The Presence and Extension of Myocardial Fibrosis in the Undetermined Form of Chagas' Disease: A Study Using Magnetic Resonance / Presença e Extensão da Fibrose Miocárdica na Forma Indeterminada da Doença de Chagas: Estudo de Ressonância Magnética

Abstract Background: Previous data has shown that patients in the indeterminate form of Chagas disease may present myocardial fibrosis as shown on through magnetic resonance imaging (MRI). However, there is little information available regarding the degree of severity of myocardial fibrosis in these individuals. This variable has the potential to predict the evolution of Chagas' disease into its cardiac form. Objectives: To describe the frequency and extent of myocardial fibrosis evaluated using an MRI in patients in the indeterminate form, and to compare it with other forms of the disease. Methods: Patients were admitted one after another. Their clinical history was collected and they were submitted to laboratory exams and an MRI. Results: Sixty-one patients with Chagas' disease, with an average age of 58 ± 9 years old, 17 patients in the indeterminate form, 16 in the cardiac form without left ventricular (LV) dysfunction and 28 in the cardiac form with LV dysfunction were studied. P <0.05 was considered to be statistically significant. Late enhancement was detected in 37 patients (64%). Myocardial fibrosis was identified in 6 individuals in indeterminate form (41%; 95% CI 23-66) in a proportion similar to that observed in cardiac form without LV dysfunction (44%); p = 1.0. Among the individuals with fibrosis, the total area of the affected myocardium was 4.1% (IIQ: 2.1 - 10.7) in the indeterminate form versus 2.3% (IIQ: 1-5) in the cardiac form without LV (p = 0.18). The left ventricular fraction ejection in subjects in the indeterminate form was similar to that of the individuals in the cardiac form without ventricular dysfunction (p = 0.09). Conclusion: The presence of fibrosis in the indeterminate form of Chagas' disease has a frequency and extension similar to that of in the cardiac form without dysfunction, suggesting that the former is part of a subclinical disease spectrum, rather than lacking cardiac involvement.

Resumo Fundamento: Dados prévios têm demonstrado que pacientes na forma indeterminada podem apresentar fibrose miocárdica à ressonância magnética (RM). No entanto, são poucas as informações disponíveis quanto ao grau de fibrose miocárdica apresentada por esses indivíduos, o que guardaria relação com o potencial dessa variável na predição de evolução para a forma cardíaca da doença de Chagas. Objetivos: Descrever a frequência e extensão da fibrose miocárdica avaliada por RM em pacientes da forma indeterminada, comparando com as outras formas da doença. Métodos: Pacientes consecutivamente admitidos tiveram história clínica colhida e foram submetidos à realização de exames laboratoriais e RM. Resultados: Foram estudados 61 pacientes portadores da doença de Chagas, com média de idade de 58 ± 9 anos, sendo 17 pacientes na forma indeterminada, 16 na forma cardíaca sem disfunção do ventrículo esquerdo (VE) e 28 na forma com disfunção do VE. Foi considerado estatisticamente significante p < 0,05. Realce tardio foi detectado em 37 pacientes (64%). Foi identificada fibrose miocárdica em 6 indivíduos na forma indeterminada (41%; IC95% 23 - 66), proporção semelhante à observada na forma cardíaca sem disfunção do VE (44%); p = 1,0. Entre os indivíduos com fibrose, a área total do miocárdio acometida foi de 4,1% (IIQ: 2,1 - 10,7) na forma indeterminada versus 2,3% (IIQ: 1 - 5) na forma cardíaca sem disfunção do VE (p = 0,18). A fração de ejeção do ventrículo esquerdo nos indivíduos na forma indeterminada foi semelhante aos portadores da forma cardíaca sem disfunção ventricular (p = 0,09). Conclusão: A presença de fibrose na forma indeterminada da doença de Chagas tem frequência e extensão semelhante à forma cardíaca sem disfunção, o que sugere que a primeira faz parte de um espectro de doença subclínica, em vez da ausência de acometimento cardíaco.

