Desenvolvimento de protocolos pré-clínicos de terapia celular em roedores para o tratamento da cardiopatia isquêmica

Abstract

As doenças coronarianas, entre elas o infarto agudo do miocárdio, possuem alta incidência, morbidade e mortalidade e são um sério problema de saúde pública. A hipertensão arterial é considerada uma das principais causas de doença isquêmica do coração. A isquemia que provoca o infarto leva ao adverso remodelamento do músculo cardíaco e a depressão da função cardíaca. As células que sobrevivem à isquemia primária respondem com hipertrofia ao invés de proliferação, devido à capacidade mitótica limitada do cardiomiócito adulto. A terapia celular surge como uma alternativa de regeneração para o tecido cardíaco.Este trabalho teve como objetivo analisar os tipos de células e vias de administração mais apropriadas para regeneração cardíaca em modelos animais. Em dois de nossos estudos, utilizamos fêmeas de uma linhagem de ratos espontaneamente hipertensos (SHR, spontaneously hypertensive rats), nos quais já existe um comprometimento orgânico prévio ao infarto. Os animais foram submetidos à oclusão da artéria coronária descendente para indução do infarto. O efeito de células totais da medula óssea foi comparado com o de sua subpopulação de células-tronco mesenquimais, em duas vias de administração (sistêmica e intramiocárdica). As células foram coletadas de machos singenéicos. No terceiro estudo, usamos uma linhagem de camundongos geneticamente modificada para indução de insuficiência cardíaca (linhagem nocaute para receptores adrenérgicos α2a e α2c), a fim de verificar a ação das células-tronco mesenquimais ao longo do tempo (12 meses). No primeiro estudo comparamos os dois tipos celulares pela via endovenosa e verificamos que células totais da medula produziram uma significativa melhora na regeneração da função cardíaca. Esta mesma ação foi mostrada pela célula-tronco mesenquimal quando administrada de forma intracardíaca. Como em nossos experimentos não foram observadas células masculinas no coração das fêmeas receptoras dos transplantes, mesmo com a realização de PCR e nested PCR, a secreção de fatores parácrinos parece ter sido o mecanismo responsável pela melhora funcional e tecidual produzida pelas células. No terceiro estudo houve uma melhora significativa na função cardíaca e na mortalidade dos camundongos tratados vs seus controles. Como conclusão destes estudos, acreditamos que os experimentos aqui desenvolvidos, representando modelos animais mais fiéis à doença cardíaca humana, permitiram a comparação de diferentes preparações de células e vias de administração e podem assim contribuir de maneira bastante importante para a padronização de protocolos pré-clinicos para regeneração cardíaca.

Coronary diseases, including acute myocardial infarction, have high frequency, morbidity and mortality, representing a major health problem. Arterial hypertension is one of the main causes of myocardial infarction. The ischemia which is responsible for the infarction results in remodeling of the cardiac muscle and depression of heart function. The cells surviving to the primary ischemic process have limited mitotic capacity and mostly undergo hypertrophy. Cell therapy represents an interesting alternative for the regeneration of the cardiac muscle. This work aimed to analyze different types of cell preparations and routes of administration, to determine more efficient models of heart regeneration in animal models. In two of the studies, SHR (spontaneously hypertensive rat) were used. The animals, that present a previous organic deficiency, were submitted to occlusion of the descending coronary artery to induce a myocardial infarction. The effect of total bone marrow cells was compared to that of mesenchymal stem cells, after systemic or intramyocardial delivery. The cells were obtained from syngeneic males. In the third study, a murine strain genetically modified for the induction of heart failure (knockout for α2a and α2c adrenergic receptors) was used, to evaluate the long-term therapeutic potential of mesenchymal stem cells. In the first study, the two cell populations were systemically administered, and the results showed that total bone marrow cells result in improved recovery of cardiac function as compared to mesenchymal stem cells. On the other hand, this cell type was superior in recovering cardiac function after intramyocardial delivery. Since transplanted male cells were not detected in the heart of recipient femalesby PCR or nested PCR, the mechanism of repair more probably involve the secretion of paracrine factors. In the third study, we observed a significant improvement of cardiac function in the mice transplanted with mesenchymal stem cells, as compared to control animals. In conclusion, we believe that the experiments performed in this work, representing models more faithful to heart failure in humans, allowed the adequate comparison of different types of cells and routes of administration, and may thus give important contribution to the standardization of pre-clinical protocols of heart regeneration.