russjcardiolРоссийский кардиологический журналRussian Journal of Cardiology1560-40712618-7620«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1560-4071-2019-7-63-67russjcardiol-3089Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESПредупреждение постинфарктного ремоделирования сердца после использования бесклеточного биоматериала в экспериментеPrevention of post-infarction cardiac remodeling after using the non-cellular biomaterial in the experimenthttps://orcid.org/0000-0001-6066-3998АфанасьевС. А.AfanasievS. A.

Афанасьев Сергей Александрович  — доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики, SPIN: 7625-0960

tursky@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4004-2497КондратьеваД. С.KondratyevaD. S.

Кондратьева Дина Степановна — научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики, SPIN: 4628-2021

dina@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7352-6068УсовВ. Ю.UsovV. Yu.

Усов Владимир Юрьевич Усов — заведующий отделением рентгеновских и томографических методов диагностики, SPIN: 8839-2627

usov@cardio.tsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9170-2600ЛебедеваА. И.LebedevaA. I.

Лебедева Анна Ивановна — научный сотрудник лаборатории морфологии.

Уфа

Ufa

jeol02@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9076-0251МуслимовС. А.MuslimovS. A.

Муслимов Сагит Асхатович — заведующий лаборатории морфологии.

Уфа

Ufa

morphoplant@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9050-4493ПоповС. В.PopovS. V.

Попов Сергей Валентинович — академик РАН, заслуженный деятель науки РФ, директор, руководитель отделения хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции, SPIN: 6853-7180

psv@cardio-tomsk.ruНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАНРоссияResearch Institute of Cardiology, Tomsk National Research Medical CenterRussian FederationФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» МЗ РФРоссияAll-Russia Eye and Plastic Surgery CenterRussian Federation201917082019076367Copyright © Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Усов В.Ю., Лебедева А.И., Муслимов С.А., Попов С.В., 20192019Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Усов В.Ю., Лебедева А.И., Муслимов С.А., Попов С.В.Afanasiev S.A., Kondratyeva D.S., Usov V.Y., Lebedeva A.I., Muslimov S.A., Popov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://russjcardiol.elpub.ru/jour/article/view/3089Цель

Цель. Оценить влияние бесклеточного аллогенного биоматериала (БАБ) на постинфарктное ремоделирование миокарда в эксперименте.

Материал и методы

Материал и методы. Контрольным крысам линии Вистар перевязывали левую нисходящую коронарную артерию с целью моделирования постинфарктного кардиосклероза (ПИКС), опытным животным одновременно с коронарноокклю-зией интрамиокардиально вводили БАБ. Формирование ПИКС происходило в течение 45 сут. после моделирования инфаркта миокарда. У крыс оценивали толерантность к физической нагрузке до и после воздействий. Магнитно-резонансная томография (МРТ) сердца крыс выполнялась на 7 14 и 45 сут. после моделирования инфаркта миокарда. Постинфарктное ремоделирование сердца крыс оценивали при помощи морфометрических методов исследования.

Результаты

Результаты. МРТ исследование показало, что на 7 сут. сердца крыс обеих групп имели участки поврежденного миокарда. Однако уже на 14 сут. объем поврежденного миокарда у крыс с инъекцией БАБ был в 2 раза меньше, чем у особей с ПИКС, а к 45 сут. эта разница увеличилась в 3,5 раза. Прирост конечного диастолического объёма (КДО) левого желудочка животных контрольной группы к 45 сут. составил 30%, тогда как у крыс опытной группы этот показатель составлял 8% от исходных значений. Толерантность к физической нагрузке у крыс обеих групп после формирования ПИКС была ниже, чем при исходном состоянии. При этом у животных с инъекцией БАБ устойчивость к физической нагрузке была значимо выше, чем у крыс контрольной группы. Результаты морфометрических исследований сердца крыс показали, что в контрольной группе было значительно больше животных с морфологически видимым инфарктом и аневризмой левого желудочка, чем в опытной группе. Кроме того, для животных контрольной группы было характерно статистически значимо более высокое значение индекса — масса сердца/масса тела.