Transplante de células mesenquimais de tecido adiposo na cardiopatia chagásica crônica experimental / Transplantation of adipose tissue mesenchymal stem cells in experimental chronic chagasic cardiopathy

FUNDAMENTO: A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, é uma das mais importantes causas de insuficiência cardíaca na América Latina. A terapia celular vem sendo investigada como uma possível opção terapêutica para pacientes com doenças cardiovasculares. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da terapia com células-tronco mesenquimais em um modelo experimental de cardiomiopatia chagásica crônica. MÉTODOS: Camundongos C57BL/6 foram infectados com 1000 tripomastigotas da cepa Colombiana de T. cruzi e, após seis meses de infecção, foram tratados com células-tronco mesenquimais derivadas de tecido adiposo humano (CTTAs) ou com meio DMEM (controle). O grupo tratado recebeu duas injeções intraperitoneais de CTTAs (1x106 células / dose), com um mês de intervalo entre as duas doses. Antes e após 1 e 2 meses de tratamento, os animais chagásicos e controles normais foram submetidos à eletrocardiograma e teste ergoespirométrico. Todos os animais foram sacrificados sob anestesia após 2 meses de tratamento, para análise histopatológica do coração. RESULTADOS: Não foi observada melhora de arritmias e da função cardiovascular no grupo tratado com CTTAs, porém secções de corações de camundongos deste grupo apresentaram uma redução significativa do número de células inflamatórias (p < 0,0001) e da área de fibrose (p < 0,01) em comparação com animais chagásicos tratados com DMEM. CONCLUSÃO: Deste modo, conclui-se que a administração de CTTAs por via intraperitoneal é capaz de reduzir inflamação e fibrose no coração de camundongos cronicamente infectados por T. cruzi, porém não teve efeitos na função cardíaca dois meses após o transplante.

BACKGROUND: Chagas disease, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, is a major cause of heart failure in Latin America. Tissue therapy has been investigated as a possible therapeutic option for patients with cardiovascular disease. OBJECTIVE: This study evaluated the effects of therapy with mesenchymal stem cells in an experimental model of chronic Chagasic cardiomyopathy. METHODS: C57BL/6 mice were infected with 1000 trypomastigotes from the Colombian strain of T. cruzi and, after six months of infection, were treated with mesenchymal human stem cells from adipose tissue (STAT) or with Dulbecco/Vogt modified Eagle's minimal essential medium - DMEM (control). The treated group received two intraperitoneal injections of STAT (1x10(6) cells/dose), with a month interval between the two doses. Before and after the first and second months of treatment, the chagasic and normal control animals underwent cardiopulmonary exercise testing and electrocardiography. All animals were sacrificed under anesthesia after two months of treatment for histopathological analysis of the heart. RESULTS: No improvement was observed in arrhythmias and cardiovascular function in the group of animals treated with STAT; however, sections of mice hearts in this group revealed a significant reduction in the number of inflammatory cells (p<0.0001) and areas of fibrosis (p<0.01) in comparison with chagasic animals treated with DMEM. CONCLUSION: Thus, it is concluded that administration of intraperitoneal STAT can reduce inflammation and fibrosis in the heart of mice chronically infected with T. cruzi; however, there were no effects on the cardiac function two months after transplantation.

Transplante de células da medula óssea na insuficiência cardíaca chagásica: relato da primeira experiência humana / Bone marrow cell transplantation in chagas' disease heart failure: report of the first human experience / Transplante de células de la médula ósea en la insuficiencia cardíaca de la enfermedad de chagas: relato de la Primera Experiencia Humana

FUNDAMENTO: Insuficiência cardíaca (IC) causada por Doença de Chagas (DC) é uma cardiomiopatia inflamatória progressiva que afeta milhões de pessoas na América Latina. Estudos com modelos de camundongo de IC devido à DC indicam que o transplante de células mononucleares derivadas da medula óssea (TCDMO) pode reduzir a inflamação, fibrose e melhorar a função miocárdica. OBJETIVO: O propósito desse estudo foi avaliar, pela primeira vez em seres humanos, a segurança e a eficácia de TCDMO no miocárdio de pacientes com IC devido à DC. MÉTODOS: Um total de 28 pacientes com IC devido à DC (média de idade de 52,2 ± 9,9 anos) com classe funcional NYHA III e IV foram submetidos à TCDMO através de injeção coronariana. Os efeitos na fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), capacidade funcional, qualidade de vida, arritmias e parâmetros bioquímicos, imunológicos e neuro-humorais foram avaliados. RESULTADOS: Não houve complicações diretamente relacionadas ao procedimento. A FEVE foi 20,1 ± 6,8 por cento e 28,3 ± 7,9 por cento, p < 0,03 a nível basal e 180 dias após o procedimento, respectivamente. No mesmo período, melhoras significantes foram observadas na classe funcional NYHA (3,1 ± 0,3 para 1,8 ± 0,5; p < 0,001), qualidade de vida (50,9 ± 11,7 para 25,1 ± 15,9; p < 0,001), e no teste de caminhada de seis minutos (355 ± 136 m para 437 ± 94 m; p < 0,01). Não houve alterações nos marcadores de ativação imune ou neurohormonais. Nenhuma complicação foi registrada. CONCLUSÃO: Nossos dados sugerem que a injeção intracoronariana de células derivadas da medula óssea é segura e potencialmente efetiva em pacientes com IC devido à DC. A extensão do benefício, entretanto, parece ser discreta e precisa ser confirmada em estudos clínicos maiores, randomizados, duplo-cegos, controlados com placebo.

