Quantitative nuclear imaging of ventricular ischemic remodelling in rat : mechanism and effect of cell therapy
Imagerie radio-isotopique quantitative du remodelage cardiaque ischémique chez le rat : mécanisme et impact de la thérapie cellulaire
Résumé
Heart failure is generally related to an excessive and "pathological" cardiac remodelling. The aim of our study was: (i) to characterize the situations where ventricular remodelling is excessive and deleterious: evolutions of left ventricular volume and collagen fibrosis; quantification of necrosis and residual ischemia and (ii) to evaluate the impact of injection of bone marrow mesenchymal stem cells on remodelling. We developed and adapted two new quantitative techniques of imaging on the rat coronary occlusion model: [1] the Pinhole Gated-SPECT, which allows the monitoring in vivo of perfusion, extent of necrosis and left ventricular function in adult rat and [2] the [mu]IMAGER, which allows identifying the infarcted and ischemic segments for the analyses of fibrosis on histological slices. We have: (i) validated both techniques, (ii) shown that, after coronary occlusion in rat, variability of remodelling was explained by variability of the initial extent of transmural infarct. ln studies applied on cell therapy we have: (i) quantified the initial myocardial retention of transplanted cells and (ii) determined the localization of transplanted cells with regard to infarction site (dual energy [exponent 111]ln/[exponent 99]mTc-Sestamibi Pinhole SPECT). The results have show that this therapeutic intervention was associated with a reduction in ventricular remodelling and with an improvement of perfusion. This improvement was, however, mainly documented in the infarcted segments showing a significant residual perfusion before treatment (uptake of [exponent 99]mTc-Sestamibi > 50%).
L'insuffisance cardiaque ischémique est généralement liée à un remodelage cardiaque excessif qualifié de «pathologique ». Notre travail de thèse avait pour objectif: (i) de caractériser les situations où le remodelage post-infarctus est excessif et délétère : évolutions du volume ventriculaire gauche et de la fibrose collagène; quantification des facteurs favorisants et/ou déclenchants (séquelles d'infarctus, ischémie résiduelle) et (ii) d'évaluer l'impact sur le remodelage de l'injection de cellules souches mésenchymateuses. Pour répondre à ces objectifs, nous avons développé et adapté deux nouvelles techniques d'imagerie quantitatives sur un modèle d'occlusion coronaire chez le rat : [1] le Pinhole Gated-SPECT, qui permet l'analyse in vivo de la perfusion tissulaire, des séquelles d'infarctus et de la fonction ventriculaire gauche chez le rat adulte et [2] le [mu]IMAGER, qui permet d'identifier les zones infarcies et les zones ischémiées pour les analyses sur coupes histologiques de la densité et de l'activité de fibrose collagène. Nous avons: (i) travaillé à la validation de ces 2 techniques et (ii) montré qu'après occlusion coronaire chez le rat, la variabilité du remodelage était en très grand partie expliquée par la variabilité des séquelles initiales d'infarctus transmural. Dans les études sur la thérapie cellulaire, il a été possible : (i) de quantifier la rétention myocardique initiale des cellules transplantées (analyse scintigraphique planaire) et (ii) déterminer la localisation des cellules transplantées par rapport au territoire infarci (étude en Pinhole SPECT double isotope [exposant 111]ln/[exposant 99]mTc-Sestamibi). Les résultats obtenus ont montré que cette intervention thérapeutique était associée à une diminution du remodelage ventriculaire, ainsi qu'à une amélioration de la perfusion tissulaire. Cette amélioration s'avère, cependant, surtout importante pour les segments infarcis ayant une certaine préservation de la perfusion tissulaire résiduelle (fixation résiduelle du [exposant 99]mTc-Sestamibi > 50%).