FUNDAMENTO: Diversos estudos foram publicados sobre a ação de células tronco da medula óssea no ventrículo esquerdo, ao atuarem no remodelamento pós-infarto agudo do miocárdio. Os resultados, no entanto, têm se mostrado controversos. OBJETIVO: Avaliar através do ecocardiograma a função sistólica de pacientes com infarto agudo do miocárdio após o Transplante Autólogo de Células Mononucleares da Medula Óssea (TACMMO) através de duas vias injeção: intracoronariana e intravenosa. MÉTODOS: Estudo aberto, prospectivo, randomizado. Foram incluídos pacientes admitidos por infarto agudo do miocárdio (IAM) com supradesnivelamento do segmento ST e submetidos à reperfusão mecânica ou química, dentro de 24 horas após o início dos sintomas, que apresentavam ao ecocardiograma redução da contratilidade segmentar e defeito fixo da perfusão relacionada à artéria culpada pelo IAM. A medula óssea autóloga foi aspirada da crista ilíaca posterior sob sedação e analgesia, nos pacientes randomizados para o grupo tratado. Após manipulação laboratorial, 100 milhões de células mononucleares foram injetadas por via intracoronariana ou intravenosa. Utilizamos o ecocardiograma (Vivid 7) para avaliar a função ventricular antes e após três e seis meses da infusão de células. RESULTADOS: Foram incluídos trinta pacientes, 14 no grupo arterial (GA), dez no grupo venoso (GV) e seis no grupo controle (GC). Não houve diferença estatística dos parâmetros ecocardiográficos estudados entre os grupos. CONCLUSÃO: O transplante autólogo de células mononucleares da medula óssea não demonstrou melhora dos parâmetros ecocardiográficos da função sistólica.
ARTIGO ORIGINAL
ECOCARDIOGRAFIA ADULTOS
IHospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brasil
IIUniversidade Federal Fluminense, Niterói, RJ - Brasil
IIIHospital Municipal Miguel Couto, Rio de Janeiro, RJ - Brasil
IVUniversidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brasil
VExcellion Serviços Biomédicos S/A, Petrópolis, RJ - Brasil
O tratamento de pacientes com insuficiência cardíaca envolve de forma crescente questões sociais e econômicas1. Medidas que otimizem os cuidados terapêuticos são cada vez mais exigidas. O remodelamento do ventrículo esquerdo, que ocorre após IAM, corresponde a uma das maiores causas de insuficiência cardíaca2. As fases que precedem a dilatação global do ventrículo esquerdo (remodelamento tardio) estão relacionadas ao processo de expansão do infarto, ativação neuro-humoral, e hipertrofia miocárdica1. As vantagens adquiridas com a reperfusão do tecido viável são indiscutíveis. O emprego crescente da intervenção hemodinâmica na fase aguda do IAM e medidas farmacológicas não impedem que haja perdas de miócitos, e uma vez instalada a morte celular, estes miócitos não podem mais se regenerar1,2.
Estudos experimentais demonstraram que o transplante de células da medula óssea injetadas na região que circunda a área do infarto agudo do miocárdio (IAM) possibilitou a geração de novos miócitos e estruturas vasculares3. Estes achados impulsionaram diversas pesquisas e publicações posteriores. Um estudo do nosso grupo demonstrou que o Transplante Autólogo de Células Mononucleares da Medula Óssea (TACMMO) foi seguro quando utilizado a via transendocárdica, numa população com insuficiência cardíaca e grave disfunção sistólica do ventrículo esquerdo, havendo uma melhora nos parâmetros da função miocárdica4. Strauer e cols.2 utilizaram a via intracoronariana para a injeção de células autólogas mononucleares da medula óssea numa população de 10 pacientes pós IAM. Este procedimento se mostrou seguro e eficaz ao otimizar parâmetros hemodinâmicos e ecocardiográficos do grupo tratado em relação ao grupo controle2 Outros artigos foram publicados relatando sucesso com a via de acesso intracoronariana5-7.
No entanto, uma comparação da melhor via de emprego do TACMMO ainda permanece por ser estabelecida em seres humanos. Considerando que a obstrução microvascular pode exercer um papel significativo na fisiopatologia do IAM, a injeção de células em pacientes sem obstrução microvascular contribui não somente para o aumento da fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), como também para a redução da área do IAM8. Sendo assim, a injeção de células através do acesso intravenoso poderia ultrapassar a barreira da microcirculação uma vez que a passagem de células circulantes para os tecidos se faz no lado venoso da microcirculação9,10.
Avaliar a função sistólica do ventrículo esquerdo (VE), através de parâmetros ecocardiográficos, em pacientes com infarto agudo do miocárdio, antes e após serem submetidos ao TACMMO, seja pela abordagem intracoronariana ou abordagem intravenosa.
Foram incluídos os pacientes admitidos, no período de Janeiro 2005 a Janeiro de 2006, no Hospital Pró-Cardíaco ou Hospital Municipal Miguel Couto, de onde foram transferidos posteriormente para o primeiro Hospital. Os critérios de inclusão foram:
1) idade entre 18 e 80 anos;
2) admissão hospitalar por IAM com supradesnivelamento do segmento ST com critérios de reperfusão com terapia trombolítica, seja por angioplastia primária realizada até 24 horas após início dos sintomas;
3) ecocardiograma demonstrando disfunção contrátil na parede relacionada ao vaso culpado pelo IAM;
4) cintilografia miocárdica com 99mTc-MIBI sensibilizado por nitrato sublingual, denotando defeito fixo de perfusão >10% da massa do VE, após 72 horas do IAM. Os critérios de exclusão foram:
1) indicação para realização de cirurgia de revascularização miocárdica;
2) creatinina > 2,0 mg/dl ou hemodiálise em curso;
3) TIMI flow < 3 da artéria relacionada ao IAM, após trombólise no momento da infusão das células;
4) sepse;
5) choque cardiogênico persistente após 72 horas;
6) valvopatia importante;
7) complicações mecânicas do IAM;
8) insuficiência hepática;
9) doença pulmonar grave;
10) bloqueio de ramo esquerdo;
11) marca-passo definitivo;
12) doença hematológica;
13) neoplasia;
14) distúrbios da hemostasia ou patologias que afetem a expectativa de vida.
