Adipose-derived stem cells and tissue revascularization: enhancing islet survival and performance for diabetes care.

Pancreatic islet transplantation represents a fascinating procedure that, at the moment, can be considered as alternative to standard insulin treatment or pancreas transplantation only for selected categories of patients with type 1 diabetes mellitus. Among the factors responsible for leading to poor islet engraftment, hypoxia plays an important role. Mesenchymal stem cells (MSCs) were recently used in animal models of islet transplantation not only to reduce allograft rejection, but also to promote revascularization. Currently adipose tissue represents a novel and good source of MSCs. Moreover, the capability of adipose-derived stem cells (ASCs) to improve islet graft revascularization was recently reported after hybrid transplantation in mice. Within this context, we have previously shown that hyaluronan esters of butyric and retinoic acids can significantly enhance the rescuing potential of human MSCs. Here we evaluated whether ex vivo preconditioning of human ASCs (hASCs) with a mixture of hyaluronic (HA), butyric (BU), and retinoic (RA) acids may result in optimization of graft revascularization after islet/stem cell intrahepatic cotransplantation in syngeneic diabetic rats. We demonstrated that hASCs exposed to the mixture of molecules are able to increase the secretion of vascular endothelial growth factor (VEGF), as well as the transcription of angiogenic genes, including VEGF, KDR (kinase insert domain receptor), and hepatocyte growth factor (HGF). Rats transplanted with islets cocultured with preconditioned hASCs exhibited a better glycemic control than rats transplanted with an equal volume of islets and control hASCs. Cotransplantation with preconditioned hASCs was also associated with enhanced islet revascularization in vivo, as highlighted by graft morphological analysis. The observed increase in islet graft revascularization and function suggests that our method of stem cell preconditioning may represent a novel strategy to remarkably improve the efficacy of islets-hMSCs cotransplantation.

Evaluation of cardiovascular disease markers in patients submitted to carotid artery stenting or endarterectomy

Introduction. Microembolization during the carotid artery revascularization procedure may cause cerebral lesions. Elevated C-Reactive Protein (hsCRP), Vascular endothelial growth factor (VEGF) and serum amyloid A protein (SAA) exert inflammatory activities thus promoting carotid plaque instability. Neuron specific enolase (NSE) is considered a marker of cerebral injury. Neoangiogenesis represents a crucial step in atherosclerosis, since neovessels density correlates with plaque destabilization. However their clinical significance on the outcome of revascularization is unknown. This study aims to establish the correlation between palque vulnerabilty, embolization and histological or serological markers of inflammation and neoangiogenesis. Methods. Serum hsCRP, SAA, VEGF, NSE mRNA, PAPP-A mRNA levels were evaluated in patients with symptomatic carotid stenosis who underwent filter-protected CAS or CEA procedure. Cerebral embolization, presence of neurologicals symptoms, plaque neovascularization were evaluated testing imaging, serological and histological methods. Results were compared by Fisher’s, Student T test and Mann-Whitney U test. Results. Patients with hsCRP<5 mg/l, SAA<10mg/L and VEGF<500pg/ml had a mean PO of 21.5% versus 35.3% (p<0.05). In either group, embolic material captured by the filter was identified as atherosclerotic plaque fragments. Cerebral lesions increased significantly in all patients with hsCRP>5mg/l and SAA>10mg/l (16.5 vs 2.8 mean number, 3564.6 vs 417.6 mm3 mean volume). Discussion. High hsCRP, SAA and VEGF levels are associated with significantly greater embolization during CAS and to the vulnerabiliy of the plaque. This data suggest CAS might not be indicated as a method of revascularization in this specific group of patients.