BACKGROUND: Heart failure due to Chagas' disease (HFCD) is a progressive inflammatory cardiomyopathy that affects millions of individuals in Latin America. Studies using mice models of HFCD indicate that bone marrow mononuclear cell transplantation (BMCT) may reduce inflammation, fibrosis, and improve myocardial function. OBJECTIVE: The purpose of this study was to evaluate, for the first time in humans, the safety and efficacy of BMCT to the myocardium of patients with HFCD. METHODS: A total of 28 HFCD patients (mean age 52.2 ± 9.9 years) with NYHA class III and IV were submitted to BMCT through intracoronary injection. Effects on the left ventricle ejection fraction (LVEF), functional capacity, quality-of-life, arrhythmias, biochemical, immunological, and neuro-humoral parameters, were evaluated. RESULTS: There were no complications directly related to the procedure. LVEF was 20.1 ± 6.8 percent and 28.3 ± 7.9 percent, p < 0.03 at baseline and 180 days after the procedure, respectively. In the same period, significant improvements were observed in the NYHA class (3.1 ± 0.3 to 1.8 ± 0.5; p < 0.001), quality-of-life (50.9 ± 11.7 to 25.1 ± 15.9; p < 0.001), and in the six-minute walking test (355 ± 136 m to 437 ± 94 m; p < 0,01). There were no changes in markers of immune or neurohormonal activation. No complications were registered. CONCLUSION: Our data suggest that the intracoronary injection of BMCT is safe and potentially effective in patients with HFCD. The extent of the benefit, however, appears to be small and needs to be confirmed in a larger randomized, double blind, placebo controlled clinical trial.

FUNDAMENTO: La insuficiencia cardíaca (IC), causada por la enfermedad de Chagas (EC), es una cardiomiopatía inflamatoria progresiva que afecta a millones de personas en Latinoamérica. Estudios con modelos experimentales de IC en razón de la EC, nos indican que el transplante de células mononucleares derivadas de la médula ósea (TCMO), puede reducir la inflamación y la fibrosis, mejorando así la función miocárdica. OBJETIVO:El objetivo de este estudio fue evaluar, por primera vez en seres humanos, la seguridad y la eficacia del TCMO en el miocardio de pacientes con IC debido a la EC. MÉTODOS:Fueron estudiados un total de 28 pacientes con IC debido a la EC (con edad promedio 52,2 ± 9,9 años), en clases funcionales III y IV (NYHA), al TCMO por medio de una inyección coronaria. Se evaluaron los efectos en la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI), capacidad funcional, calidad de vida, arritmias y parámetros bioquímicos, inmunológicos y neurohumorales. RESULTADOS:No se registraron complicaciones relacionadas directamente con el procedimiento. La FEVI pasó de 20,1 ± 6,8 por ciento para 28,3 ± 7,9 por ciento, p < 0,03, cuando se comparó con el período basal y 180 días después del procedimiento, respectivamente. En el mismo período, también se observaron mejorías en la clase funcional NYHA promedio (3,1 ± 0,3 para 1,8 ± 0,5; p < 0,001), puntuación de calidad de vida de Minnesota (50,9 ± 11,7 para 25,1 ± 15,9; p < 0,001), y en el test de esfuerzo de seis minutos (355 ± 136 m para 437 ± 94 m; p < 0,01). No hubo alteraciones en los marcadores de activación inflamatoria o neurohormonales. Ninguna complicación fue registrada. CONCLUSIÓN:Nuestros datos sugieren que la inyección intracoronaria de las células derivadas de la médula ósea es segura y potencialmente efectiva en pacientes con IC debido a la EC. La extensión del beneficio, sin embargo, parece ser discreta, y necesita ser confirmada en los ensayos clínicos randomizados, doble ciegos, controlados con placebo.

