Arq Bras Cardiol Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia G9ZhjGdSnRSKfvcGfsxWqpN S0066-782X2014002400011 00011 10.5935/abc.20140164 Original Articles Autologous Transplantation of Bone Marrow Adult Stem Cells for the Treatment of Idiopathic Dilated Cardiomyopathy Westphal Ricardo João 1 Bueno Ronaldo Rocha Loures 1 Galvão Paulo Bezerra de Araújo 1 Zanis José Neto 1 Souza Juliano Mendes 1 Guérios Ênio Eduardo 1 Senegaglia Alexandra Cristina 1 2 Brofman Paulo Roberto 2 Pasquini Ricardo 1 Cunha Claudio Leinig Pereira da 1 Universidade Federal do Paraná Hospital de Clínicas Curitiba PR Brazil Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná (UFRP); PR, Brazil Pontifícia Universidade Católica do Paraná Centro de Pesquisa Curitiba PR Brazil Centro de Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR)- Curitiba, PR, Brazil Mailing Address: Ricardo João Westphal, R. Prof. Paulo D'Assumpção, 902, Uberaba. Postal Code 81540-260. Curitiba, PR - Brazil. E-mail: rwestphal@cardiol.br

Author contributions

Conception and design of the research and Statistical analysis: Westphal RJ; Acquisition of data: Westphal RJ, Bueno RRL, Galvão PBA, Zanis Neto J, Souza JM, Senegaglia AC; Analysis and interpretation of the data: Westphal RJ, Bueno RRL, Guérios EE, Senegaglia AC; Obtaining financing: Westphal RJ, Pasquini R, Cunha CLP; Writing of the manuscript: Westphal RJ, Guérios EE; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Westphal RJ, Bueno RRL, Zanis Neto J, Souza JM, Guérios EE, Brofman PR, Pasquini R, Cunha CLP.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 04 11 2014 12 2014 103 06 521 529 05 04 2014 30 07 2014 05 08 2014 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Background:

Morbimortality in patients with dilated idiopathic cardiomyopathy is high, even under optimal medical treatment. Autologous infusion of bone marrow adult stem cells has shown promising preliminary results in these patients.

 Objective:

Determine the effectiveness of autologous transplantation of bone marrow adult stem cells on systolic and diastolic left ventricular function, and on the degree of mitral regurgitation in patients with dilated idiopathic cardiomyopathy in functional classes NYHA II and III.

 Methods:

We administered 4,54 x 108 ± 0,89 x 108 bone marrow adult stem cells into the coronary arteries of 24 patients with dilated idiopathic cardiomyopathy in functional classes NYHA II and III. Changes in functional class, systolic and diastolic left ventricular function and degree of mitral regurgitation were assessed after 3 months, 6 months and 1 year.

 Results:

During follow-up, six patients (25%) improved functional class and eight (33.3%) kept stable. Left ventricular ejection fraction improved 8.9%, 9.7% e 13.6%, after 3, 6 and 12 months (p = 0.024; 0.017 and 0.018), respectively. There were no significant changes neither in diastolic left ventricular function nor in mitral regurgitation degree. A combined cardiac resynchronization and implantable cardioversion defibrillation was implanted in two patients (8.3%). Four patients (16.6%) had sudden death and four patients died due to terminal cardiac failure. Average survival of these eight patients was 2.6 years.

 Conclusion:

Intracoronary infusion of bone marrow adult stem cells was associated with an improvement or stabilization of functional class and an improvement in left ventricular ejection fraction, suggesting the efficacy of this intervention. There were no significant changes neither in left ventricular diastolic function nor in the degree of mitral regurgitation.

 Cardiomyopathy, Dilated Stem Cells Transplantation, Autologous Introduction

Dilated Cardiomyopathy (DCM), the most common cardiomyopathy, is characterized by dilation of the left ventricle (LV) or both ventricles, eccentric hypertrophy, and systolic dysfunction1. Ventricular dilation, which is always present, can be mild, moderate, or severe, with left ventricular internal dimensions of up to 9.0 cm; decreased LV contractility may also occur to mild, moderate, and severe degrees, with or without pulmonary and/or systemic congestion symptoms. It is not uncommon for ventricular dilation to precede signs and symptoms of heart failure (HF). In approximately 50% of patients with DCM, the etiology cannot be identified; in these cases, patients are classified as having idiopathic DCM (IDCM)2.

Optimized medical therapy reduces the morbidity and mortality of patients with IDCM of New York Heart Association (NYHA)3 functional class II or III and clinical stage C of the American College of Cardiology/American Heart Association (AHA/ACC)4,5 classification according to disease progression. However, because this is a severe progressive disease with high mortality, drug treatment only slows progression to NYHA functional class IV in a significant number of patients, leading to early death or cardiac transplantation6,7. Therefore, there is an ongoing need for new and better methods of treating HF. Few trials in the literature have evaluated the efficacy of stem cell transplantation in treating patients with IDCM; however, the available results are promising8.

This study aimed to determine the effects of autologous transplantation of adult bone marrow stem cells (BMSCs) on systolic and diastolic LV function and on the degree of mitral insufficiency (MI) in patients with IDCM in NYHA functional classes II and III.

 Methods

This study was approved by the Ethics Committee on Human Research at the Hospital de Clinicas, Federal University of Paraná (UFPR), registered under process BANPESQ 2005016327, and recorded in CEP/HC 1001.040/2005/03. All patients participating in the study signed the free and informed consent form.

Between June 2007 and June 2013, 24 patients (mean age 51.4 ± 11.5 years, 70.8% male) with IDCM were prospectively studied. The patients were stable but had HF NYHA functional classes II and III, despite at least 3 months of optimized medical treatment, and underwent autologous transplantation of adult BMSC via intracoronary infusion.

The study included patients aged between 30 and 75 years, whose transthoracic Doppler echocardiograms demonstrated left ventricular diastolic dimensions > 58 mm and LV ejection fraction (LVEF) ≤ 34% according to Simpson's modified method9.

Exclusion criteria were as follows: presence of valvular disease, except mild to moderate functional MI or tricuspid insufficiency; coronary angiography showing ≥ 50% obstruction of one or more coronary arteries; seropositive status for Chagas disease or human immunodeficiency virus (HIV); current or previous use of cardiotoxic chemotherapy; abuse of alcohol or illegal drugs; history of sustained ventricular tachycardia; comorbidities impacting 2-year survival; and poor acoustic window for thoracic imaging.

Clinical evaluations were performed (anamnesis with special attention to determination of the functional class and physical examination, including anthropometric measurements) along with laboratory testing [hemogram, fasting blood glucose, creatinine, urea, potassium, uric acid, cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol (HDL cholesterol), triglycerides, transaminases, creatinine phosphokinase (CPK), thyroid-stimulating hormone (TSH), and free T4], electrocardiogram, and Doppler echocardiography in the pre-transplant period and 3 months, 6 months, and 1 year after transplantation, with annual follow-up thereafter.

Doppler ecocardiography protocol

Complete and standardized Doppler ecocardiographs were performed on an outpatient basis in the Cardiology Methods Service at Hospital das Clínicas at UFPR by a single operator with level 3 training in accordance with the guidelines established by the ACC/AHA consensus10. The echocardiographies were performed using a Hewlett Packard Sonos® 5500 model or a Philips Envisor® (Bothell, Seattle, WA, United States) with a 2.5-MHz sectorial transducer, utilizing recommended plans in terms of M mode, two-dimensional and Doppler (pulsed, color and tissue), with simultaneous and continuous recording of the electrocardiogram. Among the variables studied and detailed below, we used the average of three measurements.

The left ventricular systolic function was evaluated by means of LVEF, calculated using the modified two-dimensional biplane Simpson's method (Figure 1). Values ≥ 55% were considered normal9,11. As an indirect parameter of left ventricular systolic function, in M mode, the distance in millimeters was measured between E point in the mitral valve ultrasound, corresponding to the initial opening of the mitral valve, and the anterior ventricular septum in its maximum posterior movement. A maximum value of 6 mm was considered normal12.

Modified Simpson’s method to calculate the ejection fraction of the left ventricle (A) Four-chamber view; (B) two-chamber view; on the left, diastole; on the right, systole.

Left ventricular diastolic function was assessed by measuring the velocities of the diastolic E waves [NV = 60 (50-90) cm/s] and A waves [NV = 50 (40-90) cm/s] of the mitral diastolic flow, the E/A wave ratio [NV = 1.2 [0.8-1.8)], and the deceleration time of the E wave (DT - NV = 217 (178-187) ms], measured from the interval between the E wave peak and the extrapolated intersection between the flow deceleration and the base line13.

