ABC HF ABC: Heart Failure & Cardiomyopathy ABC Heart Fail Cardiomyop 2764-3107 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC abchf.20220028 10.36660/abchf.20220028 Editorial Biologic Left Ventricular Assist: A New Strategy for Patients with Advanced Heart Failure with Pulmonary Hypertension 0000-0002-1615-2557 Gaiotto Fábio Antônio 1 0000-0001-6553-2305 Steffen Samuel Padovani 1 Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas São Paulo SP Brazil Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Mailing Address: Fábio Antônio Gaiotto • InCor FMUSP - Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44. Postal Code 05403-900 – Núcleo de transplante E-mail: fabioantoniogaiotto@gmail.com 29 06 2022 Apr-Jun 2022 2 2 136 137 25 03 2022 25 04 2022 12 04 2022 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Keywords Heart Transplantation Heart Failure Hypertension, Pulmonary

Pulmonary arterial hypertension due to increased vascular resistance is a clinical condition that directly impacts the prognosis of patients with heart failure (HF), and it is considered one of the main contraindications to orthotopic heart transplantation.1 Although hemodynamic values vary in the literature, there is a consensus that pulmonary artery systolic pressure above 50 mmHg, transpulmonary gradient above 15 mmHg, and pulmonary vascular resistance above 3 Wood units, when unresponsive to vasodilators, contraindicate orthotopic transplantation.2 Therapeutic strategies to decrease or reverse this condition are a challenge in clinical practice, which, if resolved, may allow definitive treatment of HF with orthotopic transplantation.

The use of long-term continuous-flow left circulatory assistance devices as a bridge to candidacy is a reality in large transplant centers in developed countries. Several studies have demonstrated that device implantation not only leads to the expected eligibility for orthotopic transplantation in some patients; it also improves the quality of life of patients for whom it ends up remaining as the target therapy. In a study recently carried out by Ruan et al, it was demonstrated that, approximately 6 months after device implantation, there was a reduction and stabilization of pulmonary pressure.3 The reversal of pulmonary hypertension through left assistance devices is possible, given that there is an important decrease in filling pressures by means of the continuous emptying of the left ventricle.4

Heterotopic transplantation is a technique that was initially conceived by Christian Barnard in 1974 as an alternative to circulatory support in cases of graft failure due to primary dysfunction or hyperacute rejection and in cases of pulmonary hypertension. In addition to these three classic indications, over time, two other indications were added, namely, when there is a substantial mismatch in weight between the donor and recipient and when the graft is considered marginal (long ischemia times, high doses of vasopressors and/or inotropes, and segmental alterations on echocardiogram).5 The use of the heterotopic technique as a form of ventricular support was described by Barnard; however, in the configuration initially proposed, support is biventricular, and the left and right circulation are connected in parallel. This model of circulation causes the native heart to progressively stop its mechanical activity, which can cause arrhythmias, formation of intracavitary thrombi followed by emboli, in addition to increasing the incidence of endocarditis. These complications were responsible for the discontinuation of the technique.6

In 2011, Jake and Hannah Copeland published an alteration of Barnard’s heterotopic transplant technique by means of parallel connection of the left ventricle and only decompression of the right ventricle. This modification proved to be effective in cases where right ventricular function is normal, which is similar to the indications for implantation of left mechanical assistance. This model of heterotopic transplantation can be considered biologic left ventricular assist (bio-LVA).7

In 2020, Gaiotto et al. proposed a modification of the Copeland technique, in which the superior vena cava drainage is directly connected to the right atrium of the implanted heart, keeping the right ventricle functioning and in series with the cranial segment of circulation. This model was proposed for patients with fixed pulmonary hypertension with contraindication to orthotopic transplantation. Once left assistance is performed with this model, a drop in pulmonary pressure and the feasibility of conventional transplantation are expected. Knowing that the heart in the heterotopic position maintains left and right ventricular function by modification of the previously described technique, in a subsequent moment, the native heart can be explanted and the other heart can be repositioned in an orthotopic position (Figure 1). This proposal with both stages was already carried out in 2021, and the result was surprising. The patient, who had a contraindication to conventional transplantation and was in palliative care, underwent heterotopic implantation as a “bridge to candidacy.” In less than 40 days, there was a significant drop in pulmonary pressure, and the second stage was successfully performed. He did not have access to the long-term mechanical device due to the high cost.

Images demonstrating the technical modification of heterotopic transplantation and, subsequently, the final aspect of the second stage of the procedure.

There is still a lot to be studied regarding this topic, and we understand that we need to perform other cases for better conclusions. The fact is that, as of now, with only one case performed, the technique conceived by Gaiotto et al. has already shown to be promising, as it may provide a low-cost and effective alternative for patients with fixed pulmonary hypertension.8 Could this be the rebirth of heterotopic transplantation, this time with a new configuration? This could give hope to patients in palliative care who will never have access to long-term mechanical devices.

Acknowledegment

Special thanks to Dr Lucas Fernandes Bonamigo for the drawing.