Заключение

Заключение. На основании полученных результатов можно считать, что интрамиокардиальные инъекции бесклеточного аллогенного биоматериала, изготовленного по технологии Аллоплант®, выполненные сразу после моделирования экспериментального инфаркта, не только создают условия для стимуляции регенеративных процессов в миокарде, но и обеспечивают предупреждение постинфарктного ремоделирования сердца.

Aim

Aim. To assess the effect of non-cellular allogenic material (NAM) on post-infarction myocardial remodeling in the experiment.

Material and methods

Material and methods. We ligated left descending coronary artery of control Han Wistar rats in order to simulate post-infarction cardiosclerosis (PICS), and NAM was intramyocardially administered to the experimental animals at the same time as the coronary occlusion. The formation of PICS occurred within 45 days after myocardial infarction modeling. Exercise tolerance was assessed in rats before and after exposure. Magnetic resonance imaging (MRI) of the rat heart was performed on 7th, 14th, and 45th days after myocardial infarction modeling. Postinfarction remodeling of rat heart was assessed using morphometric research methods.

Results

Results. An MRI study showed that on 7th day hearts of the rats of both groups had areas of damaged myocardium. However, on 14th day the area of damaged myocardium in rats with injection of NAM was 2 times less than in individuals with PICS, and on 45 day this difference increased 3,5 times. The increase in end-diastolic volume (EDV) of the left ventricle of control animals on 45 day amounted to 30%, whereas in rats of the experimental group, this figure was 8% of the initial values. Exercise tolerance in rats of both groups after the formation of PICS was lower than in the initial state. At the same time, in animals with injection of NAM, resistance to exercise was significantly higher than in rats of the control group. The results of morphometric studies of the heart showed that in the control group there were significantly more animals with morphologically visible infarction and left ventricular aneurysm than in the experimental group. In addition, animals of the control group were characterized by a statistically significantly higher value of heart mass/body weight ratio.

Conclusion

Conclusion. Based on the results obtained, it can be considered that intramyocardial injections of non-cellular allogenic biomaterial manufactured according to the Alloplant® technology create conditions for stimulating the regenerative processes in the myocardium and also prevent post-infarction heart remodeling.

