Abstract
Over the last decade, many researchers consider the intramyocardial injections of autologous bone marrow
stem cells (ABMSC) in the addition to transmyocardial laser revascularization (TMLR) as a new double
“therapeutic option” in patients with terminal coronary artery disease. TMLR combination with stem cells
in patients with end-stage coronary artery disease brings significant positive effect, is safe, appropriate intervention,
reducing the functional class of angina and improving functional reserve of the myocardium. The
most extensive experience of using ABMSC in the addition to TMLR in the treatment of CHD is in
Bakoulev National Scientific and Practical Center for Cardiovascular Surgery. As a stand-alone procedure
TMLR conducted in over 1160 patients, the combination of TMLR in combination with intramyocardial
introduction ASCM in addition to CABG, in the areas of the arteries is not “suitable” for direct revascularization
– more than 72 patients and isolated TMLR with the intramyocardially injections of ABMSC
21 patients. The results and analysis of the data presented in the Russian literature, as well as in foreign publications.
However, there is no randomized clinical trials results of TMLR with ABMSC. According to the
large registry of clinical trials ClinicalTrial.gov the research results of this type of intervention, initiated earlier,
were terminated without giving reasons, among completed – absent statistical analysis. It is important
to note that so far there are no recommendations for the operation TMLR in combination with ABMSC,
and indications for their carrying out are defined in the various clinics of the world individually.
This article is a review of the literature on the results of the combined approach TMLR with the intramyocardial
injections of ABMSC in various clinics around the world.
References
1. Tavris D.R., Brennan J.M., Sedrakyan A., Zhao Y.,
O'Brien S.M., Peterson E.D. et al. Long-term outcomes
after transmyocardial revascularization. Ann.
Thorac. Surg. 0000; 94 (5): 1500–8. DOI: 10.1016/
j.athoracsur.2012.05.068.
2. Estvold S.K., Mordini F., Zhou Y., Yu Zu X.,
Sachdev V., Arai A., Horvath K.A. Does laser type
impact myocardial function following transmyocardial
laser revascularization? Lasers Surg. Med. 2010;
42 (10): 746–51. DOI:10.1002/lsm.21012.
3. Brunsting L.A., Snyder A.B., Espinal E.A.,
Srivastava S.P. Robotically assisted, completely
endoscopic transmyocardial revascularization is
feasible. Innovations (Phila). 2014; 9 (5): 379–82;
disc. 382. DOI: 10.1097/IMI.0000000000000094.
4. Oskui P.M., Mayeda G.S., Burstein S., Gheissari
A., French W.J., Thomas J., Kloner R.A. Improved
myocardial perfusion after transmyocardial laser
revascularization in a patient with microvascular
coronary artery disease. SAGE Open Med. Case Rep.
2014; 2: 2050313X14526873. DOI: 10.1177/
2050313X14526873.
5. Sansone F., Actis Dato G.M., Zingarelli E.,
Punta G., Parisi F., Forsennati P.G. et al. Transmyocardial
laser revascularization. Personal experience.
G. Chir. 2011; 32 (11–12): 464–6.
6. Huikeshoven M., Beek J.F., Van der Sloot J.A.P.,
Tukkie R., Van der Meulen J., Van Gemert M.J.C.
35 years of experimental research in transmyocardial
revascularization: What have we learned? Ann.
Thorac. Surg. 2002; 74: 956–70.
7. Abdel-Latif A., Bolli R., Tleyjeh I.M., Montori
V.M., Perin E.C., Hornung C.A. et al. Adult
bone marrow-derived cells for cardiac repair
a systematic review and meta-analysis. Arch.
Intern. Med. 2007; 167: 989–97. DOI: 10.1001/
archinte.167.10.989.
8. Schachinger V., Erbs S., Elsässer A., Haberbosch W.,
Hambrecht R., Hölschermann H. et al. REPAIRAMI
Investigators. Intracoronary bone marrowderived
progenitor cells in acute myocardial infarction.
