Nel 1959, lavorando con Richard R. Lower, Shumway trapianta il cuore di un cane in un meticcio di 2 anni. L’animale era riuscito a sopravvivere otto giorni, dimostrando come fosse possibile mantenere la circolazione sanguigna in un ricevente, tutelando l'organo donato. Dopo questo esperimento, il medico e i suoi colleghi hanno trascorso i successivi otto anni a perfezionare la tecnica operando con gli animali, fino a raggiungere un tasso di sopravvivenza del 60 al 70 percento. Shumway si era espresso in merito dicendo:"Abbiamo iniziato ad operarli animali come esercizio tecnico e incredibilmente hanno cominciato a sopravvivere."