постинфарктный кардиосклерозремоделирование сердца крысыбесклеточный аллогенный биоматериалтолерантность к физической нагрузкеконечный диастолический объемобъем поврежденного миокардаpost-infarction cardiosclerosisremodeling of the rat heartnoncellular allogenic biomaterialexercise toleranceend-diastolic volumevolume of damaged myocardiumРабота выполнена в рамках темы фундаментальных исследований № АААА-А15-115123110026-3 НИИ кардиологии Томского НИМЦThe work was performed in the framework of fundamental research № AAAA-A15-1151231 10026-3 of the Research Institute of Cardiology of Tomsk National Research Medical CenterReferencesPocock SJ, Wang D, Pfeffer MA, et al. Predictors of mortality and morbidity in patients with chronic heart failure. Eur Heart J. 2006;27(1):65-75.Pocock SJ, Wang D, Pfeffer MA, et al. Predictors of mortality and morbidity in patients with chronic heart failure. Eur Heart J. 2006;27(1):65-75.Афанасьев С.А., Невдах А.Е., Роговская Ю.В., Репин А.Н. Характеристики сердечной мышцы в условиях развившегося постинфарктного кардиосклероза в эксперименте. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2013;76(9):19-21.Afanasyev SA, Nevdakh AE, Rogovskaya YuV, Repin AN. Characteristics of the cardiac muscle in the conditions of the developed postinfarction cardiosclerosis in the experiment. Experimental and clinical pharmacology. 2013;76(9):19-21. (In Russ.)Lopez B, Gonzalez A, Beaumont J, et al. Identification of a potential cardiac antifi-brotic mechanism of torasemide in patients with chronic heart failure. J Am Coll Cardiol 2007;50(9):859-67 doi:10.1016/j.jacc.2007.04.080Lopez B, Gonzalez A, Beaumont J, et al. Identification of a potential cardiac antifi-brotic mechanism of torasemide in patients with chronic heart failure. J Am Coll Cardiol 2007;50(9):859-67 doi:10.1016/j.jacc.2007.04.080Galli A, Lombardi F. Postinfarct Left Ventricular Remodelling: A Prevailing Cause of Heart Failure. Cardiol Res Pract. 2016;2016:2579832. doi:10.1155/2016/2579832.Galli A, Lombardi F. Postinfarct Left Ventricular Remodelling: A Prevailing Cause of Heart Failure. Cardiol Res Pract. 2016;2016:2579832. doi:10.1155/2016/2579832.Ганюков В. И., Тарасов Р. С., Неверова Ю. Н. и др. Отдаленные результаты различных подходов к реваскуляризации при остром коронарном синдроме без подъема сегмента ST и множественном коронарном атеросклерозе. Терапевтический архив. 2017;89(4):29-34. doi:10.17116/terarkh201789429-34.Ganyukov VI, Tarasov RS, Neverova YuN, et al. Long-term results of various approaches to revascularization in acute coronary syndrome without elevation of the ST segment and multiple coronary atherosclerosis. Therapeutic archive. 2017;89(4):29-34. (In Russ.) doi:10.17116/terarkh201789429-34.Мареев В. Ю., Агеев Ф. Т., Арутюнов Г. П. и др., Национальные рекомендации ВНОК и ОССН по диагностике и лечению ХСН (третий пересмотр). Журнал сердечная недостаточность. 2010;11(1):3-62.Mareev VYu, Ageev FT, Arutyunov GP, et al. National recommendations of VNOK and OSSN for the diagnosis and treatment of CHF (third review). Heart failure journal. 2010;11(1):3-62. (In Russ.)Преображенский Д.В., Сидоренко Б.А., Батыралиев TA и др. Применение ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента у больных, перенесших острый инфаркт миокарда. Кардиология 2008;48(11):64-8.Preobrazhensky DV, Sidorenko BA, Batyraliev TA et al. The use of angiotensin-converting enzyme inhibitors in patients after acute myocardial infarction. Kardiologiia 2008;48(11):64-8. (In Russ.)Wen Z, Mai Z, Chen Y et al. Angiotensin II receptor blocker reverses heart failure by attenuating local oxidative stress and preserving resident stem cells in rats with myocardial infarction. Am J Transl Res. 2018;10(8):2387-401.Wen Z, Mai Z, Chen Y et al. Angiotensin II receptor blocker reverses heart failure by attenuating local oxidative stress and preserving resident stem cells in rats with myocardial infarction. Am J Transl Res. 2018;10(8):2387-401.Болдырева М.А., Зубкова Е.С., Белоглазова И.Б. и др. Повышение эффективности терапевтического ангиогенеза при сочетании генной и клеточной терапии. Технологии живых систем. 2016;13(8):43-54.Boldyreva MA, Zubkova ES, Beloglazova IB et al. Improving the effectiveness of therapeutic angiogenesis with a combination of gene and cell therapy. Technologies of living systems. 