Using tissue Doppler, the the velocities of basal septal mitral ring movement waves were measured: systolic S (NV = 5.97 ± 1.14 cm/s), initial diastolic e' (NV = 7.91 ± 2.16 cm/s), and final diastolic a' (NV = 5.99 ± 1.73 cm/s). From this, the E/e' ratio was calculated (Figure 2)14. When atrial fibrillation rhythm was present, the E and e' wave measurements were performed over three consecutive beats, with cycles lasting between 10% and 20% of the mean cardiac rate.

Tissue Doppler with the sample volume positioned in the mitral valve ring plane, in the septal wall S: systolic wave; e': early diastolic wave; a': atrial systolic wave.

The maximum volume of the left atrium was determined using Simpson's method, excluding the left atrial appendage and the mouth of the pulmonary veins and considering the mitral ring plane as the lower atrial border (Figure 3). This volume was divided by the body surface area, resulting in the left atrial volume index (LAVI)9,15. The normal value for LAVI is 22 ± 6 mL/m2; however, because of its correlation with cardiovascular events, 32 mL/m2 was used as the upper limit for normal16-19.

Modified Simpson's method to calculate to calculate the left atrial volume (A) Four-chamber view; (B) two-chamber view.

Representing systolic and diastolic functions, the myocardial performance index, or Tei index, was defined as the ratio between the total isovolumetric times (contraction and relaxation) and left ventricular ejection time (NV = 0.34-0.44). This was calculated by subtracting the time between the beginning and the end of the systolic aortic flow from the time elapsed between the closing and the opening of the mitral valve, and dividing this result by LV ejection time (figure 4)20.

Method of calculating the myocardial performance index (IPM), or Tei index. ECG: electrocardiogram; TCI: isovolumetric contraction time; TRI: isovolumetric relaxation time; TE: ejection time.

MI was quantified by color Doppler using planimetry to obtain the outer border of the mitral regurgitant jet within the left atrium. The severity of MI was evaluated by the ratio between the area of the regurgitant jet and the area of the left atrium (ARJ/ALA): a relationship of <20% indicated discrete MI, 20%-40% indicated moderate MI, and >40% indicated significant MI (Figure 5)21.

Area of the regurgitant jet (ARJ) in relation to the area of the left atrium (ALA) in a case of significant mitral insufficiency (ARJ/ALA >40%). Bone marrow collection technique

The bone marrow was collected in the surgical center of the UFPR Hospital das Clínicas. In total, 30 mL of peripheral blood was collected to obtain autologous serum. The bone marrow was collected through multiple punctures (20) in both posterior iliac crests, always in distinct points. Approximately 5 mL was aspirated from each puncture in an attempt to reduce the contamination of the bone marrow with peripheral blood, totaling approximately 100 mL of bone marrow. The collected material was homogenized using Roswell Park Memorial Institute medium (RPMI medium) with the addition of penicillin 200 UI/mL and streptomycin 100 µg/mL as well as heparin sodium 350 units, in a proportion of one part bone marrow and one part medium. The tubes holding the bone marrow were sent for cell processing. The percentage of viable cells was determined by homogenization of 0.5 mL of the cell suspension with 0.1 mL of a Trypan blue 0.4% solution, followed by a count of at least 100 cells in a Neubauer chamber. The adult BMSCs were used on the patients on the same day they were collected.

 Intracoronary stem cell implant technique

Initially, coronarography using the Seldinger technique was performed to confirm the absence of coronary lesions and to describe the coronary arteries. It was followed by an infusion of autologous stem cells in the coronary arteries at a rate of 1 mL/min through an infusion catheter (AMICATH) positioned sequentially, using a 0.014'' guidewire, at the beginning of the left anterior descending (into which 10 mL of the solution was infused), the left circumflex (5 mL), and the right coronary artery (5 mL).

 Statistical analysis

The results of quantitative variables were described as means ± standard deviations. Qualitative variables were described by frequencies and percentages. The normality of the variables was analyzed using the Kolmogorov-Smirnov test. For each variable evaluated, each post-transplant evaluation was compared with the pre-transplant evaluation using the Student's t test for paired samples. Considering the first four assessment periods (pre-transplant and 3 months, 6 month, and 1 year after transplantation) for each variable, a patient's profile analysis was performed, assessing, assessing the homogeneity of patient progress over the period of 1 year. The patient survival time after transplantation was described by means of a Kaplan-Meier curve. p values < 0.05 indicated statistical significance. Data were analyzed using Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) version 20.0.

 Results

In the initial clinical evaluation, 10 patients (41.7%) were in NYHA functional class II, while 14 (58.3%) were in functional class III. The mean LVEF was 27.08 ± 5.12% (17%-34%). The basal electrocardiogram of five patients (20.8%) did not present conduction disturbances; four patients (16.6%) had left bundle branch conduction disorder; 15 patients (62.5%) presented with left branch block.

On average, 4.54 × 108 ± 0.89 × 108 (2.11 × 108 -5.06 × 108) adult BMSCs with 93.04% viability were injected into the coronary arteries. There were no complications related to bone marrow aspiration or the intracoronary infusion of adult BMSCs. In addition, these procedures revealed no clinical or electrocardiographic changes suggestive of myocardial ischemia.

In the long term after adult BMSC infusion, six patients (25%) showed an improvement from NYHA functional class III to II, while eight patients (33%) remained stable in the same functional class without complications. Five patients (20.8%) showed clinical complications with worsening in functional class: one due to renal failure after cholecystectomy, one due to bronchial pneumonia and pleural effusion, and one due to acute atrial fibrillation rhythm reverted using electrical cardioversion. The other two patients (8.3%) received cardiac resynchronization therapy: one for the worsening of HF and the other for nonsustained and sustained ventricular tachycardia. With clinical management, four of these patients returned to their initial functional class, while one patient improved by one functional class.

During the follow-up period, eight (33.3%) deaths occurred; of these, four (16.6%) patients had sudden cardiac death and four (16.6%) terminal HF. Figure 6 shows the graph of the Kaplan-Meier survival curve for the sample studied.

Kaplan-Meier survival curve for the sample studied

With regard to the echocardiographic parameters observed, compared with pre-transplant levels, a continuous and significant improvement in LVEF was observed during clinical follow-up, with an average increase of 8.9%, 9.7%, and 13.6% after 3 months, 6 months, and 1 year, respectively (p < 0.05 for all). This occurred at the expense of a significant decrease in the LV end systolic volume without a significant change in the end diastolic volume. The distance between E point and the ventricular septum in M mode, significantly reduced in the first 3 months after transplantation and remained stable during later follow-up. DT, in turn, significantly increased during the 3-month period, returning to the base levels and remaining stable. The remaining parameters (LAVI, ARJ/ALA, E/A ratio, E/e' ratio, and Tei index) showed no statistically significant variations in comparisons between pre-transplant values and the various post-transplant stages (Table 1).

Echocardiographic parameters at baseline and follow-up
Variable Pre-transplant (n = 23) 3 months (n = 23) 6 months (n = 23) 1 year(n = 22) 2 years (n = 13) 3 years (n = 9)
LVEF (%) 26.91 ± 5.16 29.30 ± 6.04* 29.57 ± 6.54* 30.41 ± 7.85* 33.54 ± 8.14* 36.11 ± 10.06*
ESV (mL) 212.65 ± 68.34 200.48 ± 77.61* 191.91 ± 78.46* 201.36 ± 82.37* 179.62 ± 96.08* 160.44 ± 93.03*
EDF (mL) 288.48 ± 80.60 278.39 ± 88.26 267.61 ± 89.04* 283.23 ± 91.70 260.23 ± 115.55 237.67 ± 102.4*
SV (mL) 75.87 ± 19.95 77.87 ± 17.67 75.87 ± 18.54 82.00 ± 19.46 80.31 ± 22.91 77.22 ± 14.74
E-SV (mm) 25.48 ± 5.36 24.57 ± 4.90* 24.70 ± 6.14 25.05 ± 5.39 26.69 ± 5.59 22.78 ± 7.63
LAVI (mL) 59.17 ± 17.42 54.26 ± 20.74 54.22 ± 22.51 57.23 ± 20.42 60.69 ± 27.52 50.44 ± 22.37
E/A 1.44 ± 0.66 1.37 ± 0.99 1.43 ± 1.04 1.71 ± 1.13* 1.34 ± 0.94‡ 1.06 ± 0.75§
DT (ms) 203.26 ± 48.02 243.81 ± 101.98* 205.91 ± 79.32 213.45 ± 83.025 214.69 ± 55.14 223.11 ± 87.19
E/e' 12.83 ± 4.76 12.13 ± 3.79 12.74 ± 4.49 13.59 ± 4.81 11.69 ± 3.68 12.11 ± 3.44
Tei index 0.93 ± 0.25 0.86 ± 0.27 0.87 ± 0.36 0.84 ± 0.33 0.98 ± 0.31 0.92 ± 0.32
ARJ/ALA 26.34 ± 11.85 26.00 ± 9.70 26.33 ± 10.94 30.06 ± 12.75 22.72 ± 7.81 26.24 ± 11.56