Valutazione dei disturbi cognitivi nei pazienti sottoposti a Rivascolarizzazione Carotidea (Endoarterectomia vs Stenting) mediante dosaggio di marker di danno neuronale, Mini Mental State Examination e Risonanza Magnetica

Scopo del nostro studio è quello di valutare i disturbi cognitivi in relazione al tasso di microembolia cerebrale in due gruppi di pazienti trattati per lesione carotidea asintomatica con endoarterectomia (CEA) o stenting (CAS). Comparando le due metodiche mediante l’utilizzo di risonanza magnetica in diffusione (DW-MRI), neuromarkers (NSE e S100β) e test neuropsicometrici. MATERIALE E METODI: 60 pazienti sono stati sottoposti a rivascolarizzazione carotidea (CEA n=32 e CAS n=28). Sono stati tutti valutati con DW-MRI e Mini-Mental State Examination (MMSE) test nel preoperatorio, a 24 ore, a 6 ed a 12 mesi dall’intervento. In tutti sono stati dosati i livelli sierici di NSE e S100β mediante 5 prelievi seriati nel tempo, quello basale nel preoperatorio, l’ultimo a 24 ore. L’ananlisi statistica è stata effettuata con test t di Student per confronti multipli per valori continui e con test χ2 quadro e Fisher per le variabili categoriche. Significatività P <0,05. RISULTATI: Non vi è stato alcun decesso. Un paziente del gruppo CAS ha presentato un ictus ischemico. In 6 pazienti CAS ed in 1 paziente CEA si sono osservate nuove lesioni subcliniche alla RMN-DWI post-operatoria (21,4% vs 3% p=0,03). Nel gruppo CAS le nuove lesioni presenti alla RMN sono risultate significativamente associate ad un declino del punteggio del MMSE (p=0,001). L’analisi dei livelli di NSE e S100β ha mostrato un significativo aumento a 24 ore nei pazienti CAS (P = .02). A 12 mesi i pazienti che avevano presentato nuove lesioni ischemiche nel post-operatorio hanno mostrato minor punteggio al MMSE, non statisticamente significativo. CONCLUSIONI: I neuromarkers in combinazione con MMSE e RMN-DWI possono essere utilizzati nella valutazione del declino cognitivo correlato a lesioni silenti nell’immediato postoperatorio di rivascolarizzazione carotidea. Quest’ultime dovrebbero essere valutate quindi non solo rispetto al tasso di mortalità e ictus, ma anche rispetto al tasso di microembolia.

Diabete ed ischemia critica degli arti inferiori. Valutazione degli indicatori sierologici di danno di parete: determinazione quantitativa delle cellule endoteliali circolanti mature

OBIETTIVO : Quantificare le CECs/ml nei pazienti affetti da ischemia critica (IC) degli arti inferiori, eventuali correlazioni tra i fattori di rischio, lo stadio clinico con l’ aumento delle CECs. Valutare i cambiamenti strutturali (calcificazione ed infiltratto infiammatorio) e l’ angiogenesi (numero di capillari /sezione) della parete arteriosa. MATERIALI E METODI: Da Maggio 2006 ad Aprile 2008 in modo prospettico abbiamo arruolato paziente affetti da IC da sottoporre ad intervento chirurgico. In un data base abbiamo raccolto : caratteristiche demografiche, fattori di rischio, stadiazione dell'IC secondo Leriche-Fontaine (L-F), il tipo di intervento chirurgico. Per ogni paziente abbiamo effettuato un prelievo ematico di 2 ml per la quantificazione immunomagnetica delle CECs e prelievo di parete arteriosa. RISULTATI: In modo consecutivo abbiamo arruolato 33 pazienti (75.8% maschi) con età media di 71 aa (range 34-91aa), affetti da arteriopatia ostruttiva cronica periferica al IV stadio di L-F nel 84.8%, da cardiopatia ischemica cronica nel 60.6%, da ipertensione arteriosa nel 72.7% e da diabete mellito di II tipo nel 66.6%. Il valore medio di CECs/ml è risultato significativamente più elevato (p= 0.001) nei soggetti affetti da IC (CECs/ml =531.24 range 107- 3330) rispetto ai casi controllo (CECs/ml = 125.8 range 19-346 ). Le CECs/ml nei pazienti diabetici sono maggiori rispetto alle CECs/ml nei pazienti non diabetici ( 726.7 /ml vs 325.5/ml ), p< 0.05 I pazienti diabetici hanno presentato maggior incidenza di lesioni arteriose complesse rispetto ai non diabetici (66% vs 47%) e minor densità capillare (65% vs 87%). Conclusioni : Le CECs sono un marker sierologico attendibile di danno vascolare parietale, la loro quantità è maggiore nei pazienti diabetici e ipertesi. La minor capacità angiogenetica della parete arteriosa in presenza di maggior calcificazioni ed infiltrato infiammatorio nei diabetici, dimostra un danno istopatologico di parete maggiore .

