Este trabalho avaliou o efeito de fibroblastos cardíacos (FC) modificados geneticamente para produzir VEGF (vascular endothelial growth factor) e/ou em conjunto com IGF-1(insulin -like growth factor) associados a um biopolímero de fibrina na indução de angiogênese, vasculogênese e melhora de função em miocárdio isquêmico. Em experimentos preliminares demonstramos que 106 FC modificados pelo AdRSVLacZ expressam o transgene na parede livre do ventrículo esquerdo de ratos Lewis por até 45 dias. Primeiro, o tratamento dos diversos grupos foi feito e 7 dias após, os animais foram submetidos à isquemia por 45 minutos seguida de reperfusão. 21 dias depois, a proteína humana VEGF e a densidade capilar apresentaram aumento no grupo VEGF (proteína humana VEGF: 1209,6±11,4 vs. Veículo 123,1±5,2; Célula 104,2±7,4 e Null 73,2±2,4 células positivas/campo, p< 0,01 e densidade capilar: 543,8 ± 52,1 vs. 349,2 ± 0,9, 288± 19,0 e 245 ± 2,6 capilares/mm2, p< 0,01). A imunofluorescência dupla-marcação para detecção de células endoteliais e células musculares lisas apresentou aumento no grupo VEGF sugerindo formação de vasos estruturados (45±3 vs. 10±2, 8±1 e 16±3, p<0,001) e a área de infarto foi reduzida no VEGF vs. VEÍCULO (3,0 ± 1,3% vs. 8,0 ± 0,8%, p< 0,05. Para testar o efeito terapêutico desta intervenção, um segundo estudo foi realizado com os grupos: VEÍCULO= controle, POLÍMERO = biopolímero de fibrina, CÉLULA, NULL, IGF-1, VEGF e IGF-1+VEGF. Os tratamentos foram realizados 24 horas após os animais terem sido submetidos à isquemia por ligadura permanente. Um mês depois, as proteínas humanas VEGF e IGF 1 apresentaram aumento significativo nos grupos VEGF, IGF-1 e IGF-1+VEGF, com *p=0,0001. Da mesma maneira, somente os grupos que receberam VEGF isoladamente ou associados a IGF-1 tiveram aumento do número de capilares e da densidade vascular e redução da porcentagem de colágeno (35,12 ± 7,05 vs. 31,28 ± 5,03 vs. 30,07 ± 6,21 vs. 25,89 ± 2,92 vs. 15,43 ± 2,02* vs. 16,07 ± 1,83%*, *p<0,05, para os grupos Veículo, Polímero, Célula, Null, IGF-1, VEGF, IGF-1+VEGF, respectivamente). Os índices cardíacos basais morfológicos e funcionais permaneceram inalterados na avaliação direta e pelo ECO entre os grupos enquanto que as medidas diretas de função cardíaca sob estresse farmacológico com a fenilefrina mostraram aumentos significativos no trabalho cardíaco e volume sistólico e diminuição na pressão diastólica final somente nos animais que receberam terapia celular que incluía VEGF. Em conjunto, os dados mostram que a terapia celular combinada com o aumento da expressão de fator angiogênico (VEGF) ou em combinação com fator de crescimento (IGF-1) tem efeito benéfico, uma vez que estes fatores estimularam a proliferação capilar e vascular podendo contribuir para o aumento da circulação colateral, reduzindo o tamanho do infarto e promovendo melhora cardíaca funcional. / The effect of modified cardiac fibroblasts (CF) expressing VEGF (vascular endothelial growth factor) and/or IGF-1 (insulin-like growth factor) associated to fibrin biopolymer to induce angiogenesis, vasculogenesis and improve cardiac function in ischemic cardiac tissue was tested. The direct injection of 106 CF genetically modified to express the reporter gene LACZ (AdRSVLACZ) indicated transgene expression up to 45 days. First, all groups were treated and 7 days later the animals were submitted to a 45 min cardiac ischemic injury. Twenty one days later VEGF protein and capillary density increased only in groups that received VEGF