Bases da terapia celular em cardiologia / Cell therapy in cardiology

O implante de células para o tratamento de doenças cardiovasculares encontra-se sob investigação em vários centros no mundo. Várias linhagens celulares, de células-tronco bem caracterizadas a frações contendo diferentes tipos de células, têm sido investigadas em modelos animais. Apesar dos avanços obtidos na última década, na área de ciência básica, com relação a esta nova modalidade terapêutica, diversas questões permanecem sem resposta. Pouco ainda se sabe sobre os mecanismos através dos quais a terapia celular possa gerar resultados efetivos. Adicionalmente, a melhor via para o transplante, o número total e a concentração de células, e o melhor tipo celular permanecem questões importantes, ainda sem definição. É fato de que diversas células da medula óssea exercem seus efeitos através de mecanismos parácrinos e de que existe um complexo mecanismo de interação, contato e liberação de sinais entre essas células e as outras populações celulares nos órgãos lesados. Atualmente, a maioria dos estudos em humanos se concentra em células de origem adulta e autóloga, em oposição ao uso de células de origem embrionária. Esta revisão analisa os principais ensaios clínicos que utilizaram células derivadas de medula óssea em quatro cardiopatias: doença arterial coronariana aguda e crônica, e nas cardiomiopatias chagásica e dilatada. Os resultados desses estudos demonstram que o procedimento é seguro e exequível, e potencialmente eficaz. Inquestionavelmente, mais estudos pré-clínicos e clínicos são necessários para acessar o real potencial benefício desse novo modelo terapêutico.

Cell transplantation for the treatment of cardiovascular diseases is being investigated in many centers throughout the world. Various cell lines, from well characterized stem cells to cell fractions containing different types of cells, have been investigated in animal models. Despite progress in the basic research of this new therapy obtained over the last decade, many questions remain unanswered. We still know very little about the mechanisms of action that may lead to positive results after cell therapy. Additionally, the best route for cell transplantation, the best number and concentration of cells and the best cell type for transplant remain important questions that are still undefined. It is a fact that many bone marrow cells exert their effects through paracrine mechanisms, and that a complex mechanism of interaction, contact and signal release exists between these cells and other cell populations in damaged organs. Currently the majority of human studies are focused on the use of adult and autologous cells in contrast to the use of embryonic cells. This review describes the main clinical trials that have been performed using bone marrow-derived cells in the setting of four distinct heart diseases: acute and chronic ischemic heart disease and chagasic and dilated cardiomyopathies. Results from these studies demonstrate the procedure to be safe and feasible, and potentially efficacious. Undoubtedly more pre-clinical and clinical studies are necessary to assess the real potential benefit of this new therapeutic model.

Correlation of myocardial interstitial collagen in the right ventricular septum with ventricular function of patients with ischemic cardiomyopathy.

BACKGROUND: Myocardial collagen content influences ventricular relaxation, contraction, and morphology. Its relationship with ventricular function in patients (Pts) with ischemic cardiomyopathy (ICMP) has not yet been fully studied in humans. OBJECTIVE: To assess the relationship between interstitial collagen content in non-infarcted areas of the right ventricular septum and ventricular function in ICMP. METHODS: 31 pts with coronary artery disease were divided into four groups as follows:The control group consisted of 7 pts with normal left (LVEF) and right (RVEF) ventricular ejection fraction (group C); Group 1: 5 patients with RVEF < 40%; Group 2: 9 pts with LVEF < 40%; and Group 3, 10 pts with biventricular dysfunction. RVEF and LVEF were measured by radionuclide angiography. For quantitative analysis of interstitial collagen volume fraction (CVF), endomyocardial biopsy specimens were taken from the right ventricle and stained with picrosirius red. RESULTS: Mean CVF was significantly higher in group 3, compared with the control group and with groups 1 and 2 (30.2 +/- 7.9% vs. 6.8 +/- 3.3% vs. 15.8 +/- 4.1% vs. 17.5+/-7.7%, respectively; p =0.0001). It was also significantly higher in patients belonging to group 2, compared with those in the control group (17.5 +/- 7.7% vs. 6.8 +/- 3.3%, p =0.0001). CVF was inversely correlated with RVEF (r = - 0.50, p = 0.003) and LVEF (r = -0.70, p = 0.0001). CONCLUSION: In ICMP, CVF is elevated in non-infarcted areas of the right ventricular septum and inversely correlated with right and left ventricular function.

