Ex vivo perfusion of the donor heart: Preliminary experience in high-risk transplantations

Summary

Background

The number of heart transplantations (HTs) has decreased in France since 2017 (−5%/year) despite a stable rate of patients referred on the waiting list. Ex vivo heart perfusion (EVHP) is an innovative approach for organ preservation, reducing graft ischaemic time and facilitating continuous organ monitoring before transplantation.

Aim

To report our preliminary experience of seven donor hearts preserved with EVHP, including the first heart resuscitated after circulatory-determined death in France.

Methods

Seven hearts were procured from donation after brain death (DBD) for HT or donation after circulatory-determined death (DCD) for research purposes (Protocol PFS20-004, Agence de la Biomédecine, La Plaine Saint-Denis, France). All grafts were preserved using the Organ Care System® (TransMedics Inc., Andover, MA, USA) for normothermic EVHP. Perfusion parameters were adjusted to achieve stable or decreasing arterial lactate trend consistent with suitability for organ transplantation.

Results

Indications for EVHP were assessment of a marginal graft in four cases, prolonged preservation in two cases (anticipated duration for retrieval of recipient's heart > 3 hours) and resuscitation after circulatory-determined death in one case. Median duration of EVHP was 270 (interquartile range 216–343) minutes. five were transplanted, with a median ex situ preservation time (ischaemic time + EVHP time) of 334 (interquartile range 326–444) minutes. The two other grafts were discarded for HT. Three recipients had extracorporeal life support after HT, and presented complete cardiac recovery within a week after HT. One patient died at day 11 because of septic shock. The 3-month survival rate was 75% among recipients. Three months after HT, the left ventricular ejection fraction was > 60% in all cases.

Conclusions

EVHP enabled safe prolonged preservation and assessment of marginal grafts. This approach provides an opportunity to expand the donor pool by resuscitating grafts from donors with extended criteria, including controlled DCD.

Résumé

Contexte

Le nombre de transplantations cardiaques (TC) décroît en France depuis 2017 (−5 % par an), malgré un nombre stable de patients inscrits sur liste d’attente. La perfusion cardiaque ex-vivo (PCEV) est une approche innovante permettant de réduire la durée d’ischémie tout en assurant un monitorage continu du greffon.

Objectif

Nous rapportons notre expérience préliminaire de greffons cardiaques préservés par PCEV, dont le premier greffon ressuscité après décès par arrêt circulatoire contrôlé (DACC) en France.

Méthodes

Sept greffons ont été prélevés sur donneurs en état de mort encéphalique (EME), ou donneur DACC (Protocole PFS20-004, Agence de la Biomédecine, La Plaine Saint-Denis, France). Tous les greffons ont été préservés par l’Organ Care System® (Transmedics Inc., Andover, MA, USA), seule machine transportable pour PCEV en normothermie. L’évolution du lactate artériel était le reflet de la viabilité du greffon en vue d’une HT.

Résultats

La PCEV a été réalisée pour 4 cas de greffons marginaux, 2 cas de préservation prolongée d’organe, et 1 cas de ressuscitation après DACC. La durée médiane de PCEV était de 270 (interquartile : 216–343) minutes. Cinq greffons furent transplantés, avec une durée médiane de préservation (ischémie + PCEV) de 334 (interquartile : 326–444) minutes. Deux greffons ne furent pas transplantés : 1 greffon EME ayant une évolution métabolique défavorable durant la PCEV ; et 1 greffon dont la transplantation n’était pas autorisée (DACC) mais dont l’évolution métabolique était favorable. Trois patients ont eu une assistance circulatoire post-transplantation, avec une récupération de la fonction myocardique complète après 24 heures. Un patient est décédé au 11^e jour de choc septique après la TC. La survie à 3 mois était de 75 % chez les receveurs. Aucun rejet aigu n’est survenu dans les 90 jours après TC et la fraction d'éjection ventriculaire gauche était > 60 % chez tous les patients.

Conclusions

La PCEV permet une préservation d’organe prolongée et un accès aux greffons marginaux, dont ceux issus de donneurs DACC.