Хирургическая доставка гена считается наиболее инвазивным подходом, поскольку обеспечение доступа к миокарду ассоциируется с существенной заболеваемостью. В контексте применения генной терапии у людей хирургическая доставка вектора потенциально выполнима во время открытой операции на сердце, посредством торакоскопии или во время фазы ex vivo трансплантации сердца.

Выбор хирургического подхода в значительной степени зависит от клинических обстоятельств, а также наличия альтернативных неинвазивных или чрескожных методов. Все эти подходы успешно использовались при переносе генов в миокард на доклинических моделях животных. Необходимо отметить, что начаты терапевтические исследования ангиогенеза ранней фазы при использовании хирургических протоколов у пациентов с хронической рефрактерной стенокардией. Доставка гена в миокард посредством множественных непосредственных инъекций у небольших животных с открытой грудной клеткой является хорошо установленной методикой. Это вызывает умеренную, но мультифокальную трансгенную экспрессию.

Используя недавно описанный метод доставки вектора, можно достичь улучшенной и более распространенной миокардиальной трансдукции. Суть этого метода состоит в доставке вектора через катетер, введенный в полость левого желудочка и продвигаемый краниально в корень аорты. В это время выполняется транзиторная окклюзия восходящей аорты и легочной артерии. Доставка вектора при этом методе основывается на создании транскоронарного градиента миокардиальной перфузии. Вариации этого метода включают отсутствие окклюзии легочной артерии, окклюзию дистальной, а не восходящей аорты, использование гипотермии для удлинения времени пережатия магистральных сосудов и фармакологическую индукцию асистолии.

Более недавние усовершенствования этого метода позволяют избежать хирургического вмешательства. Они состоят в окклюзии аорты и правых отделов сердца с помощью баллонных катетеров. При этом сохраняется способность доставлять вектор в проксимальный отдел аорты. Успешное применение этого метода на моделях небольших животных позволяет предполагать возможность экстраполяции в клинику при выполнении кардиохирургических вмешательств с пережатием аорты и подключением аппарата искусственного кровообращения.

Очень полезным было бы наличие эффективного и гомогенного метода доставки генов во время чрескожного коронарного вмешательства, избегая необходимости выполнения инвазивной процедуры. Описано несколько методов доставки гена, применявшихся у крупных животных посредством чрескожных методик. Первым из них являлась антеградная доставка гена в коронарные артерии с окклюзией коронарной артерии и коронарного синуса. Второй метод — селективная, регулируемая давлением ретроинфузия в коронарные вены во время окклюзии коронарной артерии у свиньи. Чтобы повысить диффузность и гомогенность распределения гена, очень важным является кратковременное прерывание коронарного кровотока и создание состояния с высоким давлением во время доставки вируса.

Позже был разработан чрескожный клинически применимый катетерный метод доставки гена, позволяющий выполнять селективный антеградный перенос гена в миокард с сопутствующей специфической блокадой коронарных вен и достижением высокой экспрессии гена в целевых зонах миокарда.

По мере расширения наших знаний молекулярной основы сердечно-сосудистых заболеваний количество молекулярных целей для каждого патофизиологического процесса, вероятно, будет увеличиваться. Поэтому читатель должен осознавать, что остальная часть этой главы представляет лишь те молекулярные цели, которые упоминались в литературе. Эти цели группируются в зависимости от интересующей ткани. Они включают миокард, сосудистое русло и проводящую систему сердца.