LVEF: left ventricular ejection fraction; ESV: end systolic volume; EDV: end diastolic volume; SV: systolic volume; E-SV: distance between E point and the ventricular septum in M mode; LAVI: left atrial volume index; E/A: relationship between E and A wave speeds in diastolic mitral flow; DT: E wave deceleration time; E/e': relationship between E wave in diastolic mitral flow and e' wave movement in the septal basal area of the mitral ring; ARJ/ALA: ratio between the area of the mitral regurgitant jet and the area of the left atrium.

p < 0.05 in comparison with pre-transplant values;

n = 21, as one patient developed unreverted atrial fibrillation;

n = 12;

n = 8.

 Discussion

The benefit of stem cells in the treatment of cardiovascular diseases is related to possible neovascularization and myocardial tissue formation because of these cells' ability to acquire the characteristics of other cell lines such as myocytes, vascular smooth muscle cells, and endothelial cells(22.23). In addition, adult BMSCs injected into the coronary arteries can indirectly contribute to cardiac regeneration by releasing several peptides, which have a paracrine effect on the myocardium and the resident cardiac progenitor cells24,25.

Clinical and experimental studies26-33 suggest benefits from stem cell therapy in ischemic and Chagas-related DCM, mainly because of a decrease in fibrosis and an increase in vasculature but without concrete evidence of transdifferentiation of stem cells into cardiomyocites. However, these studies did show a significant improvement in the functional class and left ventricular systolic function, as assessed by LVEF. Seth et al.8performed intracoronary stem cell transplantation in patients with DCM, obtaining an improvement in the functional class and a significant 5.4% increase in LVEF in the treated group over a 6-month follow-up period. Vrtovec et al28 performed intracoronary CD34 stem cell transplantation in 28 patients with IDCM guided by contractile alterations accented by scintillography, with a control group. After 1 year, patient LVEF increased from 25.5 ± 7.5% to 30.1 ± 6.7% (p = 0.03), the distance in the 6-min walk test increased, and the level of the natriuretic peptide NT-proBNP decreased, along with potential increased survival; this result persisted during the 5-year follow-up period29. Vilas-Boas et al.33 conducted stem cell transplantation in 28 patients with Chagas-related HF and demonstrated in increase in LVEF from 20.1 ± 6.8% (base) to 28.3 ± 7.9% (p < 0.03) 6 months after the procedure. In our sample, an improvement or stabilization of the functional class was observed in a significant number of patients, in addition to an important evolutionary improvement in LVEF compared with pre-transplant base values, with an average increase of 8.9%, 9.7%, and 13.6% after 3 months, 6 months, and 1 year, respectively; these values persisted until 3 years after the procedure. Consistent with the findings in the literature8, this increase was due to a reduction in ESV and stability of EDV and SV.

The E-SV parameter demonstrated a discreet decrease between the pre-procedure period and 3 months post-procedure but remained stable during follow-up and comparisons between pre-procedure and 6 months post-procedure and pre-procedure and 1 year post-procedure. It is known that this parameter increases with decreased ejection fraction, possibly as a result of the remodeling of the ventricular cavity with increasing diameters, primarily the anteroposterior and ventricular volumes. However, in this study, we did not observe any increase, probably because of the presence of left bundle branch block, an intraventricular conduction disturbance, and intraventricular dyssynchrony, which was present in 19 (79.2%) of the 24 patients9.

The E/A ratio of the diastolic mitral flow waves, the E wave DT in early mitral diastolic flow, the E/e' ratio, and the LAVI by body surface area are all echocardiographic indices that assess LV diastolic function. No significant sustained changes occurred in these variables, reflecting nonsignificant progress in the diastolic function of the study population.

In addition, there was no significant variation in the Tei index. In patients with IDCM, this index, which reflects left ventricular systolic and diastolic performance, has independent prognostic value if it worsens, which, which did not occur in this study.

The semi-quantitative assessment of MI severity did not show statistical significance in the comparisons between the pre-transplant evaluations and subsequent evaluations until 3 years post-procedure. Mild to moderate MI in the pre-transplant period did not progress to moderate or severe levels at any time, and it is interpreted as non-worsening in left ventricular remodeling, which is the cause of mitral reflux in IDCM because of mitral ring dilation.

Joint analysis of these indices allows us to infer that on average, our patients exhibited grade III diastolic dysfunction, named reversible restrictive pattern. These results, along with the Tei index, corroborated the severity of diastolic and systolic dysfunction in the population studied as well as their high mortality demonstrated in the Kaplan-Meier survival curve, with an average survival of 2.6 years for the eight patients who died.

IDCM is the main substrate for sudden cardiac death. The absolute risk of sudden death increases with deterioration of cardiac function; however, the relationship between sudden and non-sudden deaths is inversely related to the extent of the functional damage, i.e., mortality is lower but the likelihood of sudden death is greater among patients with cardiomyopathy in better functional classes (I and II). The mortality rate observed in our population is similar to that obtained by Vrtovec et al.29 These authors found an overall mortality rate of 25% (48% because of HF and 52% because of sudden cardiac death) 5 years after intracoronary stem cell transplantation, although this was lower in the group that received stem cells (14% vs. 35%; p = 0.01). The same occurred with the deaths from HF (5% vs. 18%; p = 0.03) but not with sudden cardiac death (9% vs. 16%; p = 0.39)29.

The limitations of this study are as follows: the absence of a control group only in optimized clinical treatment, the lack of prior endomyocardiac biopsy to rule out other possible causes of DCM, and the fact that analysis of the echocardiographic parameters was performed by a single qualified operator.

 Conclusion

This study demonstrated that patients with DCM who underwent intracoronary implant of autologous stem cells remain stable or improve their NYHA functional class and demonstrate significant improvement in left ventricular systolic function because of increased LVEF. Consequently, it may be a stimulus for additional research on the application of stem cells in IDCM.

Sources of Funding

This study was partially funded by CNPq.

Study Association

This article is part of the thesis of Doctoral submitted by Ricardo João Westphal, from Universidade Federal do Paraná.