 References Lam CS Roger VL Rodeheffer RJ Borlaug BA Enders FT Redfield MM Pulmonary Hypertension in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Community-based Study J Am Coll Cardiol 2009 53 13 1119 1126 10.1016/j.jacc.2008.11.051 1 Lam CS, Roger VL, Rodeheffer RJ, Borlaug BA, Enders FT, Redfield MM. Pulmonary Hypertension in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Community-based Study. J Am Coll Cardiol. 2009;53(13):1119-26. doi: 10.1016/j.jacc.2008.11.051. Mehra MR Canter CE Hannan MM Semigran MJ Uber PA Baran DA The 2016 International Society for Heart Lung Transplantation Listing Criteria for Heart Transplantation: A 10-year Update J Heart Lung Transplant 2016 01 35 1 1 23 10.1016/j.healun.2015.10.023 2 Mehra MR, Canter CE, Hannan MM, Semigran MJ, Uber PA, Baran DA, et al. The 2016 International Society for Heart Lung Transplantation Listing Criteria for Heart Transplantation: A 10-year Update. J Heart Lung Transplant. 2016 Jan;35(1):1-23. doi: 10.1016/j.healun.2015.10.023. Ruan D Farr M Topkara V Garan AR Sanchez J Kurlansky P Routine Right Heart Catheterization in LVAD Patients Awaiting Heart Transplant: What is the Appropriate Surveillance Interval? J HeartLung Transplant 2019 38 150 151 3 Ruan D, Farr M, Topkara V, Garan AR, Sanchez J, Kurlansky P, et al. Routine Right Heart Catheterization in LVAD Patients Awaiting Heart Transplant: What is the Appropriate Surveillance Interval? J HeartLung Transplant. 2019;38: 150-51. Mikus E Stepanenko A Krabatsch T Loforte A Dandel M Lehmkuhl HB Reversibility of Fixed Pulmonary Hypertension in Left Ventricular Assist Device Support Recipients Eur J Cardiothorac Surg 2011 40 4 971 977 10.1016/j.ejcts.2011.01.019 4 Mikus E, Stepanenko A, Krabatsch T, Loforte A, Dandel M, Lehmkuhl HB, et al. Reversibility of Fixed Pulmonary Hypertension in Left Ventricular Assist Device Support Recipients. Eur J Cardiothorac Surg. 2011;40(4):971-7. doi: 10.1016/j.ejcts.2011.01.019. Hassoulas J Barnard CN Heterotopic Cardiac Transplantation. A 7-year Experience at Groote Schuur Hospital, Cape Town S Afr Med J 1984 65 17 675 682 5 Hassoulas J, Barnard CN. Heterotopic Cardiac Transplantation. A 7-year Experience at Groote Schuur Hospital, Cape Town. S Afr Med J. 1984;65(17):675-82. Marasco SF Bell D Lee G Bailey M Bergin P Esmore DS Heterotopic Heart Transplant: Is there an Indication in the Continuous Flow Ventricular Assist Device Era? Eur J Cardiothorac Surg 2014 45 2 372 376 10.1093/ejcts/ezt281 6 Marasco SF, Bell D, Lee G, Bailey M, Bergin P, Esmore DS. Heterotopic Heart Transplant: Is there an Indication in the Continuous Flow Ventricular Assist Device Era? Eur J Cardiothorac Surg. 2014;45(2):372-6. doi: 10.1093/ejcts/ezt281. Copeland J Copeland H Heterotopic Heart Transplantation: Technical Considerations Oper Tech Thorac Cardiovasc Surg 2017 21 3 269 280 10.1053/j.optechstcvs.2017.05.004 7 Copeland J, Copeland H. Heterotopic Heart Transplantation: Technical Considerations. Oper Tech Thorac Cardiovasc Surg. 2017;21(3):269-80. doi: 10.1053/j.optechstcvs.2017.05.004. Gaiotto FA Barbosa ACA Filho Tenório DF Steffen SP Jatene FB Heterotopic Heart Transplantation as a Left Ventricular Biological Assistance: a New Two-Stage Method Proposal Braz J Cardiovasc Surg 2020 35 6 986 989 10.21470/1678-9741-2020-0506 8 Gaiotto FA, Barbosa ACA Filho, Tenório DF, Steffen SP, Jatene FB. Heterotopic Heart Transplantation as a Left Ventricular Biological Assistance: a New Two-Stage Method Proposal. Braz J Cardiovasc Surg. 2020;35(6):986-9. doi: 10.21470/1678-9741-2020-0506. Editorial Assistência Ventricular Esquerda Biológica: Nova Estratégia para Pacientes com Insuficiência Cardíaca Avançada com Hipertensão Pulmonar 0000-0002-1615-2557 Gaiotto Fábio Antônio 1 0000-0001-6553-2305 Steffen Samuel Padovani 1 São Paulo SP Brasil Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil Correspondência: Fábio Antônio Gaiotto • InCor FMUSP - Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44. CEP 05403-900 – Núcleo de transplante E-mail: fabioantoniogaiotto@gmail.com Palavras-chave Transplante de Coração Insuficiência Cardíaca Hipertensão Pulmonar

A hipertensão arterial pulmonar como consequência do aumento da resistência vascular é uma condição clínica que impacta diretamente o prognóstico dos pacientes com insuficiência cardíaca (IC) e é considerada uma das principais contraindicações ao transplante cardíaco ortotópico.1 Embora os valores hemodinâmicos variem na literatura, existe um consenso de que pressão sistólica da artéria pulmonar acima de 50 mmHg, gradiente transpulmonar acima de 15 mmHg e resistência vascular pulmonar acima de 3 unidades Wood, quando não responsivas a vasodilatador, contraindicam o transplante ortotópico.2 Estratégias terapêuticas para diminuição ou reversão desse quadro são um desafio na prática clínica que, se resolvido, poderá permitir o tratamento definitivo da IC com o transplante ortotópico.