2016;13(8):43-54. (In Russ.)Кочегура Т.Н., Ефименко А.Ю., Акопян Ж.А., Парфенова Е.Е. Клеточная терапия сердечной недостаточности: клинический опыт, проблемы и перспективы. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2010;5(2):11-8.Kochegura TN, Efimenko AYu, Akopyan ZhA, Parfenova EE. Cellular Therapy for Heart Failure: Clinical Experience, Problems and Perspectives. Cell transplantation and tissue engineering. 2010;5(2): 11 -8. (In Russ.)Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Лебедева А.И. и др. Функциональное состояние миокарда после использования аллогенного бесклеточного материала для стимуляции его регенаративных возможностей при экспериментальном инфаркте. Российский кардиологический журнал. 2018;23(3):56-60. doi:10.15829/1560-4071-2018-3-71-75.Afanasyev SA, Kondratieva DS, Lebedeva AI, et al. The functional state of the myocardium after the use of allogeneic cell-free material to stimulate its regenerative capacity in experimental heart attack. Russian Journal of Cardiology. 2018;23(3):56-60. (In Russ.) doi:10.15829/1560-4071-2018-3-71-75.Лебедева А.И., Муслимов С.А., Гареев Е.М. и др. Экспрессия металлопротеиназ и их ингибиторов в ишемизированном миокарде после применения аллогенного биоматериала. Российский кардиологический журнал. 2018;23(7):73-9. doi: 10.15829/1560-4071-2018-7-73-79.Lebedeva AI, Muslimov SA, Gareev EM, et al. Expression of metalloproteinases and their inhibitors in the ischemic myocardium after the use of allogeneic biomaterial. Russian Journal of Cardiology. 2018;23(7):73-9. (In Russ.) doi: 10.15829/1560-4071-2018-7-73-79.Мусина Л. А., Муслимов С. А., Шангина О. Р. и др. Стимуляция регенерации миокарда аллогенным биоматериалом. Ученые записки СПбГМУ им. академика И. П. Павлова. 2011;XVIII(2):94-5.Musina LA, Muslimov SA, Shangina OP, et al. Stimulation of myocardial regeneration by allogeneic biomaterial. Scientific notes of SPbGMU them. academica I. P. Pavlova. 2011;XVIII(2):94-5. (In Russ.)Gomez AM, Guatimosim S, Dilly KW, et al. Heart failure after myocardial infarction: altered excitation-contraction coupling. Circulation. 2001;104(6):688-93.Gomez AM, Guatimosim S, Dilly KW, et al. Heart failure after myocardial infarction: altered excitation-contraction coupling. Circulation. 2001;104(6):688-93.Каркищенко В.Н., Капанадзе ГД., Деньгина С.Е., Станкова Н.В. Разработка методики оценки физической выносливости мелких лабораторных животных для изучения адаптогенной активности некоторых лекарственных препаратов. Биомедицина. 2011;1:72-4.Karkishchenko VN, Kapanadze GD, Dengina SE, Stankova NV. Development of methods for assessing the physical endurance of small laboratory animals for the study of adaptogenic activity of certain drugs. Biomedicine. 2011;1:72-4. (In Russ.)Усачева М.А., Попкова Е.В., Смирнова Е.А. и др. Адаптация сердечно-сосудистой системы к постинфарктному кардиосклерозу у крыс с разной врожденной адренореактивностью миокарда. Бюл. экспер. биол. 2007;144(12):624-628.Usacheva MA, Popkova EV, Smirnova EA. Adaptation of the cardiovascular system to postinfarction cardiosclerosis in rats with different congenital myocardial adrenoreactivity. Bull Exp Biol Med 2007;144(12):624-8. (In Russ.)Лебедева А.И., Муслимов С.А., Гареев Е.М. и др. Экспериментальный кардиомиогенез в условиях применения различных доз аллогенного биоматериала. Бюлл. эксперим. биол. и мед 2018;165(6):753-7Lebedeva AI, Muslimov SA, Gareev EM, et al. Experimental cardiomyogenesis under conditions of using various doses of allogeneic biomaterial. Bull Exp Biol Med 2018;165(6):753-7. (In Russ.)Лебедева А. И. Аллогенный губчатый биоматериал — ингибитор фиброза поврежденной скелетной мышечной ткани. Российский биотерапевтический журнал. 2014;4(13):37-44.Lebedeva AI. Allogenic spongy biomaterial — inhibitor of fibrosis of damaged skeletal muscle tissue. Russ Biotherap J. 2014;4(13):37-44. (In Russ.)Лебедева А.И., Муслимов С.А., Мусина Л.А. Морфологические аспекты регенеративного потенциала ишемически поврежденного миокарда, после применения аллогенного биоматериала. Биомедицина. 2016;2:32-44.Lebedeva AI, Muslimov SA, Musina LA. Morphological aspects of the regenerative potential of ischemic damaged myocardium, after the use of allogenic biomaterial. Biomedicine. 2016;2:32-44. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.