Estudo randomizado, controlado, aberto em relação à análise clínica, cego para a análise ecocardiográfica. Entre o terceiro e o sexto dia após reperfusão bem-sucedida da artéria relacionada ao IAM, os pacientes eleitos foram randomizados e alocados em três grupos: via de injeção intracoronariana (GA), via de injeção coronariana intravenosa retrógrada (GV), e grupo controle (GC), na proporção 2:2:1, respectivamente. Alocação randômica foi realizada em blocos de acordo com o tamanho do IAM (
A medula óssea autóloga (aproximadamente 80 ml) foi aspirada da crista ilíaca posterior sob sedação, analgesia e anestesia local na manhã do procedimento. As Células Mononucleares da Medula Óssea (CMMO) foram isoladas e centrifugadas em Ficoll-Paque Plus (Amerham Biosciences, São Paulo, Brasil) e manipuladas sob condições assépticas. As células foram lavadas e suspensas em solução salina com albumina sérica humana a 5%. As células foram novamente suspensas e filtradas para remover agregados celulares antes da injeção. Uma pequena amostra da suspensão celular foi reservada para contagem celular e controle da viabilidade. Hemoculturas (BactAlert/Biomerieux, Rio de Janeiro) das células utilizadas foram realizadas, sendo sempre negativas.
A injeção das CMMO foi realizada 8.5±1.44 h após a coleta inicial. O acesso arterial utilizado foi artéria femoral ou artéria radial. Em ambos os grupos, GA e GV, foi realizado coronariografia e ventriculografia, visualizando o fluxo coronariano antes da injeção.
No GA, depois de assegurado o TIMI flow 3, um cateter balão (Maverick® Over-The-Wire balloon, Boston Scientific, Natick, MA) foi posicionado dentro do stent previamente colocado (na fase aguda do IAM). O fluxo anterógrado do vaso culpado foi temporariamente interrompido. Neste momento foram injetados 10 ml de solução que continham 100 milhões de CMMO através da luz central do cateter. No total, foram realizadas três oclusões, com duração de dois a três minutos cada, seguidas por dois minutos de balão desinsuflado entre os intervalos.
No GV retrógrado, além da abordagem arterial, foi utilizada a veia jugular interna como acesso venoso. O mesmo tipo de cateter do GA foi utilizado, sendo inserido através da veia cardíaca correspondente à artéria culpada, e posicionado lado a lado com o balão na artéria, onde estava o stent. Foi realizada oclusão total da veia cardíaca relacionada por 12 minutos. O padrão de oclusão arterial e volume de infusão celular foram semelhantes ao do GA.
O ecocardiograma transtorácico foi inicialmente utilizado como ferramenta de seleção dos pacientes. A presença de alteração segmentar na região da artéria relacionada ao IAM foi um dos critérios de inclusão no estudo. O paciente, uma vez incluído, foi submetido a exames ecocardiográficos de seguimento 24 horas após a infusão das CMMO (GA e GV) e após duas, quatro, oito, 12 e 24 semanas. Depois da alta hospitalar, os exames eram realizados em caráter ambulatorial.
Os exames ecocardiográficos foram realizados por médicos do Laboratório de Ecocardiografa do Hospital Pró-Cardíaco em aparelhos da marca Vivid 7 (GE Medical Systems, WI), com transdutor 3 MHz e imagem harmônica. Em todos os exames, o próprio aparelho proporcionou Monitorização eletrocárdiográfica. Sendo assim, foi realizado o exame ecocardiográfico completo dos pacientes, nos seguimentos iniciais e de 3 e 6 meses - utilizando cortes paraesternal longitudinal, apical 4 e 2 câmaras, apical longitudinal, subcostal, supra-esternal, transversos, sempre que a janela acústica permitia. Ao término do exame, as imagens foram arquivadas e enviadas para a central de trabalho, onde os exames tornaram-se disponíveis para a análise posterior, realizada por outros ecocardiografistas, que não haviam tido contato com o paciente e não sabiam do grupo de randomização que o mesmo tinha sido alocado.
Os parâmetros da função sistólica do ventrículo esquerdo foram extraídos nesta análise posterior. Esses foram os parâmetros estudados: fração de ejeção (FE) pelo método de Simpson modificado, volume diastólico final (VDF), volume sistólico final e "wall motion index score" (WMIS). A obtenção destas medidas foi feita da seguinte forma: utilizou-se a janela apical para aquisição dos volumes ventriculares, tracejando-se a borda endocárdica do VE no corte 4 e 2 câmaras. O VDF foi obtido no final da diástole e o VSF ao final da sístole, excluindo-se os músculos papilares A fração de ejeção foi calculada a partir da fórmula: FE = (VDF - VSF) / VDF x 100, fornecida automaticamente por relatório gerado pelo aparelho11. A função regional, refletida na análise do WMIS, foi adquirida conforme modelo de 17 segmentos, do
1) para contratilidade normal ou hipercinesia;
2) para hipocinesia;
3) para acinesia (ausência de espessamento);
4) para discinesia (movimentação sistólica paradoxal) e
5) para deformação diastólica aneurismática. Foi calculado WMIS pela soma de todos os pontos divididos pelo número de segmentos visualizados.
Variáveis contínuas foram descritas como media ± erro padrão e comparadas com teste de Kruskal-Wallis. Variáveis categóricas foram comparadas com teste qui-quadrado ou teste exato de Fisher, conforme apropriado. Foram realizadas comparações entre os grupos, com teste de ANOVA para medidas repetidas com correção de Bonferroni. Foram realizadas comparações de medidas repetidas dentro dos grupos com teste de Friedman. Obteve-se significância estatística com um valor de
O Comitê de Ética do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, e o Conselho Nacional de Ética em Pesquisa em Seres Humanos (CONEP, Brasília) aprovaram o protocolo. Consentimento informado escrito foi obtido de todos os pacientes.