N. Engl. J. Med. 2006; 355 (12): 1210–21.
DOI: 10.1056/NEJMoa060186.
9. Assmus B., Leistner D.M., Schachinger V., Erbs S.,
Elsasser A., Haberbosch W. et al. The REPAIR-AMI
Study Group. Long-term clinical outcome after
intracoronary application of bone marrow-derived
mononuclear cells for acute myocardial infarction:
migratory capacity of administered cells determines
event-free survival. Eur. Heart J. 2014; 35: 1275–83.
DOI:10.1093/eurheartj/ehu062.
10. Le T., Chong J. Cardiac progenitor cells for heart
repair. Cell Death Discov. 2016; 2: 16052. DOI:
10.1038/cddiscovery.2016.52.
11. Bocchi E.A., Bacal F., Guimara~es G., Mendroni A.,
Mocelin A., Filho A.E. et al. Granulocyte-colony
stimulating factor or granulocyte-colony stimulating
factor associated to stem cell intracoronary infusion
effects in non ischemic refractory heart failure.
Int. J. Cardiol. 2010; 138 (1): 94–7. DOI: 10.1016/
j.ijcard.2008.06.002.
12. Vrtovec B., Poglajen G., Sever M., Lezaic L.,
Domanovic D., Cernelc P. et al. Effects of intracoronary
stem cell transplantation in patients with
dilated cardiomyopathy. J. Card. Fail. 2011; 17 (4):
272–81. DOI: 10.1016/j.cardfail.2010.11.007.
13. Vrtovec B., Poglajen G., Lezaic L., Sever M.,
Domanovic D., Cernelc P. et al. Effects of intracoronary
CD34+ stem cell transplantation in nonischemic
dilated cardiomyopathy patients: 5-year
follow-up. Circ. Res. 2013; 112 (1): 165–73. DOI:
10.1161/CIRCRESAHA.112.276519.
14. Lezaic L., Socan A., Poglajen G., Peitl P.K., Sever M.,
Cukjati M. et al. Intracoronary transplantation
of CD34(+) cells is associated with improved
myocardial perfusion in patients with nonischemic
dilated cardiomyopathy. J. Card. Fail. 2015; 21 (2):
145–52. DOI: 10.1016/j.cardfail.2014. 11.005.
15. Dallan L.A.O., Gowdak L.H., Lisboa L.A.F., Schettert
I., Krieger J.E., Cesar L.A.M. et al. Cell therapy
plus transmyocardial laser revascularization: a
proposed alternative procedure for refractory angina.
Rev. Bras. Cir. Cardiovasc. 2008; 23 (1): 46–52.
16. Patel A.N., Spadaccio C., Kuzman M., Park E.,
Fischer D.W., Stice S.L. et al. Improved cell survival
in infarcted myocardium using a novel combination
transmyocardial laser and cell delivery system. Cell.
Transplant. 2007; 16 (9): 899–905.
17. Spiegelstein D., Kim C., Zhang Y., Li G., Weisel R.D.,
Li R.-K., Yau T.M. Combined transmyocardial
revascularization and cell-based angiogenic gene
therapy increases transplanted cell survival. Am.
J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2007; 293 (6):
H3311–H3316. DOI: 10.1152/ajpheart.00178.2007.
18. Shahzad U., Li G., Zhang Y., Yau T.M. Transmyocardial
revascularization induces mesenchymal
stem cell engraftment in infarcted hearts. Ann.
Thorac. Surg. 2012; 94 (2): 556–62. DOI: 10.1016/
j.athoracsur.2012.03.048.
19. Klein H.M., Ghodsizad A., Borowski A., Saleh A.,
Draganov J., Poll L. et al. Autologous bone marrow-
derived stem cell therapy in combination with
TMLR. A novel therapeutic option for endstage
coronary heart disease: report on 2 cases. Heart
Surg. Forum. 2004; 7 (5): E416–9. DOI: 10.1532/
HSF98.20041095.
