Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute27890310.23868/gc278903Original Study ArticlesОригинальные исследованияResearch ArticleEffect of Bone Marrow Cell Intramyocardial Autotransplantation upon Perfusion of Ischemic Myocardium in ExperimentВлияние интрамиокардиальной аутотрансплантации клеток костного мозга на перфузию ишемизированного миокарда в экспериментеMatyukovA. A.МатюковА. А.
Russian Federation
redaktor@celltranspl.ruSaint-Petersburg State Pavlov Medical UniversityСанкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова150320061342472302202323022023Copyright ©; 2006, Eco-VectorCopyright ©; 2006, Эко-Вектор2006Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/278903

The article presents results of investigation into comparative evaluation of the effects of autologous intramyocardial transplantation of multipotent mesenchymal stromal cells taken from bone marrow and of mononuclear bone marrow fraction upon perfusion of a rabbit ischemic myocardium. Myocardial infarction was simulated by means of ligation of the left coronary artery descending branch. Myocardium perfusion was evaluated with single-photon emission computed tomography with the application of a radiopharmaceutic drug [RPD] 99mTc-tetraphosmine [Myoview] prior to the simulation of myocardial infarction and in 10 days, 1.5 months, 3,6 and 12 months. The animals were divided into three groups: the 1st group [n=12] included animals whom multipotent mesenchymal bone marrow stromal cells were introduced into the ischemic zone [2Ч106]; in the 2nd group [n=14] mononuclear bone marrow fraction was introduced [2Ч106]; and the 3rd group [n=15, control] where growth medium was used.

In all the animals of the1st and 2nd groups, considerable improvement of perfusion was observed in 1.5 months following the operation. Mean values of the RPD accumulation were 0.92±0.03 and 0.89±0.031 respectively. In the control group this value was 0.62±0.02. By the third month following the operation complete normalizing of perfusion occurred in the experimental groups with the RPD accumulation level of 1.00±0.02 and 0.98±0.01, whereas this parameter did not increase in the control group and was 0.61±0.01. On the 10th day after the operation the perfusion evenness parameters in pathologic and reference zones were as follows: in the 1st group - 2.7±0.2 and 2.1±0.2; in the 2nd group - 2.6±0.2 and 1.8±0.3; in the controls - 2.8±0.3 and 2.1±0.1. In 3 months after the infarction simulation these values did not significantly differ in the 1st and 2nd groups [1.9±0.2; 2.0±0.1 and 2.1±0.1; 2.0±0.2]; in the controls the unevenness of perfusion increased considerably and amounted up to 3.5±0.2 in the damaged segment as compared with 2.0±0.1 in the intact one.

В работе представлены результаты изучения влияния аутологичной интрамиокардиальной трансплантации мультипотентных мезенхимных стромальных клеток [ММСК] костного мозга и ядросодержащей фракции костного мозга на перфузию ишемизированного миокарда кролика. Инфаркт миокарда моделировался путем лигирования нисходящей ветви левой коронарной артерии. Оценку перфузии миокарда проводили методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии с использованием радиофармацевтического препарата [РФП]99m Тс тетрафосмина [Myoview] перед моделированием инфаркта миокарда и спустя 10 суток, 1,5 месяца, 3 месяца, 6 и 12 месяцев. Были сформированы три группы животных: 1 группа [n=12], которым в ишемизированную зону вводились ММСК костного мозга [2x106], 2 группа [n=14] - вводилась ядросодержащая фракция костного мозга [2x106] и 3 группа [n=15, контрольная], которым вводилась ростовая среда.

У всех животных 1-й и 2-й групп через 1,5 месяца после операции отмечалось значительное улучшение перфузии. Средние значения накопления РФП составили 0,92±0,03 и 0,89±0,03, соответственно. В контрольной группе - 0,62±0,02. К 3 месяцам после операции полная нормализация перфузии отмечалась в опытных группах, где уровень накопления РФП составил 1,00±0,02 и 0,98±0,01, тогда как в контрольной группе этот показатель не увеличился и равнялся 0,61±0,01. Показатели равномерности перфузии в патологической и референтной зонах на 10-е сутки после операции составили: в 1-й группе - 2,7±0,2 и 2,1 ±0,2; во 2-й - 2,6±0,2 и 1,8±0,3; в контрольной - 2,8±0,3 и 2,1±0,1. Через 3 месяца после моделирования инфаркта в 1-ой и 2-ой группах эти значения достоверно не отличались [1,9±0,2; 2,0±0,1 и 2,1 ±0,1; 2,0±0,2]; в контрольной группе неравномерность перфузии значительно выросла и составила 3,5±0,2 в пораженном сегменте по отношению к 2,0±0,1 в интактном сегменте.