 References 1. Dec GW, Fuster V. Idiopathic dilated cardiomyopathy. N Engl J Med. 1994;331(23):1564-75. Dec GW Fuster V Idiopathic dilated cardiomyopathy N Engl J Med 1994 331 23 1564 1575 2. Felker GM, Thompson RE, Hare JM, Hruban RA, Clemetson DE, Howard DL, et al. Underlying causes and long-term survival in patients with initially unexplained cardiomyopathy. N Engl J Med. 2000;342(15):1077-84. Felker GM Thompson RE Hare JM Hruban RA Clemetson DE Howard DL et al Underlying causes and long-term survival in patients with initially unexplained cardiomyopathy N Engl J Med 2000 342 15 1077 1084 3. The Criteria Committee of the New York Heart Association. Nomenclature and criteria for diagnosis of diseases of the heart and great vessels (9th ed). Boston: Little, Brown & Co; 1994. p. 253-6. The Criteria Committee of the New York Heart Association Nomenclature and criteria for diagnosis of diseases of the heart and great vessels 9th ed Boston Little, Brown & Co 1994 253 256 4. Hunt SA, Abraham WT, Chin MH, Feldmann AM, Francis GS, Ganiats TG, et al; American College of Cardiology; American Heart Association Task Force on Practice Guidelines; American College of Chest Physicians; International Society for Heart and Lung Transplantation; Heart Rhythm Society. ACC/AHA 2005 Guideline Update for the Diagnosis and Management of Chronic Heart Failure in the Adult: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Writing Committee to Update the 2001 Guidelines for the Evaluation and Management of Heart Failure): developed in collaboration with the American College of Chest Physicians and the International Society for Heart and Lung Transplantation: endorsed by the Heart Rhythm Society. Circulation. 2005;112(12):e154-235. Hunt SA Abraham WT Chin MH Feldmann AM Francis GS Ganiats TG et al American College of Cardiology American Heart Association Task Force on Practice Guidelines American College of Chest Physicians International Society for Heart and Lung Transplantation Heart Rhythm Society ACC/AHA 2005 Guideline Update for the Diagnosis and Management of Chronic Heart Failure in the Adult: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Writing Committee to Update the 2001 Guidelines for the Evaluation and Management of Heart Failure): developed in collaboration with the American College of Chest Physicians and the International Society for Heart and Lung Transplantation: endorsed by the Heart Rhythm Society Circulation 2005 112 12 e154 e235 5. Stevenson LW, Massie BM, Francis GS. Optimizing therapy for complex or refractory heart failure: a management algorithm. Am Heart J. 1998;135(6 Pt 2 Su):S293-309. Stevenson LW Massie BM Francis GS Optimizing therapy for complex or refractory heart failure: a management algorithm Am Heart J 1998 135 6 Pt 2 Su S293 S309 6. Bacal F, Souza-Neto JD, Fiorelli AI, Mejia J, Marcondes-Braga FG, Mangini S. et al; Sociedade Brasileira de Cardiologia. II Diretriz brasileira de transplante cardíaco. Arq Bras Cardiol. 2009;94(1 supl.1):e16-73. Bacal F Souza-Neto JD Fiorelli AI Mejia J Marcondes-Braga FG Mangini S et al Sociedade Brasileira de Cardiologia II Diretriz brasileira de transplante cardíaco Arq Bras Cardiol. 2009 94 1 supl.1 e16 e73 7. Barretto AC, Del Carlo CH, Cardoso JN, Morgado PC, Munhoz RT, Eid MO, et al. Re-hospitalizações e morte por insuficiência cardíaca. Arq Bras Cardiol. 2008;91(5):335-41. Barretto AC Del Carlo CH Cardoso JN Morgado PC Munhoz RT Eid MO et al Re-hospitalizações e morte por insuficiência cardíaca Arq Bras Cardiol 2008 91 5 335 341 8. Seth S, Narang R, Bhargava B, Ray R, Mohanty, Gulati G, et al. Percutaneous intracoronary cellular cardiomyoplasty for nonischemic cardiomyopathy: clinical and histopathological results: the first-in-man ABCD (Autologous Bone Marrow Cells in Dilated Cardiomyopathy) trial. J Am Coll Cardiol. 2006;48(11):2350-1. Seth S Narang R Bhargava B Ray R Mohanty Gulati G et al Percutaneous intracoronary cellular cardiomyoplasty for nonischemic cardiomyopathy: clinical and histopathological results: the first-in-man ABCD (Autologous Bone Marrow Cells in Dilated Cardiomyopathy) trial J Am Coll Cardiol 2006 48 11 2350 2351 9. Lang RM, Bierig M, Devereux RB, Flachskampf FA, Foster E, Pellikka P, et al. Recommendations for chamber quantification: a report from the American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee and the Chamber Quantification Writing Group, developed in conjunction with the European Association of Echocardiography, a branch of the European Society of Cardiology. J Am Soc Echocardiogr. 2005;18(12):1440-63. Lang RM Bierig M Devereux RB Flachskampf FA Foster E Pellikka P et al Recommendations for chamber quantification: a report from the American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee and the Chamber Quantification Writing Group, developed in conjunction with the European Association of Echocardiography, a branch of the European Society of Cardiology J Am Soc Echocardiogr 2005 18 12 1440 1463 10. Quiñones MA, Douglas PS, Foster E, Gorcsan J 3rd, Lewis JF, Pearlman AS, et al; American College of Cardiology; American Heart Association; American College of Physicians; American Society of Internal Medicine Task Force on Clinical Competence. American College of Cardiology / American Heart Association clinical competence statement on echocardiography: a report of the American College of Cardiology / American Heart Association/American College of Physicians-American Society of Internal Medicine Task Force on Clinical Competence. Circulation. 2003;107(7):1068-89. Quiñones MA Douglas PS Foster E Gorcsan 3rd J Lewis JF Pearlman AS et al American College of Cardiology American Heart Association American College of Physicians American Society of Internal Medicine Task Force on Clinical Competence American College of Cardiology / American Heart Association clinical competence statement on echocardiography: a report of the American College of Cardiology / American Heart Association/American College of Physicians-American Society of Internal Medicine Task Force on Clinical Competence Circulation 2003 107 7 1068 1089 11. Schiller NB, Foster E. Analysis of left ventricular systolic function. Heart. 1996;76(6 Suppl.2):17-26 Schiller NB Foster E Analysis of left ventricular systolic function Heart 1996 76 6 Suppl.2 17 26 12. Feigenbaum H. Role of M-mode technique in today's echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2010;23(3):240-5. Feigenbaum H Role of M-mode technique in today's echocardiography J Am Soc Echocardiogr 2010 23 3 240 245 13. Munagala VK, Jacibsen SJ, Mahoney DW, Rodeheffer RJ, Bailey KR, Redfield MM. Association of new diastolic function parameters with age in healthy subjects: a population-based study. J Am Soc Echocardiogr. 2003;16(10):1049-56. Munagala VK Jacibsen SJ Mahoney DW Rodeheffer RJ Bailey KR Redfield MM Association of new diastolic function parameters with age in healthy subjects: a population-based study J Am Soc Echocardiogr 2003 16 10 1049 1056 14. Sun JP, Popovic ZB, Greenberf NL, Xu XF, Asher CR, Stewart WJ, et al. Noninvasive quantification of regional myocardial function using Doppler-derived velocity displacement, strain rate, and strain in healthy volunteers: effects of aging. J Am Soc Echocardiogr. 2004;17(2):132-8. Sun JP Popovic ZB Greenberf NL Xu XF Asher CR Stewart WJ et al Noninvasive quantification of regional myocardial function using Doppler-derived velocity displacement, strain rate, and strain in healthy volunteers: effects of aging J Am Soc Echocardiogr 2004 17 2 132 138 15. Tsang TS, Barnes ME, Gersh BJ, Bailey KR, Seward JB. Left atrial volume as a morphophysiologic expression of left ventricular diastolic dysfunction and relation to cardiovascular risk burden. Am J Cardiol. 2002;90(12):1284-9. Tsang TS Barnes ME Gersh BJ Bailey KR Seward JB Left atrial volume as a morphophysiologic expression of left ventricular diastolic dysfunction and relation to cardiovascular risk burden Am J Cardiol 2002 90 12 1284 1289 16. Rossi A, Cicoira M, Zanolla L, Sandrini R, Golia G, Zardini P, et al. Determinants and prognostic value of left atrial volume in patients with dilated cardiomyolpathy. J Am Coll Cardiol. 