Identification of a molecular signature as potential biomarker in blood of symptomatic and asymptomatic patients with carotid atherosclerosis

Background and Objectives: Carotid revascularization to prevent future vascular events is reasonable in patients with high-grade carotid stenosis. Currently, several biomarkers to predict carotid plaque development and progression have been investigated, among which microRNAs (miRs) are promising tools for the diagnosis of atherosclerosis. Methods and Results: A total of 49 participants were included in the study, divided into two main populations: Population 1 comprising symptomatic and asymptomatic inpatients, and Population 2 comprising asymptomatic outpatients. The study consisted of two main phases: a preliminary discovery phase and a validation phase, applying different techniques. MiR-profiles were performed on plasma and plaque tissue samples obtained from 4 symptomatic and 4 asymptomatic inpatients. MiRs emerging from profiling comparisons, i.e. miR-126-5p, miR-134-5p, miR-145-5p, miR-151a-5p, miR-34b, miR-451a, miR-720 and miR-1271-5p, were subjected to validation through RT-qPCR analysis in the total cohort of donors. Comparing asymptomatic and symptomatic inpatients, significant differences were reported in the expression levels of c-miRs for miR-126-5p and miR-1271-5p in blood, being more expressed in symptomatic subjects. In contrast, simultaneous evaluation of the selected miRs in plaque tissue samples did not confirm data obtained by the miR profiling, and no significant differences were observed. Using Receiver-Operating Characteristic (ROC) analysis, a circulating molecular signature (mir-126-5p, miR-1271-5p, albumin, C-reactive protein, and monocytes) was identified, allowing the distinction of the two groups in Population 1 (AUC = 0.795). Conclusions: Data emerging from this thesis suggest that c-miRs (i.e. miR-126-5p, miR-1271-5p) combined with selected haemato-biochemical parameters (albumin, C-reactive protein, and monocytes) produced a good molecular 'signature' to distinguish asymptomatic and symptomatic inpatients. C-miRs in blood do not necessarily reflect the expression levels of the same miRs in carotid plaque tissues since different mechanism can influence their expression.

Medial Artery Calcification (MAC) e Small Artery Disease (SAD) nei pazienti con ischemia critica degli arti inferiori: definizione dei fattori predisponenti, svilup-po di uno score prognostico, definizione istopatologica e valutazione dei risultati dell'arterializzazione delle vene dell'arto inferiore come tecnica di rivascolarizzazione

Questo studio si concentra sull'ischemia critica cronica dell'arto inferiore (CLTI), una patologia globale con gravi complicanze e impatto sociale elevato. Recentemente, la "Medial Artery Calcification" (MAC) è emersa come fattore prognostico significativo nei pazienti con CLTI e malattia grave dei vasi del piede, ma le informazioni sono principalmente retrospettive. Questa tesi esplora la relazione tra MAC e CLTI in tre sezioni. Nella sezione clinica, 248 pazienti sono stati divisi in gruppi MAC per valutare l'impatto prospettico sulla guarigione e sul salvataggio dell'arto. Nella sezione isto-patologica, campioni arteriosi di 26 pazienti sottoposti ad amputazione maggiore sono stati analizzati per comprendere la relazione tra MAC, aterosclerosi e occlusione vascolare. Nella sezione di arterializzazione, 16 pazienti sottoposti all'arterializzazione delle vene del piede (AVP) sono stati esaminati per valutare i risultati clinici prospettici. I risultati della sezione clinica indicano che la presenza di MAC severa è associata a risultati clinici peggiori nei pazienti affetti da CLTI. L'analisi isto-patologica mostra una prevalenza elevata di MAC rispetto all'aterosclerosi, con una associazione importante tra MAC e iperplasia intimale. L'AVP presenta risultati promettenti nei pazienti affetti da CLTI. In conclusione, la MAC influisce sui risultati clinici della CLTI, e l'AVP potrebbe essere una strategia efficace di trattamento.