No estudo, foram incluídos 30 pacientes, 14 no GA, 10 no GV e 6 no GC, não havendo diferença significativa entre os grupos com relação às características clínicas e ecocardiográficas, no momento da admissão do estudo (
Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos após 6 meses de seguimento, nos parâmetros da função sistólica avaliados pelo ecocardiograma. Entretanto, foi detectado queda (melhora) significativa do parâmetro WMIS (
Nos últimos 10 anos, vários centros no mundo vêm investigando o uso de células da medula óssea para o tratamento de pacientes pós-infarto agudo do miocárdio devido seu potencial de regeneração tecidual. Entretanto, o tipo e o número de células injetadas, o intervalo entre o infarto e o procedimento de injeção, as vias de injeção, as características clínicas dos pacientes e os métodos complementares para avaliação de eficácia variam nos diversos estudos.
Apesar dessas diversidades a conclusão de todos esses estudos é uniforme quanto a segurança do uso clínico destas células. Entretanto, ainda há controvérsias quanto a eficácia deste tratamento.
Embora a precisão do ecocardiograma seja inferior a dos outros métodos para avaliação da função sistólica do VE, como a ressonância magnética12e, embora o instrumento primário utilizado para mensurar parâmetros da função sistólica em nosso estudo tenha sido a ventriculografia radioisotópica (publicação no prelo), a demonstração do comportamento da função sistólica do VE através do ecocardiograma transtorácico de repouso em pacientes submetidos à terapia celular é de extrema relevância. As modalidades de imagem adotadas nos diversos estudos de terapia celular, permanecem heterogêneas e, além disso, a facilidade de sua utilização, seu baixo custo e sua larga disponibilidade nos serviços de saúde tornou este método, o método de escolha em diversos estudos.
Embora o nosso estudo não tenha demonstrado melhora significativa dos parâmetros ecocardiográficos após o seguimento de 6 meses, na comparação entre os grupos, houve uma melhora significativa nos parâmetros de função sistólica global e segmentar no grupo que recebeu células por via intra-arterial.
Estudos como TOPCARE13 e REPAIR-AMI6 que fizeram uso da ventriculografia, e como BOOST5 e o de Janssens e cols.7 que utilizaram a ressonância magnética, não demonstraram melhora da FE global no período máximo de 6 meses, mas demonstraram redução significativa da área de miocárdio infartado no grupo tratado, parâmetro este que não foi avaliado em nosso estudo. Resultados semelhantes foram também observados em outros estudos tais como o de Hendrikx e cols.14, durante cirurgia de revascularização miocárdica eletiva pós-IAM. A injeção foi realizada diretamente na borda da área infartada e também não houve melhora significativa da FE global do VE, mas novamente, houve melhora na contratilidade regional após quatro meses de seguimento, representada pela melhora do parâmetro de espessamento parietal na ressonância cardíaca. Estes resultados se correlacionaram significativamente com o número de células progenitoras CD34+ transplantadas. Em outros estudos, com resultado negativo nos parâmetros de avaliação de eficácia, tais como o ASTAMI15, análises posteriores demonstraram reduzida qualidade functional, das células injetadas. Tais informações sugerem que o número e a qualidade do material injetado podem fazer diferença no resultado individual desta terapia.
Além disso, com base nos resultados do estudo REPAIR-AMI6, que avaliou 204 pacientes, os pacientes com disfunção ventricular pós-IAM são os que podem apresentar maior ganho de FEVE com o emprego da nova terapia16. A função sistólica do VE da maioria dos pacientes incluídos neste estudo estava acima de 35% no momento da inclusão, limitando o benefício desta terapia. Associado a isto, este estudo trata-se de um estudo de fase 2, que incluiu pequeno número de pacientes, cujo objetivo principal é avaliar a segurança e a exequibilidade da infusão de células por via intra veia coronariana quando comparada a via intracoronariana tradicional. Avaliações quanto à função contrátil do VE pelo ecocardiograma foram avaliações secundárias realizadas na análise final do estudo. Entretanto, a consistência dos resultados quanto à melhora significativa da FEVE, do VSF e do WMIS no grupo intra-arterial levanta a possibilidade de que este grupo possa se beneficiar desta terapia.
Portanto, estudos posteriores com um maior número de pacientes são fundamentais para avaliação não somente da função sistólica ventricular global e segmentar, mas também dos parâmetros clínicos de qualidade de vida, mortalidade, re-internação, etc nos pacientes submetidos a esta terapia. Historicamente, alterações em desfechos intermediáriso, tais como a fração de ejeção, têm sido de valor limitado para demonstração dos reais benefícios clínicos alcançados com inovações terapêuticas, como por exemplo, com o uso de betabloqueadores e inibidores da enzima de conversão da angiotensina em pacientes portadores de cardiopatia isquêmica17,18.
Tais observações também levantam outra questão crítica nessas pesquisas que é a avaliação da resposta do miocárdio a terapia regenerativa. A melhor forma de se avaliar a eficácia de um tratamento é através de estudos randomizados, com desenho duplo-cego e cálculo amostral. Medidas de desfechos intermediários, tais como a FEVE são frequentemente eleitas em estudos de fase 2, pois reduzem a necessidade de um número grande de pacientes e, portanto, os custos.
Após seis meses de avaliação, este estudo não demonstrou melhora na fração de ejeção ou outros parâmetros da função sistólica analisados ao ecocardiograma de repouso em ambos os grupos, arterial e venoso.
Fernanda Belloni dos Santos Nogueira Rua Dona Mariana, 192 - Botafogo Rio de Janeiro, RJ - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 12/11/07; revisado recebido em 24/06/08; aceito em 16/07/08.
FUNDAMENTO: Diversos estudios fueron publicados sobre la acción de células tronco de la médula ósea en el ventrículo izquierdo, al actuar en la remodelación postinfarto agudo del miocardio. Los resultados, sin embargo, tienen se mostrado controvertidos. OBJETIVO: Evaluar a través del ecocardiograma la función sistólica de pacientes con infarto agudo de miocardio tras el Transplante Autólogo de Células Mononucleares da Médula Ósea (TACMMO) a través de dos vías inyección: intracoronaria e intravenosa. MÉTODOS: Estudio abierto, prospectivo, randomizado. Se incluyeron a pacientes admitidos por infarto agudo de miocardio (IAM) con supradesnivelamiento del segmento ST y sometidos a la reperfusión mecánica o química, dentro de 24 horas tras el inicio de los síntomas, que presentaban al ecocardiograma una reducción de la contractilidad segmentar y defecto fijo de la perfusión relacionada a la arteria responsable del IAM. Se llevó a cabo la aspiración de la médula ósea antóloga de la cresta ilíaca posterior bajo sedación y analgesia, en los pacientes randomizados para el grupo tratado. Tras la manipulación laboratorial, se inyectaron 100 millones de células mononucleares por vía intracoronaria o intravenosa. Utilizamos el ecocardiograma (Vivid 7) para evaluar la función ventricular antes y tras tres y seis meses de la infusión de células. RESULTADOS: Se incluyeron a 30 pacientes, 14 en el grupo arterial (GA), 10 en el grupo venoso (GV) y 6 en el grupo control (GC). No hubo diferencia estadística de los parámetros ecocardiográficos estudiados entre los grupos. CONCLUSIÓN: El transplante antólogo de células mononucleares de la médula ósea no demostró mejora de los parámetros ecocardiográficos de la función sistólica.
IHospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro
IIUniversidade Federal Fluminense, Niterói
IIIHospital Municipal Miguel Couto, Rio de Janeiro
IVUniversidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro
VExcellion Serviços Biomédicos S/A, Petrópolis, RJ - Brasil
Correspondencia
El tratamiento de pacientes con insuficiencia cardiaca involucra de forma creciente cuestiones sociales y económicas1. Medidas que optimicen los cuidados terapéuticos se exigen cada vez más. La remodelación del ventrículo izquierdo, que ocurre tras IAM, corresponde a una de las mayores causas de insuficiencia cardiaca2. Las fases que preceden la dilatación global del ventrículo izquierdo (remodelación tardía) están relacionadas al proceso de expansión del infarto, activación neurohumoral, e hipertrofia miocárdica1. Las ventajas adquiridas con la reperfusión del tejido viable son indiscutibles. El empleo creciente de la intervención hemodinámica en la fase aguda del IAM y las mediciones farmacológicas no impiden que haya pérdidas de miocitos, y una vez instalada la muerte celular, estos miocitos no pueden más regenerarse1,2.
Estudios experimentales evidenciaron que el transplante de células de la médula ósea inyectadas en la región que rodea el área del infarto agudo de miocardio (IAM) posibilitó la generación de nuevos miocitos y estructuras vasculares3. Estos hallazgos fomentaron diversas investigaciones y publicaciones posteriores. Un estudio de nuestro grupo reveló que el Transplante antólogo de Células Mononucleares de la Médula Ósea (TACMMO) fue seguro cuando utilizado la vía transendocardica, en una población con insuficiencia cardiaca y severa disfunción sistólica del ventrículo izquierdo, habiendo una mejora en los parámetros de la función miocárdica4. Strauer et al.2 utilizaron la vía intracoronaria para la inyección de células antólogas mononucleares de la medula ósea en una población de 10 pacientes post IAM. Este procedimiento se mostró seguro y eficaz al optimizar parámetros hemodinámicos y ecocardiográficos del grupo tratado con relación al grupo control2. Otros artículos fueron publicados relatando éxito con la vía de acceso intracoronaria5-7.
Sin embargo, una comparación de la mejor vía de empleo del TACMMO sigue aún por establecerse en seres humanos. Teniendo en cuenta que la obstrucción microvascular puede jugar un rol significativo en la fisiopatología del IAM, la inyección de células en pacientes sin obstrucción microvascular contribuye no solamente para el aumento de la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI), como también para la reducción del área del IAM8. De ese modo, la inyección de células a través del acceso intravenoso podría ultrapasar la barrera de la microcirculación una vez que el paso de células circulantes a los tejidos se hace en la parte venosa de la microcirculación9,10.
Evaluar la función sistólica del ventrículo izquierdo (VI), a través de parámetros ecocardiográficos, en pacientes con infarto agudo de miocardio, antes y tras someterse al TACMMO, ya sea por el abordaje intracoronario o el abordaje intravenoso.
Se incluyeron a los pacientes admitidos, en el período de Janeiro 2005 a Janeiro de 2006, en el Hospital Pró-Cardíaco o el Hospital Municipal Miguel Couto, desde donde se trasladaron posteriormente al primero Hospital. Los criterios de inclusión fueron los que siguen a continuación:
1) edad entre 18 y 80 años;
2) ingreso hospitalario por IAM con supradesnivelamiento del segmento ST con criterios de reperfusión con terapia trombolítica, ya sea por angioplastia primaria realizada hasta 24 horas tras el inicio de los síntomas;
3) ecocardiograma demostrando disfunción contráctil en la pared relacionada al vaso responsable del IAM;
4) centellografía miocárdica con 99mTc-MIBI sensibilizado por nitrato sublingual, denotando defecto fijo de perfusión >10% de la masa del VI, tras 72 horas del IAM. Los criterios de inclusión fueron los que siguen a continuación:
1) indicación que se efectúe la cirugía de revascularización miocárdica;
2) creatinina > 2,0 mg/dL o hemodiálisis en curso;
3) TIMI flow < 3 de la arteria relacionada al IAM, tras trombólisis en el momento de la infusión de las células;
4) asepsia;
5) shock cardiogénico persistente después de 72 horas;
6) valvulopatía importante;
7) complicaciones mecánicas del IAM;
8) insuficiencia hepática;
9) enfermedad pulmonar severa;
10) bloqueo de la rama izquierda;
11) marcapaso definitivo;
12) enfermedad hematológica;
13) neoplasia;
14) disturbios de la hemostasia o patologías que afecten la expectativa de vida.
Estudio randomizado, controlado, abierto con relación al análisis clínico, ciego para el análisis ecocardiográfico. Entre el tercero y el sexto día tras la reperfusión exitosa de la arteria relacionada con el IAM, se randomizaron a los pacientes electos y se los reunieron en tres grupos: vía de inyección intracoronaria (GA), vía de inyección coronaria intravenosa retrógrada (GV), y grupo control (GC), en la proporción 2:2:1, respectivamente. Se llevó a cabo el procedimiento de asignación aleatoria, en bloques, según el tamaño del IAM (
Se procedió a la aspiración de la médula ósea antóloga (aproximadamente 80 mL) de la cresta ilíaca posterior bajo sedación, analgesia y anestesia local por la mañana del procedimiento. Las Células Mononucleares de la Médula Ósea (CMMO) fueron aisladas y centrifugadas en Ficoll-Paque Plus (Amerham Biosciences, São Paulo, Brasil) y manipuladas bajo condiciones asépticas. Se lavaron las células y se las suspendieron en solución salina con albúmina sérica humana al 5%. Se suspendieron nuevamente las células y se las filtraron para remover agregados celulares antes de la inyección. Una pequeña muestra de la suspensión celular se reservó para conteo de células y control de la viabilidad. Se efectuaron hemocultivos (BactAlert/Biomerieux, Río de Janeiro) de las células, con resultados siempre negativos.