2002;40(8):1425. Rossi A Cicoira M Zanolla L Sandrini R Golia G Zardini P et al Determinants and prognostic value of left atrial volume in patients with dilated cardiomyolpathy J Am Coll Cardiol 2002 40 8 1425 1425 17. Pagel PS, Kehl F, Gare M, Hettrick DD, Kersten JR Warltier DC. Mechanical function of the atrium. New insights based on analysis of pressure-volume relations and Doppler echocardiography. Anesthesiology. 2003;98(4):975-94. Pagel PS Kehl F Gare M Hettrick DD Kersten JR Warltier DC Mechanical function of the atrium. New insights based on analysis of pressure-volume relations and Doppler echocardiography Anesthesiology 2003 98 4 975 994 18. Khankirawatana B, Khankirawatana S, Porter T. How should left atrial size be reported? Comparative assessment with use of multiple echocardiographic methods. Am Heart J. 2004;147(2):369-74. Khankirawatana B Khankirawatana S Porter T How should left atrial size be reported? Comparative assessment with use of multiple echocardiographic methods Am Heart J 2004 147 2 369 374 19. Barberato SH, Pecoits-Filho R. Usefulness of left atrial volume for the differentiation of normal from pseudonormal diastolic function pattern in patients on hemodialysis. J Am Soc Echocardiogr. 2007;20:359-65. Barberato SH Pecoits-Filho R Usefulness of left atrial volume for the differentiation of normal from pseudonormal diastolic function pattern in patients on hemodialysis J Am Soc Echocardiogr 2007 20 359 365 20. Tei C, Ling LH, Hodge DO, Bailey KR, Oh JK, Rodeheffer RJ, et al. New index of combined systolic and diastolic myocardial performance: a simple and reproducible measure of cardiac function - a study in normal and dilated cardiomyopathy. J Cardiol. 1995;26(6):357-66. Tei C Ling LH Hodge DO Bailey KR Oh JK Rodeheffer RJ et al New index of combined systolic and diastolic myocardial performance: a simple and reproducible measure of cardiac function - a study in normal and dilated cardiomyopathy J Cardiol 1995 26 6 357 366 21. Helmcke F, Nanda NC, Hsiung MC, Soto B, Adey CK, Goyal RG, et al. Color Doppler assessment of mitral regurgitation with orthogonal planes. Circulation. 1987;75(1):175-83. Helmcke F Nanda NC Hsiung MC Soto B Adey CK Goyal RG et al Color Doppler assessment of mitral regurgitation with orthogonal planes Circulation 1987 75 1 175 183 22. Bourassa MG, Detre KM, Johnston JM, Vlachos HA, Holubkov R. Effect of prior revascularization on outcome following percutaneous coronary intervention: NHLBI Dynamic Registry. Eur Heart J. 2002;23(19):1546-55. Bourassa MG Detre KM Johnston JM Vlachos HA Holubkov R Effect of prior revascularization on outcome following percutaneous coronary intervention: NHLBI Dynamic Registry Eur Heart J 2002 23 19 1546 1555 23. Leri A, Kajstura J, Anversa P. Identity deception: not a crime for a stem cell. Physiology (Bethesda). 2005;20:162-8. Leri A Kajstura J Anversa P Identity deception: not a crime for a stem cell Physiology (Bethesda) 2005 20 162 168 24. Anversa P, Leri A, Kajstura J. Cardiac regeneration. J Am Coll Cardiol. 2006;47(9):1769-76. Anversa P Leri A Kajstura J Cardiac regeneration J Am Coll Cardiol 2006 47 9 1769 1776 25. Yoon YS, Wecker A, Heyd L, Park JS, Tkebuchava T, Kusano K, et al. Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate myocardium after infarction. J Clin Invest. 2005;115(2):326-38. Yoon YS Wecker A Heyd L Park JS Tkebuchava T Kusano K et al Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate myocardium after infarction J Clin Invest 2005 115 2 326 338 26. Nagaya N, Kangawa K, Itoh T, Iwase T, Murakami S, Miyahara Y, et al. Transplantation of mesenchymal stem cells improves cardiac function in a rat model of dilated cardiomyopathy. Circulation. 2005;112(8):1128-35. Nagaya N Kangawa K Itoh T Iwase T Murakami S Miyahara Y et al Transplantation of mesenchymal stem cells improves cardiac function in a rat model of dilated cardiomyopathy Circulation 2005 112 8 1128 1135 27. Losordo DW, Dimmeler S. Therapeutic angiogenesis and vasculogenesis for ischemic disease. Part II: cell-based therapies. Circulation. 2004;109(22):2692-7. Losordo DW Dimmeler S Therapeutic angiogenesis and vasculogenesis for ischemic disease. Part II: cell-based therapies Circulation 2004 109 22 2692 2697 28. Vrtovec B, Poglajen G, Server M, Lezaic L, Domanivic D, Cernelc P, et al. Effects of intracoronary stem cell transplantation in patients with dilated cardiomyopathy. J Card Fail. 2011;17(4):272-81. Vrtovec B Poglajen G Server M Lezaic L Domanivic D Cernelc P et al Effects of intracoronary stem cell transplantation in patients with dilated cardiomyopathy J Card Fail 2011 17 4 272 281 29. Vrtovec B, Poglajen G, Lezaic L, Sever M, Domanovic D, Cernelc P, et al. Effects of intracoronary CD34 stem cell transplantation in nonischemic dilated cardiomyopathy patients. 5-year follow-up. Circ Res. 2013;112(1):165-73. Vrtovec B Poglajen G Lezaic L Sever M Domanovic D Cernelc P et al Effects of intracoronary CD34 stem cell transplantation in nonischemic dilated cardiomyopathy patients. 5-year follow-up Circ Res 2013 112 1 165 173 30. Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, Jkoniuk I, Anderson SM, Li B, et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature. 2001;410(6829):701-5. Orlic D Kajstura J Chimenti S Jkoniuk I Anderson SM Li B et al Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium Nature 2001 410 6829 701 705 31. Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Kostering M, Hernandez A, Sorg RV, et al. Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circulation. 2002;106(1):1913-8. Strauer BE Brehm M Zeus T Kostering M Hernandez A Sorg RV et al Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans Circulation 2002 106 1 1913 1918 32. Fischer-Rasokat U, Assmus B, Seeger FH, Honold J, Leistner D, Fichtlscherer S, et al. A pilot trial to assess potential effects of selective intracoronary bone marrow-derived progenitor cell infusion in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy (TOPCARE-DCM). Circ Heart Fail. 2009;2(5):417-23. Fischer-Rasokat U Assmus B Seeger FH Honold J Leistner D Fichtlscherer S et al A pilot trial to assess potential effects of selective intracoronary bone marrow-derived progenitor cell infusion in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy (TOPCARE-DCM) Circ Heart Fail 2009 2 5 417 423 33. Vilas-Boas F, Feitosa GS, Soares MB, Pinho-Filho JA, Mota AC, Almeida AJ. Bone marrow cell transplantation in Chagas' disease heart failure: report of the first human experience. Arq Bras Cardiol. 2011;96(4):325-31. Vilas-Boas F Feitosa GS Soares MB Pinho-Filho JA Mota AC Almeida AJ Bone marrow cell transplantation in Chagas' disease heart failure: report of the first human experience Arq Bras Cardiol 2011 96 4 325 331 Transplante Autólogo de Células-Tronco Adultas para Tratamento da Cardiomiopatia Dilatada Idiopática Westphal Ricardo João 1 Bueno Ronaldo Rocha Loures 1 Galvão Paulo Bezerra de Araújo 1 Zanis José Neto 1 Souza Juliano Mendes 1 Guérios Ênio Eduardo 1 Senegaglia Alexandra Cristina 1 2 Brofman Paulo Roberto 2 Pasquini Ricardo 1 Cunha Claudio Leinig Pereira da 1 Universidade Federal do Paraná Hospital de Clínicas Curitiba PR Brasil Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná (UFRP) - Curitiba, PR, Brasil Universidade Católica do Paraná Centro de Pesquisa da Pontifícia Curitiba PR Brasil Centro de Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR) - Curitiba, PR, Brasil Correspondência: Ricardo João Westphal, R. Prof. Paulo D'Assumpção, 902, Uberaba. CEP 81540-260. Curitiba, PR - Brasil. E-mail: rwestphal@cardiol.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa e Análise estatística: Westphal RJ; Obtenção de dados: Westphal RJ, Bueno RRL, Galvão PBA, Zanis Neto J, Souza JM, Senegaglia AC; Análise e interpretação dos dados: Westphal RJ, Bueno RRL, Guérios EE, Senegaglia AC; Obtenção de financiamento: Westphal RJ, Pasquini R, Cunha CLP; Redação do manuscrito: Westphal RJ, Guérios EE; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Westphal RJ, Bueno RRL, Zanis Neto J, Souza JM, Guérios EE, Brofman PR, Pasquini R, Cunha CLP.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Fundamento:

