Haematopoietic stem cells improve cardiac function after infarction without permanent cardiac engraftment

Abstract

Background: Transplantation of bone marrow derived adult stem cells (BMC) improves cardiac function after acute myocardial infarction (MI). However, the cell population mediating myocardial recovery and the fate of the transplanted cells are still controversial. Aims: We determined the effects of Sca-1 + c-kit + lin À haematopoietic BMC on cardiac function after MI and the cell fate after transplantation. Methods: Sca-1 + c-kit + lin À BMC of male donor C57BL/6 mice were transplanted by intravenous injection into syngenic females after permanent MI. LV dimensions and function were determined by echocardiography and cardiac magnetic resonance imaging, transplanted BMC were identified by Y chromosome DNA in situ hybridization. Results: BMC treatment completely prevented LV dilation (LV enddiastolic volume BMC 70 T 16 Al vs. control 122 T 41 Al; p < 0.05) and improved fractional shortening (BMC 22.9 T 8% vs. control 15.4 T 8.4%; p < 0.05) and ejection fraction (BMC 68.2 T 6.6% vs. control 52 T 14.3%, p < 0.05) as early as 3 days after transplantation, but did not decrease infarct size (BMC 27 T 6% vs. control 28 T 7%, p = n.s.). After 4 weeks, only sporadic cells of male origin were identified in infarcted hearts (<0.01% of periinfarct cells). Conclusion: Intravenous injection of sca-1 + c-kit + lin À BMC after MI improves LV dimensions and function without evidence for long term engraftment.

You Can’t Judge a Book by Its Cover

“…14 Likewise, a recent study has shown that intravenous administration of bone marrow-derived male hematopoietic stem cells into female recipient mice improved left ventricular dimensions and function, as assessed by echocardiography and magnetic resonance imaging, despite the fact that less than 0.01% of the initially injected population could be identified 4 weeks later. 15 Altogether, these data strengthen the concept that the functional benefits of bone marrow cell transplantation may be primarily mediated by paracrine mechanisms. One of the major targets of this paracrine signaling is likely to be angiogenesis (proliferation of preexisting vessels) and vasculogenesis (new blood vessel formation).…”

Three-, 6-, and 12-month results of autologous transplantation of mononuclear bone marrow cells in patients with acute myocardial infarction

“…At present, we do not know the mechanism of action of the implanted cells in studies which found improvement in myocardial function or perfusion following the cell therapy. Recently, several experimental projects described no or only negligible transdifferentiation of adult stem cells into the myocytes [24][25][26][27], and the benefit of cell transplantation may be induced by the paracrine stem cell effect [28,29] which can be only transient. In addition, the duration of survival of implanted cells or the duration of their biological effect are not known.…”

Hypoxic Preconditioning of Stem Cells as a New Approach to Increase the Efficacy of Cell Therapy for Myocardial Infarction

“…Так, было по-казано, что СК гематопоэтической фракции клеток кост-ного мозга, а также стромальные клетки (мезенхимальные стволовые клетки) могут дифференцироваться в кардио-миоциты, эндотелиоциты и клетки гладкой мускулатуры кровеносных сосудов [16][17][18][19]. Однако последующие ис-следования показали, что СК костного мозга не диффе-ренцируются в кардиомиоциты [20][21][22]. Точка зрения о том, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) являются плюрипотентными, то есть способными диф-ференцироваться в любые другие клетки, сейчас счита-ется ошибочной [23].…”

“…Точка зрения о том, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК) являются плюрипотентными, то есть способными диф-ференцироваться в любые другие клетки, сейчас счита-ется ошибочной [23]. Многие исследователи полагают [22,[24][25][26][27], что улучшение сократительной функции поврежденного сердца после трансплантации стволо-вых клеток происходит опосредованно через стимуля-цию секреции паракринных факторов, способствующих выживанию кардиомиоцитов и формированию новых кровеносных сосудов в области поврежденной ткани. К подобным факторам относятся vascular endothelial growth factor (VEGF) [24,26,27], белок Sfrp2 (secreted frizzled related protein 2) [25], ангиопоэтин-2 [26].…”