the groups: (VEGF protein: 1209.6±11.4 vs. VEHICLE: 123.1±5.2, Cell: 104.2±7.4 and Null: 73.2±2.4 positive cells/field, p< 0.01 and capillary: 543.8 ± 52.1 vs. 349.2 ± 0.9, 288± 19.0 and 245 ± 2.6 capillaries/mm2, p< 0.01). Merged image of immunoassaying for endothelial and smooth muscle cells specific markers, were significantly greater in VEGF group suggesting maturation of newly formed vessels (45±3 vs. 10±2, 8±1 and 16±3, p<0.001) and myocardial scar area was reduced in VEGF vs. VEHICLE (3.0 ± 1.3% vs. 8.0 ± 0.8%, p< 0.05). To test the therapeutic efficacy of this treatment, a second study was performed with groups: VEHICLE= control, POLYMER= fibrin biopolymer, CELL, NULL, IGF-1, VEGF and IGF-1+VEGF. Treatments were performed 24 hs following ligation of the descending coronary artery. After 4 weeks, VEGF and IGF-1 protein increased in IGF-1, VEGF and IGF-1+VEGF groups, p<0.0001. We observed only in VEGF groups an increase in capillary number and vascular density and reduction in myocardial collagen area (35,12 ± 7,05 vs. 31,28 ± 5,03 vs. 30,07 ± 6,21 vs. 25,89 ± 2,92 vs. 15,43 ± 2,02* vs. 16,07 ± 1,83%*, *p<0,05, to groups VEHICLE, POLYMER, CELL, NULL, IGF-1, VEGF, IGF-1+VEGF, respectively). The morphological and functional basal cardiac indices remained unchanged in all groups, however, under pharmacologic stress using phenilephrine, the VEGF groups displayed significant improvement in cardiac work and stroke volume and a reduction in end diastolic pressure. Taken together, these results indicated that cardiac fibroblasts expressing VEGF alone or in combination with IGF-1 can induce agiogenesis and vasculogenesis in ischemic myocardium decreasing myocardial scar area and improving cardiac performance following coronary ligation.

Este trabalho avaliou o efeito de fibroblastos cardíacos (FC) modificados geneticamente para produzir VEGF (vascular endothelial growth factor) e/ou em conjunto com IGF-1(insulin -like growth factor) associados a um biopolímero de fibrina na indução de angiogênese, vasculogênese e melhora de função em miocárdio isquêmico. Em experimentos preliminares demonstramos que 106 FC modificados pelo AdRSVLacZ expressam o transgene na parede livre do ventrículo esquerdo de ratos Lewis por até 45 dias. Primeiro, o tratamento dos diversos grupos foi feito e 7 dias após, os animais foram submetidos à isquemia por 45 minutos seguida de reperfusão. 21 dias depois, a proteína humana VEGF e a densidade capilar apresentaram aumento no grupo VEGF (proteína humana VEGF: 1209,6±11,4 vs. Veículo 123,1±5,2; Célula 104,2±7,4 e Null 73,2±2,4 células positivas/campo, p< 0,01 e densidade capilar: 543,8 ± 52,1 vs. 349,2 ± 0,9, 288± 19,0 e 245 ± 2,6 capilares/mm2, p< 0,01). A imunofluorescência dupla-marcação para detecção de células endoteliais e células musculares lisas apresentou aumento no grupo VEGF sugerindo formação de vasos estruturados (45±3 vs. 10±2, 8±1 e 16±3, p<0,001) e a área de infarto foi reduzida no VEGF vs. VEÍCULO (3,0 ± 1,3% vs. 8,0 ± 0,8%, p< 0,05. Para testar o efeito terapêutico desta intervenção, um segundo estudo foi realizado com os grupos: VEÍCULO= controle, POLÍMERO = biopolímero de fibrina, CÉLULA, NULL, IGF-1, VEGF e IGF-1+VEGF. Os tratamentos foram realizados 24 horas após os animais terem sido submetidos à isquemia por ligadura permanente. Um mês depois, as proteínas humanas VEGF e IGF 1 apresentaram aumento significativo nos grupos VEGF, IGF-1 e IGF-1+VEGF, com *p=0,0001. Da mesma maneira, somente os grupos que receberam VEGF