Resultados iniciais do transplante de células de medula óssea para o miocárdio de pacientes com insuficiência cardíaca de etiologia chagásica / Early results of bone marrow cell transplantation to the myocardium of patients with heart failure due to chagas disease

OBJETIVO: Avaliar efeitos precoces do transplante de células de medula óssea para o miocárdio de pacientes com insuficiência cardíaca (IC) de etiologia chagásica. MÉTODOS: A amostra consistiu de 28 pacientes, idade média 52,2±9,9 anos, 24 masculinos, 25 em classe NYHA III e 3 em NYHA IV, apesar de tratamento otimizado. O procedimento consistiu na aspiração de 50ml de medula óssea, separação da fração mononuclear e injeção intracoronariana. Foram avaliados os efeitos sobre a fração de ejeção ventricular esquerda (FEVE), distância no teste de 6 minutos, qualidade de vida, classe NYHA, efeitos arritmogênicos e bioquímicos. RESULTADOS: Não houve complicações relacionadas diretamente ao procedimento. A fração de ejeção ventricular esquerda em repouso antes do transplante era 20,1±6,8 por cento e, após 60 dias, aumentou para 23,0±9,0 por cento, p = 0,02. Houve melhora da classe NYHA (3,1±0,3 para 1,8±0,5; p<0.0001); qualidade de vida (50,9±11,7 para 21,8±13,4; p<0.0001); distância caminhada (355±136 m para 443±110 m; p = 0,003). O número de extrassístoles ventriculares em 24h apresentou tendência à elevação (5.322±4.977 para 7.441±7.955; p = 0,062), porém sem incremento dos episódios de taquicardia ventricular (61±127 para 54±127; p = 0,27). CONCLUSÃO: Nossos dados demonstram que a injeção intracoro¡nariana de células mononucleares da medula óssea é exeqüível e sugere ser potencialmente segura e eficaz em pacientes com IC de etiologia chagásica.

The pathogenesis of Chagas' disease: when autoimmune and parasite-specific immune responses meet

Chagas' disease is a major health problem in Latin America, where it constitutes one of the leading causes of heart failure. About one fourth of Trypanosoma cruzi-infected individuals develop chronic chagasic cardiomyopathy (CChC), the most severe form of the disease. CChC is histologically characterized by the presence of multifocal inflammatory infiltrates in the heart, composed mainly by mononuclear cells, usually adhered to myocytes and leading to myocytolysis, and frequently by interstitial fibrosis. The pathogenesis of CChC is still unclear, despite intense investigations both in human beings and in animal models of the disease. Although tissue parasitism is rare in the chronic phase of infection, an immune response targeted to persistent parasites or parasite antigens is suggested, by some authors, as the pathogenic mechanism of CChC. Other researchers affirm that the lack of correlation between tissue parasitism and intensity of inflammation suggests, along with the presence of autoreactive immune responses, that CChC results from the action of an autoimmune response. Herein we review reports from the literature and our own data, which together indicate, on one hand, the participation of parasite-specific immune responses and, on the other hand, clearly demonstrate the participation of heart-specific immune responses in the pathogenesis of CChC. Moreover, multiple factors may determine whether an individual in the indeterminate form of the disease will develop CChC. The mechanisms by which T. cruzi breaks immunological tolerance to heart antigens are also discussed

Autoreactivity in chronic experimental Trypanosoma cruzy infection

The mechanisms by which Trypanosoma cruzi causes cardiomyopathy are discussed in this paper. The bulk of results suggests that autoimmunity is the main cause of the progressive cardiac destruction, and that autoreactivity is restricted to the CD4+ T-cell compartment. The various possibilities involved in the genesis of autoimmunity in chronic T. cruzi infection include molecular mimicry, antigen presentation and imbalance of immune regulation due to suppressor cell activities, idiotypic regulation and/or the influence of cytokines by the two mutually antagonistic type 1 and type 2 T-cell subsets.