Pacientes portadores de cardiomiopatia dilatada idiopática apresentam alta morbimortalidade, mesmo em tratamento clínico otimizado. A infusão autóloga de células-tronco adultas da medula óssea mostrou resultados clínicos preliminares promissores nesses pacientes.

 Objetivo:

Determinar a eficácia do transplante autólogo de células-tronco adultas da medula óssea sobre as funções sistólica e diastólica, e o grau de insuficiência mitral em pacientes portadores de cardiomiopatia dilatada idiopática em classes funcionais NYHA II e III.

 Métodos:

Infundiram-se 4,54 x 108 ± 0,89 x 108 células-tronco adultas da medula óssea nas artérias coronárias de 24 pacientes com cardiomiopatia dilatada idiopática em classes funcionais NYHA II e III. Após 3 meses, 6 meses e 1 ano, avaliaram-se as mudanças de classe funcional, das funções ventricular esquerda sistólica e diastólica, e do grau da insuficiência mitral.

 Resultados:

No seguimento, seis (25%) pacientes melhoraram sua classe funcional e oito (33,3%) mantiveram sua classe funcional inicial. A fração de ejeção ventricular esquerda aumentou 8,9%, 9,7% e 13,6%, após 3 e 6 meses e 1 ano (p = 0,024; p = 0,017 e p = 0,018), respectivamente. A função diastólica ventricular esquerda e o grau de insuficiência mitral não demonstraram mudanças significativas. Dois pacientes (8,3%) receberam cardioversor e ressincronizador implantável. Ocorreram quatro (16,6%) mortes súbitas e quatro (16,6%) mortes por insuficiência cardíaca terminal. A sobrevida média desses oitos pacientes foi de 2,6 anos.

 Conclusão:

A infusão intracoronariana de células-tronco adultas da medula óssea em pacientes com cardiomiopatia dilatada idiopática promoveu melhora ou estabilização da classe funcional, e melhora da fração de ejeção ventricular esquerda em expressivo número de pacientes, sugerindo eficácia dessa intervenção. Não se observaram mudanças significativas na função diastólica ventricular esquerda e nem no grau de insuficiência mitral.

 Cardiomiopatia Dilatada Células-Tronco Transplante Autólogo Introdução

A Cardiomiopatia Dilatada (CMPD), a mais comum das cardiomiopatias, é caracterizada pela dilatação do Ventrículo Esquerdo (VE), ou de ambos os ventrículos, hipertrofia excêntrica e disfunção sistólica1. A dilatação ventricular, sempre presente, pode ser discreta, moderada ou importante, com dimensões internas ventriculares esquerdas de até 9,0 cm, e a diminuição da contratilidade do VE também pode ocorrer em graus discreto, moderado e grave, sem e com sintomas de congestão pulmonar e/ou sistêmica. Não é incomum que a dilatação ventricular esquerda preceda sinais e sintomas de Insuficiência Cardíaca (IC). Em aproximadamente 50% dos pacientes com CMPD, a causa etiológica não pode ser identificada; nesses casos, os pacientes são classificados como tendo Cardiomiopatia Dilatada Idiopática (CMPDI)2.

O tratamento clínico otimizado diminui a morbimortalidade de portadores de CMPDI em classes funcionais II ou III da New York Heart Association(NYHA)3, e em estágio clínico C da classificação baseada na progressão da doença da American College of Cardiology/American Heart Association (AHA/ACC)4,5. No entanto, por ser uma doença grave, progressiva e com alta mortalidade, o tratamento medicamentoso apenas retarda a evolução para a classe funcional IV da NYHA em um número significativo de pacientes, levando-os precocemente ao transplante cardíaco ou ao óbito6,7. Por isso, há uma contínua necessidade de melhores e novas formas de tratamento da IC. Existem poucos trials na literatura que avaliam a eficácia do transplante de células-tronco na terapêutica de pacientes com CMPDI, mas os resultados disponíveis são promissores8.

Este estudo teve como objetivo determinar a eficácia do transplante autólogo de células-tronco adultas da medula óssea sobre as funções sistólica e diastólica do VE, e sobre o grau de Insuficiência Mitral (IM), em pacientes portadores de CMPDI em classes funcionais NYHA II e III.

 Métodos

Este estudo foi aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa em Seres Humanos do Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná (UFPR), com protocolo BANPESQ 2005016327 e registro no CEP/HC 1001.040/2005/03. Todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Entre junho de 2007 e junho de 2013, estudaram-se, prospectivamente, 24 pacientes (idade média 51,4 ± 11,5 anos, 70,8% homens) portadores de CMPDI, estáveis, porém com IC em classes funcionais NYHA II e III, apesar de pelo menos 3 meses de tratamento clínico otimizado, e que foram submetidos ao transplante autólogo de Células-Tronco Adultas da Medula Óssea (CTAMO) por infusão intracoronariana.

Incluíram-se pacientes com idades entre 30 e 75 anos, cujos dopplerecocardiogramas transtorácicos demonstraram dimensão diastólica ventricular esquerda > 58 mm e Fração de Ejeção de VE (FEVE) ≤ 34% pelo método de Simpson modificado9.

Foram critérios de exclusão: presença de doenças valvares, exceto a IM ou tricúspide funcionais de grau leve a moderado; coronariografia mostrando obstrução ≥ 50% da luz de uma ou mais coronárias; sorologia positiva para doença de Chagas ou HIV; uso prévio ou corrente de quimioterápicos cardiotóxicos; uso abusivo de álcool ou drogas ilícitas; história de taquicardia ventricular sustentada; comorbidades com impacto na sobrevida em 2 anos; e pacientes com janela acústica torácica ruim.

Foram efetuadas avaliações clínicas (anamnese, com especial atenção para a determinação da classe funcional, e exame físico, com determinação de medidas antropométricas), laboratoriais (hemograma, glicemia de jejum, creatinina, ureia, potássio, ácido úrico, colesterol, Lipoproteína de Alta Densidade-Colesterol - HDL-Colesterol, triglicerídeos, transaminases, CPK, Hormônio Estimulante da Tireoide - TSH e T4 livre), eletrocardiograma e dopplerecocardiograma nos períodos pré-transplante, aos 3 meses, 6 meses, 1 ano e, posteriormente, anuais.

Protocolo de dopplerecocardiografia

Os exames dopplerecocardiográficos completos e padronizados foram realizados ambulatorialmente no Serviço de Métodos Cardiológicos do Hospital de Clínicas da UFPR, por um único operador com nível 3 de treinamento, de acordo as diretrizes estabelecidas pelo consenso da ACC/AHA10. Utilizaram-se ecocardiógrafos Hewlett Packard, modelo Sonos® 5500, ou Philips Envisor®, (Bothell, Seattle, WA, Estados Unidos), com transdutor setorial de 2,5 MHz, nos planos recomendados, nas modalidades de modo M, bidimensional e Doppler pulsado, contínuo, colorido e tecidual, com registro simultâneo e contínuo do eletrocardiograma. Dentre as variáveis pesquisadas e detalhadas a seguir, usou-se a média de três medidas.

A função sistólica ventricular esquerda foi avaliada por meio da FEVE, calculada pelo método bidimensional, biplanar de Simpson modificado (Figura 1). Consideraram-se normais valores ≥ 55%9,11. Como parâmetro indireto da função sistólica ventricular esquerda, mediu-se, pelo modo M, a distância em milímetros entre o ponto E do ecograma valvar mitral, correspondendo à abertura inicial da valva mitral, e o septo ventricular anterior, na sua movimentação máxima posterior. Considerou-se como normal o valor máximo de 6 mm12.

Método de Simpson modificado para cálculo da fração de ejeção do ventrículo esquerdo. (A) Corte de 4 câmaras; (B) corte de 2 câmaras; à esquerda, diástole; à direita, sístole.

A função diastólica ventricular esquerda foi avaliada pelas medidas das velocidades das ondas diastólicas E [VN = 60 (50-90) cm/s] e A [VN = 50 (40-90) cm/s] do fluxo diastólico mitral, da relação das ondas E/A [VN = 1,2 [0,8 -1,8)] e do tempo de desaceleração da onda E (TD - VN = 217 (178-187) ms], medido pelo intervalo entre o pico da onda E e a extrapolação da interseção da desaceleração do fluxo com a linha de base13.

Mediram-se, pelo Doppler tecidual, as velocidades das ondas da movimentação do anel mitral septal basal, sistólica S (VN = 5,97 ± 1,14 cm/s), e as diastólicas inicial e' (VN = 7,91 ± 2,16 cm/s) e final a' (VN = 5,99 ± 1,73 cm/s). Calculou-se, então, a relação entre a onda E e a onda e' (Figura 2)14. Na presença de ritmo cardíaco de fibrilação atrial, as medidas das ondas E e e' foram realizadas em três batimentos consecutivos, cujos ciclos tinham duração dentro de 10 a 20% da frequência cardíaca média.

Doppler tecidual com o volume de amostra posicionado no plano do anel valvar mitral, na parede septal. S: onda sistólica; e': onda da diástole precoce; a': onda da sístole atrial.

Determinou-se o volume máximo do átrio esquerdo pelo método de Simpson, excluindo-se o apêndice atrial esquerdo e a desembocadura das veias pulmonares, e considerando-se como borda atrial inferior o plano do anel mitral (Figura 3). Esse volume foi dividido pela superfície corporal, resultando no Volume do Átrio Esquerdo Indexado (VAEI)9,15. O valor normal do VAEI é de 22 ± 6 mL/m2, mas, por sua correlação com eventos cardiovasculares, foi utilizado o valor de corte de 32 mL/m2 como limite superior do normal16-19.

