Regenerative Cell Imaging in Cardiac Repair

Heart disease continues to be a leading cause of death in the Western world. Although strides have been made in prevention and management of coronary artery disease, lost myocardium after an ischemic event remains at the core of the morbidity and the mortality. Poor regenerative capacity of the myocardium has led to the study of cell-based therapies to restore anatomical, functional, and viable myocardium. To that end, stem cells are undifferentiated cells that are self-renewing, clonogenic, and pluripotent and therefore ideal for the restorative job. However, to refine the technique of cell-based therapy, in vivo molecular assessment is imperative to monitor cell survival and their effect on myocardial restoration. Direct imaging of the behaviour of cells after implantation into living subjects can offer great insight into their mechanisms of action, and their therapeutic efficacy. In this article we explore current knowledge of various imaging modalities that have been used to assess in vivo cellular and molecular events after administration of stem cells in injured myocardium. The goal of the article is to provide a comprehensive overview of the literature, highlight various imaging modalities, and suggest some of the key concepts on the horizon in cardiac stem cell imaging.

RésuméLes maladies cardiaques constituent l’une des principales causes de décès dans le monde occidental. Bien que des progrès aient été réalisés dans la prévention et la gestion de la maladie coronarienne, la perte du myocarde après un événement cardiaque ischémique demeure centrale en regard de la morbidité et du taux de mortalité. La mauvaise capacité de régénération du myocarde a conduit à la mise au point de thérapies cellulaires afin de restaurer un myocarde intégral, fonctionnel et viable. À cet égard, les cellules souches sont des cellules indifférenciées qui sont capables d’auto-renouvellement, clonogéniques, pluripotentes et donc idéales pour un travail de reconstruction. Toutefois, afin de perfectionner les techniques de thérapie cellulaire, l’analyse moléculaire in vivo est impérative pour contrôler la survie des cellules et leur impact sur la restauration du myocarde. La visualisation en temps réel du devenir des cellules après l'implantation de sujets vivants aboutit à une meilleure connaissance de leurs mécanismes d'action, ainsi que de leur efficacité thérapeutique. Cet article explore les connaissances actuelles des différentes méthodes d'imagerie utilisées pour évaluer les événements cellulaires et moléculaires in vivo après l'administration de cellules souches dans le myocarde lésé. Le but de cet article est de donner un aperçu exhaustif de la littérature, en soulignant les différentes modalités d'imagerie, et de suggérer quelques-uns des concepts clés les plus en vue concernant l’imagerie des cellules souches cardiaques.