Role of Notch signaling in the mammalian heart

Notch signaling is an evolutionarily ancient, highly conserved pathway important for deciding cell fate, cellular development, differentiation, proliferation, apoptosis, adhesion, and epithelial-to-mesenchymal transition. Notch signaling is also critical in mammalian cardiogenesis, as mutations in this signaling pathway are linked to human congenital heart disease. Furthermore, Notch signaling can repair myocardial injury by promoting myocardial regeneration, protecting ischemic myocardium, inducing angiogenesis, and negatively regulating cardiac fibroblast-myofibroblast transformation. This review provides an update on the known roles of Notch signaling in the mammalian heart. The goal is to assist in developing strategies to influence Notch signaling and optimize myocardial injury repair.

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”