La inyección de las CMMO se llevó a cabo 8.5±1.44 h tras la recolección inicial. El acceso arterial utilizado fue la arteria femoral o la arteria radial. En ambos grupos, GA y GV, se realizaron coronariografía y ventriculografía, visualizándose el flujo coronario antes de la inyección.
En el GA, después de asegurado el TIMI flow 3, se posicionó un catéter balón (Maverick® Over-The-Wire balloon, Boston Scientific, Natick, MA) dentro del stent previamente colocado (en la fase aguda del IAM). El flujo anterógrado del vaso responsable fue temporalmente interrumpido. En este momento se inyectaron 10 mL de solución que contenían 100 millones de CMMO a través de la luz central del catéter. En el total, se realizaron tres oclusiones, con duración de dos a tres minutos cada, seguidas por dos minutos de balón desinflado entre los intervalos.
En el GV retrógrado, además del abordaje arterial, se utilizó la vena yugular interna como acceso venoso. Se empleó el mismo tipo de catéter del GA, y se lo insirió a través de la vena cardiaca correspondiente a la arteria responsable, posicionándolo lado a lado al balón en la arteria, dónde estaba el stent. La oclusión se llevó a cabo por 12 minutos, con el total de la vena cardiaca involucrada. El estándar de oclusión arterial y volumen de infusión celular fueron semejantes al del GA.
El ecocardiograma transtorácico se utilizó inicialmente como herramienta de selección de los pacientes. La presencia de alteración segmentar en la región de la arteria relacionada al IAM fue uno de los criterios de inclusión en el estudio. El paciente, una vez incluido, fue sometido a exámenes ecocardiográficos de seguimiento 24 horas tras la infusión de las CMMO (GA y GV) y tras dos, cuatro, ocho, 12 y 24 semanas. Después del alta hospitalaria, los exámenes se realizaban en carácter ambulatorio.
Los exámenes ecocardiográficos se realizaron por médicos del Laboratorio de Ecocardiografía del Hospital Pró-Cardíaco en aparatos de la marca Vivid 7 (GE Medical Systems, WI), con transductor 3 MHz e imagen harmónica. En todos los exámenes, el propio aparato proporcionó la Monitorización electrocardiográfica. De este modo, se llevó a cabo el examen ecocardiográfico completo de los pacientes, en los seguimientos iniciales y de 3 y 6 meses -utilizando cortes paraesternal longitudinal, apical 4 y 2 cámaras, apical longitudinal, subcostal, supraesternal y transversos, siempre que la ventana acústica permitió. Al término del examen, se archivaron las imágenes y se las enviaron para la central de trabajo, dónde los exámenes se volvieron disponibles para el análisis posterior, realizada por otros ecocardiografistas, que no habían tenido contacto con el paciente y no sabían del grupo de randomización que el mismo había sido asignado.
Los parámetros de la función sistólica del ventrículo izquierdo se extrajeron de este análisis posterior. Estos fueron los parámetros estudiados: fracción de eyección (FE) por el método de Simpson modificado, volumen diastólico final (VDF), volumen sistólico final y "wall motion index score" (WMIS). La obtención de estas mediciones se hizo de la siguiente manera: se utilizó la ventana apical para adquisición de los volúmenes ventriculares, delineando el borde endocárdico del VI en el corte 4 y 2 cámaras. El VDF se obtuvo al final de la diástole y el VSF al final de la sístole, excluyéndose los músculos papilares A fracción de eyección se calculó con base en la fórmula: FE = (VDF - VSF) / VDF x 100, suministrada automáticamente por informe generado por aparato11. La función regional, reflejada en el análisis del WMIS, se adquirió conforme modelo de 17 segmentos, del American Heart Association12. Por lo tanto, el corazón se dividió en porción basal con seis segmentos, porción media con 6 segmentos y región apical con cinco segmentos, incluyendo el ápice. A cada segmento se le atribuyó un grado de contractilidad: 1 para contractilidad normal o hipercinesia; 2 para hipocinesia; 3 para acinesia (ausencia de espesamiento); 4 para discinesia (movimiento sistólico paradoxal) y 5 para deformación diastólica aneurismática. Se calculó WMIS mediante la suma de todos los puntos divididos por el número de segmentos visualizados.
Variables continuas Se describieron como promedio ± error estándar y se compararon con la prueba de Kruskal-Wallis. Las variables categóricas se compararon con la prueba chi-cuadrado o la prueba exacta de Fisher, conforme apropiado. Se efectuaron comparaciones entre los grupos, con prueba de ANOVA para mediciones repetidas con corrección de Bonferroni. Se efectuaron comparaciones de mediciones repetidas dentro de los grupos con prueba de Friedman. Se obtuvo significancia estadística con un valor de
El Comité de Ética del Hospital Pró-Cardíaco, Río de Janeiro, y el Consejo Nacional de Ética en Investigación en Seres Humanos (CONEP, Brasília) aprobaron el protocolo. Se obtuvo el consentimiento informado escrito de todos los pacientes.
En el estudio, se incluyeron a 30 pacientes, 14 en el GA, 10 en el GV y 6 en el GC, no habiendo diferencia significativa entre los grupos con relación a las características clínicas y ecocardiográficas, en el momento del ingreso del estudio (
No hubo diferencia estadísticamente significante entre los grupos tras 6 meses de seguimiento, en los parámetros de la función sistólica evaluamos por el ecocardiograma. Sin embargo, se detectó la baja (mejora) significativa del parámetro WMIS (
En los últimos 10 años, diversos centros en el mundo vienen investigando el uso de células de la médula ósea para el tratamiento de pacientes postinfarto agudo de miocardio debido a su potencial de regeneración tisular. Sin embargo, el tipo y el número de células inyectadas, el intervalo entre el infarto y el procedimiento de inyección, las vías de inyección, las características clínicas de los pacientes y los métodos complementarios para la evaluación de eficacia varían en los diversos estudios.
