Identification of Human Unselected Mesenchymal-like Myocardial Cells (HUMMCs)

Abstract

Dati recenti indicano l’esistenza nel cuore umano adulto di cellule staminali (CSC) capaci di rigenerare tutte le componenti tissutali cardiache, con potenzialità in terapia cellulare. Queste premesse ci hanno indotto a isolare ed identificare cellule umane miocardiche primitive e studiarne in vitro il potenziale cardiogenico. Da frammenti miocardici umani abbiamo isolato cellule clonogeniche, non selezionate, con comportamento simil-mesenchimale e multipotenti (HUMMC). Queste cellule iniettate in cuori murini infartuati si ritrovavano nella zona infartuale e concorrevano alla neo-formazione di strutture miocardiche funzionanti. Le cellule midollari (BM) rimangono tuttavia le più studiate ed impiegate nell’uomo. Abbiamo pertanto confrontato le proprietà cardiogeniche in vitro delle HUMMC e delle BM isolate dallo stesso paziente mediante ago aspirato sternale. Il confronto ha mostrato che le BM presentano dei fenotipi miocardici adulti ed una maggior potenzialità vasculogenica, le HUMMC prevalentemente cardiomiogenica e ridotta immunogenicità, dato rilevante clinicamente. Occorre quindi ricercare la terapia cellulare più appropriata per riparare un danno miocardico e ricostituire massa miocardica funzionante. Ci si deve, infatti, attendere che cellule progenitrici cardiache siano più efficienti rispetto ad altre nel promuovere la rigenerazione miocardica e un ripristino funzionale, essendo programmate a costituire specifiche strutture cardiache. Si ridurrebbe infine il rigetto da terapia cellulare eterologa.

Regeneration of the myocardium by stem cells represents the goal that cardiac surgery and gene therapy are trying to accomplish. Recently we have shown that in the adult heart there are resident stem cells (CSC), able to differentiate into the three main cardiac cell types. The limited efficency of the forced bone marrow (BM) cells differentiation to repair the infarcted heart imposes the search of new cellular sources for myocardial regeneration. The present study was designed to isolate and expand resident myocardial progenitor cells from the human heart and to compare the growth properties of human cardiac and BM cells from the same patient in vitro. From myocardial fragments seeded outgrew unselected mesenchymal-like cells, with clonogenic and multipotent properties (HUMMC). To detect homing and engrafment ability we injected HUMMCs in infarcted rat heart and we documented their presence in infarcted area and their cardiomiogenic potential. The comparison showed that BM possess a greater vasculogenic potential whereas the ability to generate cardiomyocytes was higher for HUMMCs. Numerous data strongly indicate the necessity to design appropriate clinical studies for Regenerative Medicine. The present study provides evidence that in any organ exist resident stem cells, that efficiently activated, can provide to a reparative response, with low immunogenic activity.