isoladamente ou associados a IGF-1 tiveram aumento do número de capilares e da densidade vascular e redução da porcentagem de colágeno (35,12 ± 7,05 vs. 31,28 ± 5,03 vs. 30,07 ± 6,21 vs. 25,89 ± 2,92 vs. 15,43 ± 2,02* vs. 16,07 ± 1,83%*, *p<0,05, para os grupos Veículo, Polímero, Célula, Null, IGF-1, VEGF, IGF-1+VEGF, respectivamente). Os índices cardíacos basais morfológicos e funcionais permaneceram inalterados na avaliação direta e pelo ECO entre os grupos enquanto que as medidas diretas de função cardíaca sob estresse farmacológico com a fenilefrina mostraram aumentos significativos no trabalho cardíaco e volume sistólico e diminuição na pressão diastólica final somente nos animais que receberam terapia celular que incluía VEGF. Em conjunto, os dados mostram que a terapia celular combinada com o aumento da expressão de fator angiogênico (VEGF) ou em combinação com fator de crescimento (IGF-1) tem efeito benéfico, uma vez que estes fatores estimularam a proliferação capilar e vascular podendo contribuir para o aumento da circulação colateral, reduzindo o tamanho do infarto e promovendo melhora cardíaca funcional. / The effect of modified cardiac fibroblasts (CF) expressing VEGF (vascular endothelial growth factor) and/or IGF-1 (insulin-like growth factor) associated to fibrin biopolymer to induce angiogenesis, vasculogenesis and improve cardiac function in ischemic cardiac tissue was tested. The direct injection of 106 CF genetically modified to express the reporter gene LACZ (AdRSVLACZ) indicated transgene expression up to 45 days. First, all groups were treated and 7 days later the animals were submitted to a 45 min cardiac ischemic injury. Twenty one days later VEGF protein and capillary density increased only in groups that received VEGF the groups: (VEGF protein: 1209.6±11.4 vs. VEHICLE: 123.1±5.2, Cell: 104.2±7.4 and Null: 73.2±2.4 positive cells/field, p< 0.01 and capillary: 543.8 ± 52.1 vs. 349.2 ± 0.9, 288± 19.0 and 245 ± 2.6 capillaries/mm2, p< 0.01). Merged image of immunoassaying for endothelial and smooth muscle cells specific markers, were significantly greater in VEGF group suggesting maturation of newly formed vessels (45±3 vs. 10±2, 8±1 and 16±3, p<0.001) and myocardial scar area was reduced in VEGF vs. VEHICLE (3.0 ± 1.3% vs. 8.0 ± 0.8%, p< 0.05). To test the therapeutic efficacy of this treatment, a second study was performed with groups: VEHICLE= control, POLYMER= fibrin biopolymer, CELL, NULL, IGF-1, VEGF and IGF-1+VEGF. Treatments were performed 24 hs following ligation of the descending coronary artery. After 4 weeks, VEGF and IGF-1 protein increased in IGF-1, VEGF and IGF-1+VEGF groups, p<0.0001. We observed only in VEGF groups an increase in capillary number and vascular density and reduction in myocardial collagen area (35,12 ± 7,05 vs. 31,28 ± 5,03 vs. 30,07 ± 6,21 vs. 25,89 ± 2,92 vs. 15,43 ± 2,02* vs. 16,07 ± 1,83%*, *p<0,05, to groups VEHICLE, POLYMER, CELL, NULL, IGF-1, VEGF, IGF-1+VEGF, respectively). The morphological and functional basal cardiac indices remained unchanged in all groups, however, under pharmacologic stress using phenilephrine, the VEGF groups displayed significant improvement in cardiac work and stroke volume and a reduction in end diastolic pressure. Taken together, these results indicated that cardiac fibroblasts expressing VEGF alone or in combination with IGF-1 can induce agiogenesis and vasculogenesis in ischemic myocardium decreasing myocardial scar area and improving cardiac performance following coronary ligation.