Método de Simpson modificado para cálculo do volume atrial esquerdo. (A) Corte de 4 câmaras; (B) corte de 2 câmaras.

Representando as funções sistólica e diastólica, o índice de performance do miocárdico, ou índice de Tei, foi definido como a relação entre os tempos isovolumétricos totais (contração e relaxamento) e o tempo de ejeção ventricular esquerda (VN = 0,34 - 0,44). Ele foi calculado dividindo-se o tempo decorrido entre o fechamento e a abertura da valva mitral menos o tempo entre o início e o término do fluxo sistólico aórtico, pelo tempo de ejeção do ventrículo esquerdo (figura 4)20.

Método de cálculo do índice de performance do miocárdio (IPM) ou índice de Tei. ECG: eletrocardiograma; TCI: tempo de contração isovolumétrico; TRI: tempo de relaxamento isovolumétrico; TE: tempo de ejeção.

IM foi quantificada pelo Doppler colorido, obtendo-se, por planimetria, a borda externa do jato regurgitante mitral no interior do átrio esquerdo. Avaliou-se a gravidade da IM pela relação entre a Área do Jato Regurgitante e a Área do Átrio Esquerdo (AJR/AAE): relação < 20% indicou IM discreta; entre 20 e 40%, IM moderada; e relação > 40%, IM importante (Figura 5)21.

Área do jato regurgitante (AJR) em relação à área do átrio esquerdo (AAE) em um caso de insuficiência mitral importante (AJR/AAE > 40%). Técnica de coleta da medula óssea

A coleta da medula óssea foi realizada no centro cirúrgico do Hospital de Clínicas da UFPR. Coletaram-se 30 mL de sangue periférico para obtenção de soro autólogo. A medula óssea foi coletada por meio de múltiplas punções (20) de ambas as cristas ilíacas posteriores, sempre em pontos distintos. Em média, aspirou-se cerca de 5 mL em cada punção, a fim de reduzir a contaminação da medula com sangue periférico, totalizando aproximadamente 100 mL da medula óssea. O material coletado foi homogeneizado com o meio RPMI, acrescido de 200 UI/mL de penicilina e de 100 µg/mL de estreptomicina, além de 350 unidades de heparina sódica, mantendo-se a proporção de 1/2 da medula óssea e 1/2 do meio. Os frascos com a medula óssea foram encaminhados para processamento celular. A porcentagem de células viáveis foi determinada pela homogeneização de 0,5 mL da suspensão celular com 0,1 mL de uma solução de azul de Tripan 0,4%, seguida da contagem de um mínimo de 100 células em câmara de Neubauer. As CTAMO foram aplicadas nos pacientes no mesmo dia de sua coleta.

 Técnica de implante intracoronariano de células-tronco

Por meio da técnica de Seldinger, realizou-se, primeiramente, uma coronariografia, para reconfirmação de ausência de lesões coronarianas e descrição das artérias coronárias. Seguiu-se com infusão de células-tronco autólogas nas artérias coronárias, a uma velocidade de 1 mL/minuto, através de um cateter de infusão (AMICATH) posicionado sequencialmente, com o auxílio de um fio-guia 0,014", no início do ramo descendente anterior (pelo qual infundiram-se 10 mL da solução), do ramo circunflexo (5 mL) e da coronária direita (5 mL).

 Análise estatística

Os resultados de variáveis quantitativas foram descritos por médias ± desvios padrão. Variáveis qualitativas foram descritas por frequências e percentuais. A condição de normalidade das variáveis foi analisada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Para cada uma das variáveis avaliadas, a comparação de cada momento de avaliação pós-transplante com o momento pré-transplante foi feita usando-se o teste t de Student para amostras pareadas. Considerando-se os primeiros quatro períodos de avaliação (pré-transplante, 3 meses, 6 meses e 1 ano após o transplante), para cada variável, foi realizada uma análise de perfil (profile), avaliando-se a homogeneidade da evolução dos pacientes ao longo do período de 1 ano. Para a descrição do tempo de sobrevida dos pacientes após o transplante, foi apresentada uma curva de Kaplan-Meier. Valores de p < 0,05 indicaram significância estatística. Os dados foram analisados com o programa computacional Statistical Package for the Social Sciences (SPSS), versão 20.0.

 Resultados

Na avaliação clínica inicial, dez pacientes (41,7%) pertenciam à classe funcional II e 14 (58,3%) à classe funcional III da NYHA. A FEVE média era de 27,08 ± 5,12% (17 a 34%). O eletrocardiograma basal de cinco pacientes (20,8%) não apresentava alterações da condução elétrica; quatro pacientes (16,6%) tinham distúrbio da condução do ramo esquerdo; e 15 pacientes (62,5%) apresentavam bloqueio do ramo esquerdo.

Injetou-se uma média de 4,54 x 108 ± 0,89 x 108 (2,11 x 108 - 5,06 x 108) CTAMO com viabilidade de 93,04% nas artérias coronárias. Não ocorreram complicações relacionadas à aspiração de conteúdo da medula óssea e nem à infusão intracoronariana das CTAMO. Também não ocorreram alterações clínicas e nem eletrocardiográficas sugestivas de isquemia miocárdica decorrente dos procedimentos.

Na evolução tardia após a infusão de CTAMO, seis pacientes (25%) apresentaram melhora da classe funcional NYHA III para II, e oito pacientes (33%) permaneceram estáveis na mesma classe funcional, sem complicações. Cinco pacientes (20,8%) apresentaram complicações clínicas com piora da classe funcional: um por disfunção renal no pós-operatório de colecistectomia, um por broncopneumonia e derrame pleural, e um por ritmo de fibrilação atrial aguda revertida por cardioversão elétrica. Os outros dois pacientes (8,3%) receberam terapia de ressincronização cardíaca, um por piora da IC, e o outro por taquicardia ventricular não sustentada e sustentada. Com manejo clínico, quatro desses pacientes retornaram à sua classe funcional inicial e um paciente melhorou em um grau sua classe funcional.

Durante o período de acompanhamento, ocorreram oito (33,3%) mortes, sendo que quatro (16,6%) pacientes tiveram morte súbita cardíaca, e quatro (16,6%) por IC terminal. A Figura 6 apresenta o gráfico da curva de sobrevida de Kaplan-Meier da amostra estudada.

Curva de sobrevida de Kaplan-Meier para a amostra estudada.

Quanto aos parâmetros ecocardiográficos, observou-se melhora contínua e significativa da FEVE no seguimento clínico, em comparação com os índices pré-transplante, tendo ocorrido aumento médio de 8,9%, 9,7% e 13,6% após 3 meses, 6 meses e 1 ano, respectivamente (todos com p < 0,05). Isso ocorreu às custas de uma diminuição significativa do volume sistólico final do VE, sem ter havido alteração significativa no volume diastólico final. A distância entre o ponto E e o septo ventricular no modo M, teve uma diminuição significativa nos primeiros 3 meses de evolução, permanecendo estável no seguimento tardio. O TD apresentou, por sua vez, um aumento significativo no acompanhamento de 3 meses, retornando, então, aos níveis basais e permanecendo estável na evolução. Os demais parâmetros pesquisados (VAEI, AJR/AAE, relação E/A, relação E/e' e índice de Tei) não apresentaram variação estatisticamente significativa nas comparações entre os valores pré-transplante e os vários estágios da evolução tardia (Tabela 1).

