Aims: The goal of this project was to evaluate the effectiveness of stem cells in heart failure to optimize them for clinical use. Methods: In the meta-analysis, randomized controlled clinical trials (RCTs) of stem cell treatments for heart failure were retrieved. Primary outcomes were set as all-cause mortality and left ventricular ejection fraction (LVEF) change from baseline. Mean differences and standard deviations between cell therapies and controls were calculated and separated into subgroups based on methodological and clinical differences. In the laboratory, stem cells were expanded with different medium sera and further brought to a severe condition that simulated ischemia-reperfusion injury (AcS). Cell counts and necrotic, apoptotic cells were assessed, and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCRs) were performed to measure cell proliferation, cell survival, and gene regulations under normal and stressful conditions. Results: 42 RCTs were retrieved, and 1984 participants were enrolled. Overall, stem cells were proven to reduce mortality and increase ∆LVEF by 2.88% and 2.33% at short- and long-term follow-ups. Results from trial quality assessments and sensitivity analyses indicated existence of bias risks in randomization and performance that significantly affect clinical outcomes lead to false-positive results. Among various cell origins, perinatal stem cells showed 6.48% and 5.22% of LVEF increase. Cord blood-derived mesenchymal stromal cells were chosen for in vitro study. Under human sera, they presented a higher proliferative capacity and shorter expansion time. A higher survival rate was also confirmed against oxidative stress, but apoptosis- and cell cycle-related genes were not regulated in a similar pattern under different medium sera. Conclusions: Overall, stem cell therapy did not show clinical values for improving cardiac contractility in patients with impaired heart functions. The outcomes were significantly influenced by poor blinding methods leading to false-positive results. Optimizing cord blood-derived mesenchymal stem cells (CB-MSCs) through human sera applications seems to be promising due to better performance in proliferation and resistance against acute pro-apoptotic stress.
Dieser Arbeit liegt das Ziel zu Grunde die Wirksamkeit von Stammzellen bei Herzinsuffizienz zu evaluieren, um sie für den klinischen Einsatz zu optimieren. Methoden: In einer Metaanalyse wurden randomisierte kontrollierte klinische Studien zu Stammzellbehandlungen für HFrEF abgerufen. Die primären Ergebnisse wurden als Gesamtmortalität und LVEF-Änderung gegenüber dem Ausgangswert festgelegt. Die mittleren Unterschiede und ihre Standardabweichungen zwischen Zelltherapien und Kontrollen wurden berechnet und auf der Grundlage methodischer und klinischer Unterschiede in Untergruppen unterteilt. Im Labor wurden Stammzellen mit dem Zusatz von humanem Serum von Herzinsuffizienzpatienten vermehrt. Diese Stammzellen wurden dann einer modellierten Ischämie-Reperfusionsverletzung (AcS) ausgesetzt. Zellzahlen und nekrotische sowie apoptotische Zellen wurden quantifiziert und RT-PCRs wurden durchgeführt, um die Zellproliferation, das Zellüberleben und die Genregulation unter regulären und AsC-Bedingungen zu messen. Ergebnisse: 42 RCTs wurden abgerufen und 1984 Patienten wurden eingeschlossen. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass Stammzellen die Mortalität senken und den ΔLVEF bei kurz- und langfristigen Nachuntersuchungen um 2,88% bzw. 2,33% erhöhen. Studienqualitätsbewertungen und Sensitivitätsanalysen ergaben, dass Verzerrungsrisiken bei der Randomisierung und Leistung einen signifikanten Einfluss auf die klinischen Ergebnisse haben können, die zu falsch positiven Ergebnissen führen. Von allen untersuchten Zelltyoen zeigten perinatale Stammzellen einen Anstieg von 6,48% und 5,22% der LVEF. Aus Nabelschnurblut stammende mesenchymale Stromazellen wurden für eine in-vitro-Studie ausgewählt. Unter humanen Seren von Herzinsuffizienzpatienten zeigten sie eine höhere Proliferationskapazität und eine kürzere Expansionszeit. Eine höhere Überlebensrate wurde auch unter oxidativen Stress bestätigt, aber Apoptose- und Zellzyklus-bezogene Gene wurden unter verschiedenen mittleren Seren nicht in einem ähnlichen Muster reguliert. Schlussfolgerungen: Insgesamt zeigte die Stammzelltherapie zur Verbesserung der Herzkontraktibilität bei Patienten mit Herzfunktionsstörungen bislang keine klinischen Werte. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse signifikant durch schlechte Blindheit beeinflusst, die zu falsch positiven Ergebnissen führte. Die Optimierung von CB-MSCs durch die Anwendung von Humanseren scheint vielversprechend zu sein, da die Proliferationsleistung und die Resistenz gegen akuten proapoptotischen Stress verbessert werden.
