Cardiomyocyte Ultrastructure of Rats with Experimental Myocardial Infarction After Therapeutic Hypothermia and Mesenchymal Stromal Cell Administration

Abstract

We studied the ultrastructural changes in cardiomyocytes during necrosis development and re-modelling of the rat heart following experimental myocardial infarction (MI) and performing therapeutic hypothermia and administration of allogeneic mesenchymal stromal cells (MSCs). The infarction was provoked via ligation of left coronary artery. Therapeutic hypothermia was performed in cold chamber for 60 min achieving 4°C skin temperature in the collar zone. The suspension of allogeneic cryopreserved MSCs of placenta with 1.2 × 106 cells/ml concentration was intravenously administered. In the animals with MI treated with MSCs and a combination of MSCs and hypothermia we revealed the normalization of mitochondrial structure, appearance of small dense mitochondria, the presence of a large number of glycogen granules, testifying thereby to a sufficient oxygen supply into cardiomyocytes and activation of synthetic processes together with improved microcirculation under MSCs factors. The combination of therapeutic hypothermia with MSCs administration at the background of MI largely promoted the activation of compensatory-regenerative processes in cardiomyocytes.///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Исследованы ультраструктурные изменения в кардиомиоцитах при развитии некроза и ремоделировании сердца крыс с экспериментальным инфарктом миокарда (ИМ) после индукции терапевтической гипотермии и введения аллогенных мезенхимальных стромальных клеток (МСК). Инфаркт моделировали путем перевязки левой коронарной артерии. Терапевтическую гипотермию проводили в холодовой камере в течение 60 мин при температуре кожи воротниковой зоны 4°С. Суспензию аллогенных криоконсервированных МСК плаценты с концентрацией 1,2 × 106 кл/мл вводили внутривенно однократно. В группах животных с введением МСК и сочетанным применением МСК и гипотермии на фоне ИМ были выявлены нормализация структуры митохондрий, появление мелких плотных митохондрий, наличие большого количества гранул гликогена, что свидетельствует о достаточном поступлении в кардиомиоциты кислорода и активизации синтетических процессов на фоне улучшения микроциркуляции под влиянием факторов МСК. Сочетание терапевтической гипотермии с введением МСК на фоне ИМ в большей степени способствовало активации компенсаторно-регенераторных процессов в кардиомиоцитах.