Combined transplantation of endothelial progenitor cells and mesenchymal stem cells into a rat model of isoproterenol-induced myocardial injury

SummaryBackgroundEndothelial progenitor cells (EPCs) and mesenchymal stem cells (MSCs) have different biological properties, but their potential for synergy in the treatment of injured myocardium has not been studied extensively.AimTo determine if outcome could be improved by simultaneously transplanting MSCs and EPCs into a rat model of isoproterenol (ISO)-induced injured myocardium.MethodsFour weeks after ISO injection, 50 rats were separated randomly into five groups (n = 10 per group) and allocated to receive a saline injection (control group), 200 μL medium alone, 200 μL medium plus 2 × 106 EPCs, 200 μL medium plus 2 × 106 MSCs, or 200 μL medium plus a combination of 1 × 106 EPCs and 1 × 106 MSCs. Echocardiography and invasive catheterization were performed to evaluate dynamic changes in cardiac performance, 12 weeks after treatment administration.ResultsTransplanted cells were detected in myocardial tissue by fluorescence in situ hybridization, indicating either differentiation or integration into cardiac tissue cells. The group of rats that received both EPCs and MSCs had an increased level of angiogenic growth factors expression, less collagen deposition, fewer apoptotic cells and an improved regional myocardial blood flow compared with the other groups; these effects resulted in greater enhancement of cardiac function in that group.ConclusionTransplantation of EPCs combined with MSCs may represent a novel and efficient therapeutic strategy for enhancing regional myocardial blood flow and improving cardiac function in injured myocardium.

RésuméJustificationLes cellules progénitrices endothéliales et cellules souches mésenchymateuses ont des propriétés différentes, mais ont la faculté d’être synergiques dans le traitement de l’atteinte myocardique, qui n’a pas été étudié à ce jour de façon exhaustive.ObjectifsDéterminer si le suivi pouvait être amélioré par la transplantation simultanée de cellules endothéliales et de cellules souches mésenchymateuses dans un modèle de rats ayant une ischémie myocardique induite par l’isoproterenol.MéthodeQuatre semaines après l’injection d’isoproterenol, 50 rats ont été séparés de façon randomisée en cinq groupes (n = 10 par groupe), assignés pour recevoir une injection de sérum salé (groupe témoin), 200 μL de médium seulement, 200 μL de médium avec 2 × 106 cellules endothéliales, 200 μL de médium plus de 2 × 106 cellules souches mésenchymateuses ou 200 μL médium plus une combinaison de 106 cellules endothéliales et 106 cellules souches mésenchymateuses. L’échographie et le cathétérisme ont été réalisés pour évaluer des modifications hémodynamiques dans la performance myocardique, 12 semaines après l’administration du traitement.RésultatsLes cellules transplantées ont été détectées dans le tissu myocardique par fluorescence et hybridation in situ indiquant soit la différenciation ou l’intégration dans les cellules et les tissus cardiaques. Le groupe de rats ayant reçu les cellules endothéliales et les cellules souches mésenchymateuses avaient une augmentation de l’expression du facteur de croissance angiogénique, moins de défaut de tissu collagène, moins de cellules apoptotiques et une amélioration de la perfusion myocardique régionale, comparativement aux autres groupes. Ces essais ont abouti à une amélioration plus importante de la fonction cardiaque dans chacun des groupes.ConclusionLa transplantation de cellules endothéliales associées à des cellules souches mésenchymateuses peut représenter une thérapeutique nouvelle et efficace pour augmenter le flux myocardique régional et améliorer la fonction cardiaque en cas d’atteinte myocardique.