Correlação do colágeno intersticial miocárdico do septo do ventrículo direito com a função ventricular em pacientes com cardiomiopatia isquêmica / Correlación del colágeno intersticial miocárdico del septo del ventrículo derecho con la función ventricular en pacientes con cardiomiopatía isquémica / Correlation of myocardial interstitial collagen in the right ventricular septum with ventricular function of patients with ischemic cardiomyopathy

FUNDAMENTO: O conteúdo de colágeno intersticial (CI) no miocárdio exerce influência no relaxamento e na contração ventricular. A sua relação com a função ventricular em pacientes (pcts) com cardiomiopatia isquêmica (CMPI) não está plenamente estudada em humanos. OBJETIVO: Avaliar a relação da quantidade de CI nas áreas não-infartadas no septo do ventrículo direito com a função ventricular na CMPI. MÉTODOS: 31pcts com doença arterial coronariana foram classificados em quatro grupos: Grupo C (Controle): 7pcts com as frações de ejeção dos ventrículos esquerdo (FEVE) e direito (FEVD) normais; Grupo 1: 5 pcts com FEVD < 40 por cento;Grupo 2: 9 pcts com FEVE < 40 por cento; Grupo 3: 10 pcts com disfunção de ambos os ventrículos. A FEVD e a FEVE foram calculadas por meio da angiocardiografia radionuclídica. As amostras para análise do por centoCI foram obtidas por meio de biópsia endomiocárdica do ventrículo direito e coradas pela técnica do picrosirius red. RESULTADOS: A média do por centoCI foi significativamente maior no grupo 3 quando comparada com o grupo-c e com os grupos 1 e 2 (30,2 ± 7,9 por cento vs. 6,8 ± 3,3 por cento vs. 15,8 ± 4,1 por cento vs. 17,5 ± 7,7 por cento, respectivamente; p = 0,0001). O por centoCI foi também significativamente maior nos pacientes do grupo 2 quando comparado com o controle(17,5 ± 7,7 por cento vs. 6,8 ± 3,3 por cento, p = 0.0001). O por centoCI apresentou correlação inversa com a FEVD (r = -0,50, p = 0.003) e FEVE (r = -0,70, p = 0,0001). CONCLUSÃO: Na CMPI, o por centoCI encontra-se elevado nas áreas não-infartadas no septo do ventrículo direito e apresenta correlação inversa com o a função ventricular direita e esquerda.

BACKGROUND: Myocardial collagen content influences ventricular relaxation, contraction, and morphology. Its relationship with ventricular function in patients (Pts) with ischemic cardiomyopathy (ICMP) has not yet been fully studied in humans. OBJECTIVE: To assess the relationship between interstitial collagen content in non-infarcted areas of the right ventricular septum and ventricular function in ICMP. METHODS: 31 pts with coronary artery disease were divided into four groups as follows:The control group consisted of 7 pts with normal left (LVEF) and right (RVEF) ventricular ejection fraction (group C); Group 1: 5 patients with RVEF < 40 percent; Group 2: 9 pts with LVEF < 40 percent; and Group 3, 10 pts with biventricular dysfunction. RVEF and LVEF were measured by radionuclide angiography. For quantitative analysis of interstitial collagen volume fraction (CVF), endomyocardial biopsy specimens were taken from the right ventricle and stained with picrosirius red. RESULTS: Mean CVF was significantly higher in group 3, compared with the control group and with groups 1 and 2 (30.2 ± 7.9 percent vs. 6.8 ± 3.3 percent vs. 15.8 ± 4.1 percent vs. 17.5±7.7 percent, respectively; p =0.0001). It was also significantly higher in patients belonging to group 2, compared with those in the control group (17.5 ± 7.7 percent vs. 6.8 ± 3.3 percent, p =0.0001). CVF was inversely correlated with RVEF (r = - 0.50, p = 0.003) and LVEF (r = -0.70, p = 0.0001). CONCLUSION: In ICMP, CVF is elevated in non-infarcted areas of the right ventricular septum and inversely correlated with right and left ventricular function.

FUNDAMENTO: El contenido de colágeno intersticial (CI) en el miocardio ejerce influencia en la relajación y en la contracción ventricular. Su relación con la función ventricular en pacientes (pcts) con cardiomiopatía isquémica (CMPI) no está plenamente estudiada en humanos. OBJETIVO: Evaluar la relación de la cantidad de CI en las áreas no infartadas en el septo del ventrículo derecho con la función ventricular en la CMPI. MÉTODOS: Se clasificaron a 31 pcts con enfermedad arterial coronaria en cuatro grupos: Grupo C (Control): 7 pcts con fracción de eyección de los ventrículos izquierdo (FEVI) y derecho (FEVD) normales; Grupo 1:5 pcts con FEVD < 40 por ciento; Grupo 2:9 pcts con FEVI < 40 por ciento; Grupo 3:10 pcts con disfunción de ambos los ventrículos. La FEVD y la FEVI se calcularon por medio de la angiocardiografía con radionúclidos. Las muestras para análisis del porcentaje de colágeno intersticial ( por cientoCI) se obtuvieron mediante biopsia endomiocárdica del ventrículo derecho y se colorearon con la técnica del picrosirius red. RESULTADOS: El promedio del por cientoCI fue significativamente mayor en el grupo 3 cuando comparado al grupo-c y a los grupos 1 y 2 (30,2 ± 7,9 por ciento vs. 6,8 ± 3,3 por ciento vs. 15,8 ± 4,1 por ciento vs. 17,5 ± 7,7 por ciento, respectivamente; p = 0,0001). El por cientoCI fue asimismo significativamente mayor en los pacientes del grupo 2 cuando comparado al control (17,5 ± 7,7 por ciento vs. 6,8 ± 3,3 por ciento, p = 0.0001). El por cientoCI presentó correlación inversa con la FEVD (r = -0,50, p = 0.003) y la FEVI (r = -0,70, p = 0,0001). CONCLUSIÓN: En la CMPI, el por cientoCI se encuentra elevado en las áreas no infartadas en el septo del ventrículo derecho y presenta correlación inversa con la función ventricular derecha e izquierda.