myocardial infarctionmultipotent srtomal cellsmononuclear cellsbone marrowautologous transplantationperfusion of myocardiumsingle-photon emission computed tomographyинфаркт миокардамультипотентные мезенхимные стромальные клеткиперфузия миокардаоднофотонная эмиссионная компьютерная томографияГосударственный доклад о состоянии здоровья населения Российской Федерации в 2001 году. Здравоохранение Российской Федерации 2000; 2: 7-22.Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., Агеев Ф.Т. Медикаментозные пути улучшения прогноза больных хронической сердечной недостаточностью. 1997; М.: Инсайт: 77.Репин В.С. Трансплантация клеток: новые реальности в медицине. Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1998; 126 (приложение 1): 14-28.Chachques J.S., Salanson-Lajos C., Lajos C. et al. Cellular cardiomyoplasty for myocardial regeneration. Asian Cardiovasc. Thorac. Ann. 2005; 13(3): 287-96.Limbourg F.P., Ringes-Lichtenberg S., Schaefer A. et al. Haematopoietic stem cells improve cardiac function after infarction without permanent cardiac engraftment. Eur. J. Heart Fail. 2005; 7(5): 722-9.Murohara T., Ikeda H., Duan J. et al. Transplanted cord blood-derived endothelial precursor cells augment postnatal neovascularization. J. Clin. Invest. 2000; 105: 1527-36.Asahara T., Takahashi T., Masuda H. et al. VEGF contributes to postnatal neovascularization by mobilizing bone marrow-derived endothelial progenitor cells. EMBO J. 1999; 18: 3964-72.КаЩіеіе D.G., Sotiropoulou P.A., Karvouni E. et al. Transcoronary transplantation of autologous mesenchymal stem cells and endothelial progenitors into infarcted human myocardium. Catheter Cardiovasc. Interv. 2005; 65(3): 321-9.Shintani S., Murohara T., Ikeda H. et al. Augmentation of postnatal neovascularization with autologous bone marrow transplantation. Circ. 2001; 103: 897-5.Zhang S. Long-term effects of bone marrow mononuclear cell transplantation on left ventricular function and remodeling in rats. Life Sci. 2004; 74(23): 2853-64.Al-Khaldi A., Eliopoulos N., Martineau D. et al. Therapeutic angiogenesis using autologous bone marrow stromal cells. Ann. Thorac. Surg. 2003; 75(1): 204-9.Tang Y.L. Autologous mesenchymal stem cells for post-ischemic myocardial repair. Methods Mol. Med. 2005; 112: 183-92.Непомнящих Л.М. Морфология адаптивных реакций миокарда при экстремальных экологических воздействиях. Вестн. РАМН 1997; 3: 43-53.Полежаев Л.В. Состояние проблемы регенерации мышцы сердца. Усп. совр. биол. 1995; 115: 198-212.Matsunari I., Kanayama S., Yoneyama T. et. al. Myocardial distribution of 18F-FDG and 99mTc-sestamibi on dual-isotope simultaneous acquisition SPET compared with PET. E. J. of Nuclear Medicine 2002; 29(10): 1357-64.Фриденштейн А.Я. Стволовые остеогенные клетки костного мозга. Онтогенез 1991; 2: 189-97.Orlic D., Kajstura J., Chimenti S. et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature 2001; 410: 701-5.Tang Y.L., Zhao Q., Qin X. et al. Paracrine action enhances the effects of autologous mesenchymal stem cell transplantation on vascular regeneration in rat model of myocardial infarction. Ann. Thorac. Surg. 2005; 80(1): 229-36; discussion 236-7.Vandervelde S., Luyn M.J., Tio R.A. et al. Signaling factors in stem cell-mediated repair of infarcted myocardium. Mol. Cell Cardiol. 2005; 39(2): 363-76.Azarnoush K., Maurel A., Sebbah L. et al. Enhancement of the functional benefits of skeletal myoblast transplantation by means of coadministration of hypoxiainducible factor 1alpha. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2005; 130(1):173-9.Archundia A., Aceves J.L., Lopez-Hernandez M. et al. Direct cardiac injection of G-CSF mobilized bone-marrow stem-cells improves ventricular function in old myocardial infarction. Life Sci. 2005; 78(3): 279-83.Matsumoto R., Omura T., Yoshiyama M. et al. Vascular endothelial growth factor-expressing mesenchymal stem cell transplantation for the treatment of acute myocardial infarction. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005; 25(6): 1168-73.Yoon J., Min B.G., Kim Y.H. Differentiation, engraftment and functional effects of pre-treated mesenchymal stem cells in a rat myocardial infarct model. Acta Cardiol. 2005; 60(3): 277-84.Takakura N., Watanabe T., Suenobu S. et. al. A Role for Hematopoietic Stem Cells in Promoting Angiogenesis. Circ. 1999; 53(11): 452-68.Kobayashi T., Hamano K., Li T.S. et al. Angiogenesis induced by the injection of peripheral leukocytes and platelets. Surg. Res. 2002; 103: 279-86.