Pese a estas diversidades la conclusión de todos esos estudios es uniforme en cuanto a la seguridad del uso clínico de estas células. Sin embargo, todavía hay controversias respecto a la eficacia de este tratamiento.
Aunque la precisión del ecocardiograma es inferior a los otros métodos para la evaluación de la función sistólica del VI, como la resonancia magnética12 y, aun cuando el instrumento primario utilizado para medir parámetros de la función sistólica en nuestro estudio haya sido la ventriculografía radioisotópica (publicación en prensa), la demostración del comportamiento de la función sistólica del VI a través del ecocardiograma transtorácico de reposo en pacientes sometidos a la terapia celular es de extrema relevancia. Las modalidades de imagen adoptadas en los diversos estudios de terapia celular, permanecieron heterogéneas y, además de ello, la facilidad de su utilización, su bajo costo y su larga disponibilidad en los servicios de salud se convirtió en este método, el método de elección en diversos estudios.
Aunque nuestro estudio no haya evidenciado mejora significativa de los parámetros ecocardiográficos tras el seguimiento de 6 meses, en la comparación entre los grupos, hubo una mejora significativa en los parámetros de función sistólica global y segmentar en el grupo que recibió células por vía intraarterial.
Estudios como TOPCARE13 y REPAIR-AMI6 que hicieron uso de la ventriculografía, así como BOOST5 y el de Janssens et al.7 que utilizaron la resonancia magnética, no evidenciaron mejora de la FE global en el período máximo de 6 meses, sino que revelaron una reducción significativa del área de miocardio infartado en el grupo tratado, parámetro que no se evaluó en nuestro estudio. También se observaron resultados semejantes en otros estudios, tales como el de Hendrikx et al.14, durante cirugía de revascularización miocárdica electiva tras-IAM. La inyección se realizó directamente en el borde del área infartada y no hubo asimismo una mejora significativa de la FE global del VI, sino que hubo nuevamente una mejora en la contractilidad regional tras cuatro meses de seguimiento, representada por la mejora del parámetro de espesamiento parietal en la resonancia cardiaca. Estos resultados se correlacionaron significativamente con el número de células progenitoras CD34+ transplantadas. En otros estudios, con resultado negativo en los parámetros de evaluación de eficacia, tales como el ASTAMI15, análisis posteriores evidenciaron que hubo una reducción de la calidad funcional de las células inyectadas. Dichas informaciones sugieren que el número y la calidad del material inyectado pueden hacer diferencia en el resultado individual de esta terapia.
Además de ello, con base en los resultados del estudio REPAIR-AMI6, que evaluó a 204 pacientes, aquellos que presentaban disfunción ventricular post IAM son los que pueden presentar mayor ganancia de FEVI con el empleo de la nueva terapia16. La función sistólica del VI de la mayoría de los pacientes incluidos en este estudio estaba arriba del 35% en el momento de la inclusión, limitando el beneficio de esta terapia. Asociado a esto, el presente estudio se trata de la fase 2, que incluyó el pequeño número de pacientes, cuyo objetivo principal es que se evalúe la seguridad y la exequibilidad de la infusión de células por vía intra vena coronaria cuando comparada a la vía intracoronaria tradicional. Las evaluaciones en cuanto a la función contráctil del VI por el ecocardiograma fueron evaluaciones secundarias realizadas en el análisis final del estudio. Sin embargo, la consistencia de los resultados en cuanto a la mejora significativa de la FEVI, del VSF y del WMIS en el grupo intraarterial levanta la posibilidad de que este grupo pueda beneficiarse de esta terapia.
Por lo tanto, estudios posteriores con un mayor número de pacientes son fundamentales para la evaluación no solamente de la función sistólica ventricular global y segmentar, sino también de los parámetros clínicos de calidad de vida, mortalidad, reinternación, etc., en los pacientes sometidos a esta terapia. Históricamente, alteraciones en desenlaces intermediarios, tales como la fracción de eyección, vienen siendo de valor limitado para demostración de los reales beneficios clínicos alcanzados con innovaciones terapéuticas, como por ejemplo, con el uso de betabloqueantes y inhibidores de la enzima de conversión de la angiotensina en pacientes portadores de cardiopatía isquémica17,18.
Dichas observaciones también levantan otra cuestión crítica en estas investigaciones que es la avaluación de la respuesta del miocardio a la terapia regenerativa. La mejor forma de evaluarse la eficacia de un tratamiento es a través de estudios randomizados, con dibujo doble ciego y cálculo de muestreo. Medidas de desenlaces intermediarios, tales como la FEVE, se eligen frecuentemente en estudios de fase 2, ya que reducen la necesidad de un número grande de pacientes y, por lo tanto, los costos.
Tras seis meses de evaluación, este estudio no evidenció mejora en la fracción de eyección u otros parámetros de la función sistólica analizados al ecocardiograma de reposo en ambos grupos, arterial y venoso.
BACKGROUND: Several studies have been published on the effect of bone-marrow stem cells on the left ventricle when acting on post- acute myocardial infarction remodeling. However, the results have been controversial. OBJECTIVE: To carry out an echocardiographic analysis of the systolic function of patients with acute myocardial infarction after autologous mononuclear bone marrow cell transplantation (AMBMCT) as performed via the intracoronary and intravenous routes. METHODS: This is an open-label, prospective, randomized study. Inclusion criteria: patients admitted for ST-elevation acute myocardial infarction (MI) who had undergone mechanical or chemical reperfusion within 24 hours of the onset of symptoms and whose echocardiogram showed decreased segmental wall motion and fixed perfusion defect related to the culprit artery. Autologous bone marrow was aspirated from the posterior iliac crest under sedation and analgesia of the patients randomly assigned for the treatment group. After laboratory manipulation, intracoronary or intravenous injection of 100 x 106 mononuclear cells was performed. Echocardiography (Vivid 7) was used to assess ventricular function before and three and six months after cell infusion. RESULTS: A total of 30 patients were included, 14 in the arterial group (AG), 10 in the venous group (VG), and six in the control group (CG). No statistical difference was found between the groups for the echocardiographic parameters studied. CONCLUSION: Autologous mononuclear bone marrow cell transplantation did not improve the echocardiographic parameters of systolic function.
IHospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brazil
IIUniversidade Federal Fluminense, Niterói, RJ - Brazil
IIIHospital Municipal Miguel Couto, Rio de Janeiro, RJ - Brazil
IVUniversidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brazil
VExcellion Serviços Biomédicos S/A, Petrópolis, RJ - Brazil
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Treatment of patients with heart failure increasingly involves social and economic issues and the requirements for this treatment grow increasingly more complex1. Left ventricular remodeling following AMI represents one of the major causes of heart failure2. The phases that precede global left ventricular dilatation (late remodeling) are related to the process of infarct expansion, neurohumoral activation and myocardial hypertrophy, and represent the initial phases of remodeling1. The advantages obtained with reperfusion of the viable tissue are unquestionable. However, despite the growing use of hemodynamic interventions and pharmacotherapeutics in the acute phase of AMI, these do not prevent the loss of cardiomyocytes - and once cell death has startedthey cannot be regenerated1,2.
Experimental studies demonstrated that bone marrow cells injected in the border zone of acute infarcts promoted the generation of new myocytes and vascular structures3. These findings prompted several studies and further publications. A study conducted by our team demonstrated that transendocardial autologous mononuclear bone marrow cell transplantation (AMBMCT) was safe in a population with heart failure and severe left ventricular systolic dysfunction, and improvement in the parameters of myocardial function was observed4. Strauer et al2 used the intracoronary route to inject autologous mononuclear bone marrow cells in a population of 10 patients after AMI. This procedure proved to be safe and efficient, since it optimizes hemodynamic and echocardiographic parameters of the group treated in relation to the control group2. Other manuscripts reporting success with the intracoronary approach have been published5-7.
However, a comparative study in humans to establish the best route for AMBMCT is yet to be carried out. Considering that microvascular obstruction may play a significant role in the pathophysiology of AMI, cell injection in patients without microvascular obstruction contributes not only for an elevation in the left ventricular ejection fraction (LVEF), but also to a reduction in the AMI size8. As such, intravenous cell injection could cross the microcirculation barrier, since the passage of blood cells to the tissues occurs in the venous side of the microcirculation9,10.
To assess left ventricular (LV) systolic function using echocardiographic parameters in patients with acute myocardial infarction before and after their undergoing intracoronary or intravenous AMBMCT.
Patients admitted to
1) age between 18 and 80 years;
2) hospital admission for ST- elevation AMI meeting criteria for reperfusion with thrombolytic therapy, using primary angioplasty performed up to 24 hours after the onset of symptoms;
3) echocardiography showing contractile dysfunction of the culprit vessel-related wall;
4) sublingual nitrate-enhanced 99mTc-MIBI myocardial scintigraphy showing a fixed perfusion defect > 10% of the LV mass 72 hours after the AMI.
Exclusion criteria:
1) indication for coronary artery bypass grafting;
2) creatinine > 2.0mg/dL or hemodialysis patients;
3) TIMI flow < 3 in the AMI-related artery after thrombolysis at the moment of cell infusion;
4) sepsis;
5) cardiogenic shock persisting after 72 hours;
6) significant heart valve disease;
7) mechanical complications of the AMI;
8) hepatic failure;
9) severe pulmonary disease;
10) left bundle branch block;
11) permanent pacemaker;
12) blood disease;
13) neoplasia;
14) coagulation disorders or conditions affecting life expectancy.
This is a randomized controlled trial, open-label in relation to the clinical analysis and blind in relation to the echocardiographic analysis. Within the third and sixth day after successful reperfusion of the AMI-related artery, the eligible patients were randomized and assigned to three groups: intracoronary route (AG), retrograde intravenous coronary route (VG), and control group (CG), in a 2:2:1 ratio, respectively. Random assignment was made in blocks according to the AMI size (
Autologous bone marrow (approximately 80 mL) was aspirated from the posterior iliac crest under sedation, analgesia and local anesthesia in the morning of the procedure. The mononuclear bone marrow cells (MBMC) were isolated and centrifuged in a Ficoll-Paque Plus (Amerham Biosciences, Sao Paulo, Brazil) and handled under aseptic conditions. The cells were washed and suspended in saline solution with 5% human serum albumin. The cells were resuspended and filtered to remove cell aggregates prior to transplantation. A small cell suspension sample was set aside for cell count and viability control. Blood cultures (BactAlert/Biomerieux, Rio de Janeiro) of the cells used were performed, all with negative results.
MBMC transplantation was performed 8.5±1.44 hours after baseline harvesting. For the arterial access, the femoral or radial arteries were used. Coronary angiography and ventriculography to identify the coronary flow prior to transplantation were performed in both groups, AG and VG.
In AG, after a TIMI flow 3 was ensured, a balloon catheter (Maverick® Over-The-Wire balloon, Boston Scientific, Natick, MA) was positioned inside the previously placed stent (in the acute phase of AMI). The antegrade flow of the culprit vessel was temporarily interrupted. At this moment, 10 mL of the solution containing 100 x 106 MBMC were injected through the central lumen of the catheter. A total of three occlusions were performed, with duration of two to three minutes each, followed by two minutes of deflated balloon in the intervals.
In the retrograde VG, in addition to the arterial approach, the internal jugular vein was used as the venous access. The same type of catheter used in AG was used in VG; it was inserted through the cardiac vein corresponding to the culprit artery and positioned side by side with the balloon in the artery where the stent was located. Total occlusion of the AMI-related cardiac vein was performed for 12 minutes. The pattern of arterial occlusion and volume of cell infusion were similar to those of AG.
Transthoracic echocardiogram was initially used as a tool for patient selection. Presence of segmental abnormalities in the area of the AMI-related artery was one of the criteria for inclusion in the study. Once included, the patients underwent follow-up echocardiographic studies 24 hours after MBMC transfer (AG and VG) and then after two, four, eight, 12 and 24 weeks. After hospital discharge, the studies were carried out on an outpatient basis.