Bone-marrow mononuclear cell therapy of severe ischemic heart failure.

We describe cell therapy for severe ischemic heart failure using transendocardial injection of autologous bone-marrow-derived mononuclear cells. The treated patients had significantly less heart failure and angina, sustained significant improvement of pumping power, exercise capacity, cardiac muscle irrigation, and blood supply to the body. Electrical and mechanical mappings of the myocardium before and after the therapy, and anatomopathological examination of the myocardium of one of the patients that had deceased of a stroke eleven months after the treatment indicated sustained neoangiogenesis and improvement of activity and quantity of cardiomyocytes in the injected regions. Post-hoc analyses of injected cell phenotype and improvement of myocardial function indicate that presence of CD8+ and CD56+ cells does not correlate with good prognostics, suggesting a possibility of cell selection. For 'no-option' severe cardiac patients, significant benefits of cell therapy and absence of adverse effects may justify the application of bone-marrow-derived cell therapy.

[Sustained improvement in symptoms and exercise capacity up to six months after autologous transendocardial transplantation of bone marrow mononuclear cells in patients with severe ischemic heart disease]. / Melhora sintomática e da capacidade de exercício após o transplante autólogo, transendocárdico, de células mononucleares da medula óssea em pacientes com cardiopatia isquêmica grave, sustentada até o sexto mês de evolução.

OBJECTIVE: This study aimed at assessing the effects of autologous transendocardial transplantation of bone marrow mononuclear cells (ATTBMMC) on symptoms, exercise capacity, myocardial perfusion and contractility in patients with severe ischemic heart disease during a 6-month follow-up period. METHODS: This prospective study comprised 21 patients as follows: the first 14 patients forming the treated group, and the last 7 patients forming the control group. Initially, all patients underwent clinical and laboratory assessment, treadmill testing, echocardiography, myocardial scintigraphy, and 24-hour Holter. The bone marrow mononuclear cells (BMMC) were isolated, washed, and diluted in 0.9% saline solution for transendocardial injection in areas of viable myocardium in the treated group, (15 0.2-mL injections). All patients were reassessed in the end of 2 and 6 months of follow-up. RESULTS: The demographic data and other characteristics did not significantly differ between the groups in the initial evaluation. No major adverse events related to the ATTBMMC were observed. In the end of 6 months, a reduction in the ischemic area was observed on nuclear perfusion imaging (P=0.05), as was a significant improvement in symptoms, functional capacity, and left ventricular overall function. CONCLUSION: This study showed that transendocardial injections of BMMC are safe in human beings with ischemic heart disease associated with severe ventricular dysfunction. The effects observed in the short run were maintained up to the sixth month of follow-up.

Melhora sintomática e da capacidade de exercício após o transplante autólogo, transendocárdico, de células mononucleares da medula óssea em pacientes com cardiopatia isquêmica grave, sustentada até o sexto mês de evolução / Sustained improvement in symptoms and exercise capacity up to six months after autologous transendocardial transplantation of bone marrow mononuclear cells in patients with severe ischemic heart disease

OBJETIVO: Este estudo tem por objetivo avaliar os efeitos, no seguimento de 6 meses, do transplante autólogo, transendocárdico, de células mononucleares da medula óssea (TACMMO), sobre os sintomas, capacidade de exercício, perfusão e contratilidade miocárdica nos portadores de cardiopatia isquêmica grave. MÉTODOS: Vinte e um pacientes foram incluídos neste estudo prospectivo (os 14 primeiros pacientes, grupo tratado; os 7 últimos pacientes, grupo controle). Inicialmente todos os indivíduos foram submetidos à avaliação clínica e laboratorial, teste ergométrico, ecocardiograma, cintilografia miocárdica e Holter de 24 horas. As CMMO foram isoladas, lavadas e diluídas em salina 0,9 por cento para injeção transendocárdica em áreas de miocárdio viável no grupo tratado, (15 injeções de 0,2 ml). Todos os pacientes foram reavaliados ao final de 2 e 6 meses de acompanhamento. RESULTADOS: Os dados demográficos e demais características não diferiram significativamente entre os grupos na avaliação inicial. Não foram observados eventos adversos maiores relacionados ao TACMMO. Ao final de 6 meses, houve redução da área isquêmica na imagem de perfusão nuclear (p=0,05) e melhora significativa dos sintomas, da capacidade funcional e da função global do ventrículo esquerdo. CONCLUSAO: Este estudo demonstra a segurança da realização de injeções transendocárdicas de CMMO em humanos com cardiopatia isquêmica associada a grave disfunção ventricular. Os efeitos observados em curto prazo foram mantidos até 6 meses de acompanhamento.