmonary
artery or the ascending aorta.
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Cuore Artificiale Impiantabile
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The Novacor device
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The Thermocardiac device
The
Jarvic
2000
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Percutaneous VAD (pVAD)
The device (TandemHeart
pVAD) is designed to allow
rapid deployment through
femoral access to the
heart and circulatory
system.
• Delivers up to 6 liters per minute
flow
• Lightweight - 280 grams
• Compact - accommodates a wide
range of patients
• Only 7ml priming volume
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Chest x-ray on
admission showing
cardiomegaly and
severe pulmonary
congestion.
On day 5 with
theTandemHeart™: the
heart size is reduced, and
there is no pulmonary
congestion.
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LO XENOTRAPIANTO
E’ IL TRAPIANTO D’ORGANI FRA SPECIE
DIFFERENTI (p.e. UOMO - MAIALE)
DISPONIBILITA’ ILLIMITATA DI ORGANI PER IL
TRAPIANTO
POSSIBILITA’ DI TRASMISSIONE ALL’UOMO DI
MALATTIE INFETTIVE (PERV)
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Transgenic Animals
A Transgenic animal is one containing
recombinant DNA molecules
(transgenes) in its genome that were
introduced by intentional human
intervention
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XENOTRANSPLANTATION: SOURCE
OF ORGANS
THE PIG IS CURRENTLY CONSIDERED
THE MOST LIKELY SOURCE OF
ORGANS FOR HUMAN
XENOTRANSPLANTATION BECAUSE OF
ITS EASY BREEDING, COMPATIBLE
SIZE ORGANS AND THE APTITUDE TO
GENETIC MANIPULATION.
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PIG TO MAN XENOTRANSPLANTATION
•EASY BREEDING
•SHORT GENERATION TIME
•ORGANS OF COMPATIBLE SIZE
•PRODUCTION OF SPF COLONIES
•APTITUDE TO GENETIC MANIPULATION
•LOW EMOTIONAL IMPACT
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XENOTRANSPLANTATION RISK AND
BENEFITS
•POSSIBILITY OF NEW DISEASE ENTERING THE
HUMAN POPULATION
•SHORTAGE OF HUMAN DONOR ORGANS FOR
ALLOTRANSPLANTATION: PROMISES A GREAT
BENEFIT TO PATIENTS
•POTENTIAL MEDICAL BENEFITS COULD
OUTWEIGH INFECTIOUS DISEASE RISKS AND ANY
DANGERS REPRESENT MENEGEABLE RISK
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(Nature 1998)
IL RIGETTO IPERACUTO
MEDIATO DAL COMPLEMENTO, DISTRUGGE I
VASI SANGUIGNI DELL’ORGANO TRAPIANTATO IN
POCHI MINUTI
E’ POSSIBILE EVITARE TALE RIGETTO TRAMITE
L’UTILIZZO DI ANIMALI GENETICAMENTE
MODIFICATI
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