Evolução das variáveis ecocardiográficas estudadas no basal e no seguimento tardio
Variável Pré (n = 23) 3 meses (n = 23) 6 meses (n = 23) 1 ano (n = 22) 2 anos (n = 13) 3 anos (n = 9)
FEVE (%) 26,91 ± 5,16 29,30 ± 6,04* 29,57 ± 6,54* 30,41 ± 7,85* 33,54 ± 8,14* 36,11 ± 10,06*
VSF (mL) 212,65 ± 68,34 200,48 ± 77,61* 191,91 ± 78,46* 201,36 ± 82,37* 179,62 ± 96,08* 160,44 ± 93,03*
VDF (mL) 288,48 ± 80,60 278,39 ± 88,26 267,61 ± 89,04* 283,23 ± 91,70 260,23 ± 115,55 237,67 ± 102,4*
VS (mL) 75,87 ± 19,95 77,87 ± 17,67 75,87 ± 18,54 82,00 ± 19,46 80.31 ± 22,91 77,22 ± 14,74
E-SV (mm) 25,48 ± 5,36 24,57 ± 4,90* 24,70 ± 6,14 25,05 ± 5,39 26,69 ± 5,59 22,78 ± 7,63
VAEI (mL) 59,17 ± 17,42 54,26 ± 20,74 54,22 ± 22,51 57,23 ± 20,42 60,69 ± 27,52 50,44 ± 22,37
E/A 1,44 ± 0,66 1,37 ± 0,99 1,43 ± 1,04 1,71 ± 1,13† 1,34 ± 0,94‡ 1,06 ± 0,75§
TD (ms) 203,26 ± 48,02 243,81 ± 101,98* 205,91 ± 79,32 213,45 ± 83,025 214,69 ± 55,14 223,11 ± 87,19
E/e' 12,83 ± 4,76 12,13 ± 3,79 12,74 ± 4,49 13,59 ± 4,81 11,69 ± 3,68 12,11 ± 3,44
Índice de Tei 0,93 ± 0,25 0,86 ± 0,27 0,87 ± 0,36 0,84 ± 0,33 0,98 ± 0,31 0,92 ± 0,32
ARM/AAE 26,34 ± 11,85 26,00 ± 9,70 26,33 ± 10,94 30,06 ± 12,75 22,72 ± 7,81 26,24 ± 11,56

FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo; VSF: volume sistólico final; VDF: volume diastólico final; VS: volume sistólico; E-SV: distância entre o ponto E e o septo ventricular no modo M; VAEI: volume do átrio esquerdo indexado; E/A: relação entre as velocidades das ondas E e A do fluxo diastólico mitral; TD: tempo de desaceleração da onda E; E/e': relação da onda E do fluxo diastólico mitral e a onda e' da movimentação do anel mitral septal basal; ARM/AAE: relação entre a área de regurgitação mitral e a área do átrio esquerdo.

p < 0,05 na comparação com os valores pré;

n = 21, pois um paciente evoluiu com fibrilação atrial não revertida;

n = 12;

n = 8.

 Discussão

O benefício das células-tronco no tratamento de doenças cardiovasculares está relacionado à possível neovascularização e à formação de tecido miocárdico, em razão da capacidade de essas células adquirirem características de outras linhagens celulares, como miócitos, células da musculatura lisa vascular e células endoteliais22,23. Além disso, as CTAMO injetadas nas coronárias podem contribuir indiretamente para a regeneração cardíaca, ao liberarem diversos peptídeos que exercem uma ação parácrina sobre o miocárdio e células progenitoras cardíacas residentes24,25.

Estudos clínicos e experimentais26-33 sugeriram benefícios da terapia com células-tronco em CMPD, isquêmica e chagásica, principalmente decorrente de uma redução na fibrose e do aumento na vasculatura, mas sem evidência concreta de transdiferenciação das células-tronco em cardiomiócitos. Mostraram, entretanto, melhora significativa da classe funcional e da função sistólica ventricular esquerda avaliadas pela FEVE. Seth e cols.8 realizaram implantação intracoronariana de células-tronco em pacientes com CMPD, obtendo melhora na classe funcional e um significante aumento na FEVE de 5,4% no grupo tratado, num seguimento de 6 meses. Vrtovec e cols.28 realizaram transplante intracoronariano de células-tronco CD34 em 28 pacientes com CMPDI, com grupo controle, guiado por alteração contrátil mais acentuada pela cintilografia. Após 1 ano, os pacientes apresentaram um aumento na FEVE de 25,5 ± 7,5% para 30,1 ± 6,7 % (p = 0,03), aumento da distância no teste de caminhada de 6 minutos e diminuição do nível do peptídeo natriurético NT-proBNP, além de potencial aumento da sobrevida - resultado este que se manteve no acompanhamento de 5 anos29. Vilas-Boas e cols.33 realizaram implante de células-tronco com 28 pacientes com IC chagásica e demonstraram aumento da FEVE de 20,1 ± 6,8% (basal) para 28,3 ± 7,9% (p < 0,03) 6 meses após a intervenção. Na nossa amostra, observou-se ter havido uma melhora ou estabilização da classe funcional em expressivo número dos pacientes e uma melhora evolutiva significativa da FEVE, em comparação com os valores basais pré-transplante, com um aumento médio da FEVE, respectivamente, de 8,9%, 9,7% e 13,6%, após 3, 6 meses e 1 ano, mantendo-se dessa forma até aos 3 anos. Confirmando achados da literatura8, tal aumento se deu por uma redução do VSF e uma estabilidade do VDF e VS.

O parâmetro ecocardiográfico E-SV apresentou discreta diminuição entre os períodos pré e 3 meses, mas permaneceu estável no seguimento, e na comparação entre os períodos pré e 6 meses, e pré e 1 ano. Sabe-se que esse parâmetro aumenta com a diminuição da fração de ejeção, possivelmente pelo efeito do remodelamento da cavidade ventricular, com aumento dos diâmetros, principalmente o anteroposterior, e dos volumes ventriculares. Porém, neste estudo, não observamos aumento, provavelmente devido à presença de bloqueio do ramo esquerdo, distúrbio da condução intraventricular e dissincronia intraventricular presentes em 19 (79,2%) dos 24 pacientes9.

A relação E/A das ondas diastólicas do fluxo mitral, o tempo de desaceleração da onda E do fluxo diastólico mitral precoce, a relação E/e' e o VAEI pela superfície corporal são todos índices ecocardiográficos que avaliam a função diastólica do VE. Não ocorreram mudanças significativas sustentadas dessas variáveis, refletindo mudanças evolutivas não significativas na função diastólica da população estudada.

Não houve também variação significativa do índice de Tei. Nos pacientes com CMPDI, esse índice, que reflete o desempenho sistólico e diastólico ventricular esquerdo, apresenta valor prognóstico independente quando apresenta piora evolutiva, o que não aconteceu neste estudo.

A avaliação semiquantitativa da gravidade da IM não apresentou significância estatística nas comparações da avaliação pré-transplante e nas avaliações posteriores até 3 anos. A IM leve a moderada, no período pré-transplante, em nenhum momento atingiu o grau moderado a grave ou grave, interpretando-se como uma não piora do remodelamento ventricular esquerdo, que, por dilatação do anel mitral, é a causa do refluxo mitral na CMPDI.

A análise conjunta desses índices permite inferir que, na média, nossos pacientes apresentaram uma disfunção diastólica de grau III, denominada de padrão restritivo reversível. Esses resultados, acrescentados ao índice de Tei, corroboram a gravidade das disfunções diastólica e sistólica da população estudada, bem como sua alta mortalidade, demonstrada na curva de sobrevida de Kaplan-Meier, com sobrevida média de 2,6 anos para os oito pacientes que morreram.

A CMPDI é o substrato principal da morte súbita cardíaca. O risco absoluto de morte súbita aumenta com a deterioração da função cardíaca, mas a relação entre as mortes súbitas e não súbitas está inversamente relacionada com a extensão do dano funcional, ou seja, a mortalidade é menor, mas a probabilidade de morte súbita é maior entre os pacientes com cardiomiopatia em melhor classe funcional (I e II). A taxa de óbito observada na nossa pesquisa foi semelhante à obtida por Vrtovec e cols29. Esses autores demonstraram uma taxa de óbito global de 25% (48% por IC e 52% por morte súbita cardíaca) 5 anos após transplante intracoronariano de células-tronco, porém inferior no grupo que recebeu células-tronco (14% vs. 35%; p = 0,01). O mesmo ocorreu com as mortes por falência cardíaca (5% vs. 18%; p = 0,03), mas não com a morte súbita cardíaca (9% vs. 16%; p = 0,39)29.

As limitações deste estudo residiram na ausência de grupo controle apenas em tratamento clínico otimizado, da falta de biópsia endomiocárdica prévia para descartar outras possíveis causas de CMPD, e no fato de a análise dos parâmetros ecocardiográficos ter sido realizada por um único operador qualificado.

 Conclusão

Este estudo demonstrou que pacientes com cardiomiopatia dilatada submetidos a implante intracoronariano de células-tronco autólogas apresentam uma melhora ou permanência da classe funcional da New York Heart Association, bem como significativa melhora da função sistólica ventricular esquerda pelo aumento da fração de ejeção do ventrículo esquerdo. Pode, por isso, ser um estímulo para a pesquisa adicional da aplicação de células-tronco na cardiomiopatia dilatada idiopática.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi parcialmente financiado pelo CNPq.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de tese de Doutorado de Ricardo João Westphal pela Universidade Federal do Paraná.