The echocardiographic studies were carried out by physicians of the Echocardiography Laboratory of
Parameters of left ventricular systolic function were obtained in a further analysis. The following parameters were studied: ejection fraction (EF) using the modified Simpson's rule, end-diastolic volume (EDV), end-systolic volume (ESV), and wall motion index score (WMIS). These measurements were obtained as follows: the apical window was used for acquisition of ventricular volumes, by tracing the LV endocardial border in the 4 and 2-chamber view. EDV was obtained at end-diastole and ESV at end-systole, with the exclusion of the papillary muscles. Ejection fraction was calculated using the formula: EF = (EDV - ESV) / EDV x 100, automatically provided by a report generated by the instrument11. Regional function, as reflected by the analysis of WMIS, was acquired according to the 17-segment model of the American Heart Association12. Therefore, the heart was divided into a basal portion with six segments, mid-cavity portion with 6 segments, and apical region with 5 segments, including the apex. A degree of contractility was attributed to each segment: 1 for normal contractility of hyperkinesia; 2 for hypokinesia; 3 for akynesia (absence of thickening); 4 for dyskinesia (paradoxical systolic motion) and 5 for aneurismatic diastolic deformation. WMIS was calculated by the sum of all the points divided by the number of segments visualized.
Continuous variables were described as mean ± standard deviation and compared using the Kruskal-Wallis test. Categorical variables were compared using the chi-square test or Fisher's exact test, as appropriate. Comparisons inside and between the groups were performed using the ANOVA test with Bonferroni correction. Tow-tailed P values < 0.05 were considered statistically significant. The SPSS software (version 13.0, SPSS Inc.) was used for the statistical analysis.
The protocol was approved by the Ethics Committee of Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, and by the National Council of Human Research Ethics (CONEP, Brasília). A written informed consent was obtained from all patients.
A total of 30 patients were included in the study: 14 in AG, 10 in VG and six in GC. No significant difference was found between the groups in relation to clinical and echocardiographic characteristics at baseline (
No statistically significant difference was found between the groups after six months of follow-up as regards the systolic function parameters assessed. Although a reduction (improvement) in WMIS (
This study did not show significant improvement of the echocardiographic parameters after a 6-month follow-up of patients with AMI, regardless of the route used for cell transfer. Some studies in the literature used the intracoronary access to transfer MBMC to the infarct region. The TOPCARE-AMI6 study published in 2002 used the antegrade intracoronary route to approach the AMI area in 20 patients. Two different cell types were transferred, one for each group. One group received bone marrow-derived progenitor cells and the other received circulating blood-derived progenitor cells. Both groups showed improvement in relation to study baseline as demonstrated by the comparison of parameters obtained on stress-echocardiography and magnetic resonance imaging. The procedure was considered safe, since no cell transfer-related complications occurred.
The analysis carried out by the BOOST study5 included 60 patients, half of whom were assigned to the control group. Intracoronary MBMC injection was also used in this study. After six months of follow-up, significant improvement of EF, as measured by ventriculography, could be demonstrated in the intervention group.
In our study, the method used to measure systolic function parameters was resting transthoracic echocardiography. The imaging modality adopted in the different studies is heterogeneous. While studies such as TOPCARE6 and REPAIR-AMI7 used ventriculography, studies such as BOOST5 and Janssens et al8 used magnetic resonance imaging. All these studies demonstrated improved ejection fraction within a maximum period of six months, except for Janssens's study8, in which no benefit related to the ejection fraction was found, but rather a reduction in the infarct area in the group treated.
The ASTAMI study13 used echocardiography as well as SPECT and magnetic resonance imaging to evaluate the effect of bone marrow cells on a post-acute myocardial infarction population. In a six-month follow-up, no difference was found in ejection fraction as measured by the three methods used. Although echocardiography is less accurate than methods such as magnetic resonance imaging14, the discrepant results found in the different studies do not seem to be related to a specific methodology.
The profile of bone-marrow cells, as well as the amount of cells used in this and other studies aiming at myocardial regeneration is variable, although there is evidence suggesting that there is no preferable bone-marrow cell population in the setting of intracoronary injection13.
A recently published review15 showed significant improvement in left ventricular ejection fraction and cardiac remodeling in patients receiving cell therapy in comparison with the control group. This systematic review included studies using several cell types: mesenchymal cells, mononuclear cells, or circulating progenitor cells. The mechanism by which these cells exert their action remains unknown. However, some possibilities such as transdifferentiation in cardiomyocytes, paracrine secretion of growth factors or cytokines, angiogenesis promoting neovascularization and immunomodulation13,16 have been studied.
In the REPAIR-AMI study7, in which 204 patients were evaluated, there was a statistically significant increase in ejection fraction in the treatment group, based on parameters obtained from angiography. In this case, patients with the lowest LVEF were those who benefited the most from the therapy. The literature demonstrated that patients with left ventricular systolic dysfunction may show a better response to cell therapy. These are the patients who most need therapeutic approaches that provide additional benefit to conventional therapy. This population has the most favorable risk-benefit ratio in relation to the use of new therapies, and studies have demonstrated that this subgroup is the most likely to benefit16.
In 2006, Hendrikx et al17 published a study in which cell transplantation was performed during elective coronary artery bypass grafting following acute myocardial infarction. The injection was made directly in the border of the infarct area. Magnetic resonance imaging was used to evaluate ejection fraction and ventricular volumes. The results obtained were negative in relation to the improvement of systolic function parameters after cell therapy. However, there was a tendency to improved regional contractility after four months of follow-up, represented by improvement in wall thickening. This benefit was observed in a subgroup named responders, which was comprised of patients who presented a higher number of transplanted progenitor cells and CD34 positive surface marker.
In the present study, the inclusion of patients with mean ejection fraction values higher than 35% may have made it difficult to demonstrate a beneficial effect in this population. Additionally, the small sample size may have impaired the demonstration of a statistically significant improvement between the groups, since for some of the parameters that improved, no statistical significance was found.
Further analyses with a higher number of patients are necessary so that subanalyses comparing the performance of myocardial segments in the infarct area of patients treated with the infarct area of patients of the control group can be carried out. Also, in the long term, reduction of endpoints such as mortality and improved quality of life may not be directly related to EF gain in six months - and this has already been observed in previous studies on ischemic heart disease such as those on the use of betablockers and angiotensin-converting enzyme inhibitors18-20.
After six months of follow-up, this study did not show improvement either of ejection fraction or of other systolic function parameters as analyzed by resting echocardiography in both the arterial and venous groups.