Asistencia y regeneración del miocardio combinando terapia celular e ingeniería de tejidos. Resultados del estudio clínico MAGNUM / Myocardial regeneration and asistance combined cardiac tissue engineering and stem cell therapy. Outcome of trial MAGNUM

Objetivos. El trasplante celular para la regeneración del miocardio está limitado por la escasa viabilidad del injerto y la baja retención celular. En la miocardiopatía isquémica la matriz extracelular está profundamente alterada, por consiguiente, sería importante asociar un procedimiento para regenerar las células miocárdicas y restaurar la función de la matriz extracelular. En este estudio clínico, fue evaluada la terapia celular intrainfarto asociada a una matriz de colágeno sembrada con células e implantada sobre ventrículos infartados.Métodos. En 15 pacientes (54,2±3,8 años de edad) que presentaban cicatrices miocárdicas postisquémicas en el ventrículo izquierdo (VI) y con indicación de cirugía de revascularización miocárdica, se implantaron, durante la operación, células de la médula ósea mononucleares autólogas (CMO) en la cicatriz. Se agregó sobre esa zona infartada una matriz de colágeno tipo I con el mismo número de CMO

Resultados. No hubo mortalidad ni eventos adversos relacionados (seguimiento 15±4,2 meses). La clase funcional según la New York Heart Association (NYHA) mejoró de 2,3±0,5 a 1,4±0,3 (p=0,005). El volumen de fin de diástole del VI evolucionó de 142±24 a 117±21 mL (p=0,03), el tiempo de desaceleración del llenado del VI mejoró aumentando de 162±7 mseg a 196±8 mseg (p=0,01). El espesor del área cicatrizada progresó de 6±1,4 a 9±1,5 mm (p=0,005). La fracción de eyección (FE) mejoró de 25±7 a 33±5% (p=0,04).Conclusiones. La inyección intramiocárdica de células de médula ósea y la fijación simultánea de una matriz sembrada con progenitores celulares (stem cells) sobre el epicardio fue simple y sin complicaciones. La matriz de colágeno aumento el espesor de la zona del infarto con nuevos tejidos viables, limitando la dilatación ventricular y mejorando la función diastólica. Estos resultados positivos no pueden ser absolutamente relacionados a las células y la matriz, pues se asociaron puentes de revascularización coronaria. En conclusión, la ingeniería de tejidos puede extender las indicaciones y beneficios de la terapia con células madre en cardiología, convirtiéndose en un camino prometedor para la creación de un “miocardio bioartificial”

Objectives. Stem cell therapy for myocardial regeneration is limited by poor graft viability and low cell retention. In ischemic cardiomyopathy the extracellular matrix is pathologically modified, therefore it could be important to associate a procedure aiming at regenerating both, myocardial cells and the extracellular matrix. We evaluated intrainfarct cell therapy associated with a cell-seeded collagen scaffold grafted onto infarcted hearts.Methods. In 15 patients (aged 54.2±3.8 years) presenting LV postischemic myocardial scars and with indication for a single off-pump-CABG, autologous mononuclear bone marrow cells (BMC) were implanted during surgery in the scar. A 3D collagen type I matrix seeded with the same number of BMC was grafted onto the infarction zone.Results. There was no mortality and any related adverse events (follow-up 15±4.2 months). NYHA FC improved from 2.3±0.5 to 1.4±0.3 (p=0.005). LV end-diastolic volume evolved from 142±24 to 117±21 mL (p=0.03), LV filling deceleration time improved from 162±7 ms to 196±8 ms (p=0.01). Scar area thickness progress from 6±1.4 to 9±1.5mm (p=0.005). EF improved from 25±7 to 33±5% (p=0.04).Conclusions. Simultaneous intramyocardial injection of mononuclear bone marrow cells and fixation of a BMC-seeded matrix onto the epicardium is feasible and safe. The cell seeded collagen matrix seems to increase the thickness of the infarct scar with viable tissues and help to normalize cardiac wall stress in injured regions, thus limiting ventricular remodelling and improving diastolic function. Patients’ improvements can not be conclusively related to the cells and matrix due to the association of CABG. Cardiac tissue engineering should extend the indications and benefits of stem cell therapy in cardiology, becoming a promising way for the creation of a “bioartificial myocardium”

Stem cells and their potential as cardiac therapeutics.

Stem cells are the foundation cells for every organ and tissue in the body. They are undifferentiated cells that under proper conditions begin to develop into specialized tissues and organs. Most of the body’s specialized cells cannot be replaced by natural processes if they are seriously damaged or diseased, such as in Myocardial Infarction. Recent interest has focused on stem cells, which can proliferate, and differentiate into cardiomyocytes.This paper aim to provide overview of stem cell transplantation in myocardial infarction, milestones and setbacks in the study of cellular cardiomyoplasty.

Perspectivas de las células tallo en infartos del miocardio / Stem cell perspectives in myocardial infarctions

Myocardial infarction is the leading cause of congestive heart failure and death in industrializated countries. The cellular cardiomyoplasty has emerged as an alternative treatment in the regeneration of infarted myocardial tissue. In animals' models, differents cellular lines such as cardiomyocites, sheletal myoblast, embryonic stem cells and adult mesenchymal stem cells has been used, resulting in an improvement in ventricular function and decrease in amount of infarted tissue. The first three cells line have disvantages as they are allogenics and are difficult to obtain. The adult mesenchymal stem cells are autologous and can be obtained throught the aspiration of bone marrow or from peripherical circulation, prior to stimulating with cytokines (G-CSF). The implantation in humans with recent and old myocardial infarction have shown improvements similar to those shown in animal models. These findings encourage the continued investigation in the mechanism of cellular differentiation and implantation metods in infarted myocardial tissue.

El infarto del miocardio es la principal causa de falla cardiaca y muerte en países industrializados. A la fecha, la cardiomioplastia celular ha emergido como una alternativa en la regeneración de infartos miocárdicos. En modelos animales se han utilizado diferentes líneas celulares como cardiomiocitos fetales, mioblastos de músculo esquelético, células tallo embrionarias y células tallo mesenquimales del adulto, con mejoría en la función ventricular y disminución del área de tejido infartado. Las tres primeras líneas celulares tienen desventajas porque son alogénicas y difíciles de obtener. Las células tallo mesenquimales del adulto son autólogas y se pueden obtener de aspirados de médula ósea o de la circulación periférica previa estimulación con citocinas (G-CSF). La implantación de estas células en seres humanos con infartos del miocardio recientes y antiguos han mostrado mejorías similares a los reportes con modelos animales. Estos hallazgos alientan a continuar la investigación clínica y básica en busca de los mecanismos de diferenciación celular y selección de vías de implantación, en tejido miocárdico infartado.