A utilização de dispositivos de assistência circulatória esquerda de longa permanência de fluxo contínuo como ponte para candidatura é uma realidade nos grandes centros transplantadores em países desenvolvidos. Vários estudos demonstram que o implante do dispositivo não só traz a esperada elegibilidade ao transplante ortotópico em alguns pacientes, mas também melhora a qualidade de vida dos pacientes que acabam permanecendo como terapia de destino. Em estudo realizado recentemente por Ruan e colaboradores, foi demonstrado que após cerca de 6 meses do implante do dispositivo, houve redução e estabilização da pressão pulmonar.3 A reversão da hipertensão pulmonar através dos dispositivos de assistência esquerda é possível uma vez que há uma diminuição importante das pressões de enchimento através do esvaziamento contínuo do ventrículo esquerdo.4

O transplante heterotópico é uma técnica que foi idealizada inicialmente por Christian Barnard em 1974 como alternativa para suporte circulatório em casos de falência de enxerto por disfunção primária ou por rejeição hiperaguda e para casos de hipertensão pulmonar. Além dessas três indicações clássicas, ao longo do tempo foram acrescentadas duas outras indicações, como quando há grande mismatch de peso entre o doador e o receptor e quando o enxerto for considerado marginal (longos tempos de isquemia, altas doses de vasopressores e/ou inotrópicos e alterações segmentares ao ecocardiograma).5 O uso da técnica heterotópica como forma de suporte ventricular foi descrito por Barnard, porém, na configuração inicialmente proposta, o suporte é biventricular e as circulações esquerda e direita estão conectadas em paralelo. Esse modelo de circulação faz com que o coração nativo pare progressivamente sua atividade mecânica, o que pode causar arritmias, formação de trombos intracavitários seguidos de êmbolos, além de aumentar a incidência de endocardite. Essas complicações foram as responsáveis pela descontinuidade da técnica.6

Jake e Hannah Copeland publicaram em 2011 uma alteração da técnica do transplante heterotópico do Barnard através da conexão em paralelo do ventrículo esquerdo e apenas descompressão do ventrículo direito. Essa modificação se mostrou efetiva nos casos em que a função do ventrículo direito é normal, o que se assemelha às indicações do implante de assistência mecânica esquerda. Esse modelo de transplante heterotópico pode ser considerado uma assistência biológica ao ventrículo esquerdo (bio-LVA – biological left ventricular assistance).7

Em 2020, Gaiotto et al. propuseram uma modificação da técnica de Copeland, em que a drenagem da cava superior é conectada diretamente ao átrio direito do coração implantado, mantendo o ventrículo direito funcionante e em série ao segmento cranial da circulação. Esse modelo foi proposto para pacientes com hipertensão pulmonar fixa com contraindicação ao transplante ortotópico. Uma vez realizada a assistência esquerda com esse modelo, são esperadas queda da pressão pulmonar e viabilidade ao transplante convencional. Sabendo que o coração em posição heterotópica mantém função ventricular esquerda e direita pela modificação da técnica acima descrita, em um segundo momento, o coração nativo poderá ser explantado e o outro coração reposicionado em posição ortotópica (Figura 1). Esta proposta com seus dois estágios já foi realizada em 2021 e o resultado foi surpreendente. O paciente que tinha contraindicação ao transplante convencional e estava em cuidados paliativos foi submetido ao implante heterotópico como “ponte para candidatura”. Em menos de 40 dias houve queda significativa da pressão pulmonar e o segundo estágio foi realizado com sucesso. Ele não tinha acesso ao dispositivo mecânico de longa permanência pelo alto custo.

Esquema demonstrando modificação técnica do transplante heterotópico e, na sequência, aspecto final do segundo estágio do procedimento.

Há ainda muito a ser estudado sobre esse tema e entendemos que precisamos realizar outros casos para melhores conclusões. O fato é que desde já, com apenas um caso realizado, a técnica idealizada por Gaiotto et al. já se mostrou promissora, uma vez que poderá trazer uma alternativa barata e eficaz para os pacientes com hipertensão pulmonar fixa.8 Seria o renascimento do transplante heterotópico, agora em nova configuração? Uma esperança aos pacientes em cuidados paliativos e que nunca terão acesso aos dispositivos mecânicos de longa permanência.

Agradecimentos

Agradecimento especial ao Dr Lucas Fernandes Bonamigo pelo desenho realizado.