20. Gowdak L.H.W., Schettert I.T., Rochitte C.E. et al.
Cell therapy plus transmyocardial laser revascularization
for refractory angina. Ann. Thorac. Surg.
2005; 80: 712–4.
21. Gowdak L.H.W., Schettert I.T., Rochitte C.E.,
Rienzo M., Lisboa L.A.F., Dallan L.A.O. et al.
Transmyocardial laser revascularization plus cell
therapy for refractory angina. Int. J. Cardiol. 2008;
127: 295–7. DOI: 10.1016/j.ijcard.2007.05.048.
22. Reyes G., Allen K.B., Aguado B., Duarte J. Bone
marrow laser revascularisation for treating refractory
angina due to diffuse coronary heart disease.
Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2009; 36: 192–4. DOI:
10.1016/j.ejcts.2009.03.022.
23. Reyes G., Allen K.B., Alvarez P., Alegre A., Aguado
B., Olivera M. et al. Mid term results after bone
marrow laser revascularization for treating refractory
angina. BMC Cardiovasc. Disord. 2010; 10: 42.
DOI: 10.1186/1471-2261-10-42.
24. Konstanty-Kalandyk J., Piątek J., Miszalski-Jamka
T., Rudziński P., Walter Z., Bartuś K. et al. The
combined use of transmyocardial laser revascularisation
and intramyocardial injection of bone-marrow
derived stem cells in patients with end-stage coronary
artery disease: one year follow-up. Kardiol. Pol.
2013; 71 (5): 485–92. DOI: 10.5603/ KP.2013.0095.
25. Babin-Ebell J., Sievers H.H., Charitos E.I., Klein
H.M., Jung F., Helberg A.K. et al. Transmyocardial
laser revascularization combined with intramyocardial
endothelial progenitor cell transplantation
in patients with intractable ischemic heart
disease ineligible for conventional revascularization:
preliminary results in a highly selected small patient
cohort. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2010; 58: 11–6.
26. Assmann A., Heke M., Kropil P., Ptok L., Hafner D.,
Ohmann Ch. et al. Laser-supported CD133+ cell
therapy in patients with ischemic cardiomyopathy:
Initial results from a prospective phase I multicenter
trial. PLOS ONE. 2014; 9 (8): e107082. DOI:
10.1371/journal.pone.0107082.
27. Yerebakan C., Kaminski A., Westphal B., Donndorf P.,
Glass A., Liebold A. et al. Impact of preoperative
left ventricular function and time from infarction on
the long-term benefits after intramyocardial
CD133(+) bone marrow stem cell transplant.
J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2011; 142: 1530–9.
28. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Сигаев И.Ю., Ал-
шибая М.М., Бузиашвили Ю.И., Голухова Е.З.,
Мерзляков В.Ю. Современные тенденции раз-
вития коронарной хирургии в НЦССХ им.
А.Н. Бакулева. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Ба-
кулева РАМН. 2016; 17 (3): 67–75.
29. Бокерия Л.А., Беришвили И.И., Сигаев И.Ю.,
Хелимский А.А. Трансмиокардиальная лазер-
ная реваскуляризация миокарда в лечении ИБС.
В кн.: Основные проблемы хирургического ле-
чения ишемической болезни сердца. Совмест-
ная научная сессия НЦССХ им. А.Н. Бакулева
РАМН и Воронежской областной клинической
больницы. М.; 1999: 14.
30. Бокерия Л.А. Трансмиокардиальная и эндо-
миокардиальная лазерная реваскуляризация –
новый метод хирургического лечения ишеми-
ческой болезни сердца. Анналы хирургии. 1997;
6: 17–22.
31. Бокерия Л.А., Беришвили И.И., Васильцов В.В.,
Зеленов Е.В., Егоров Э.Н., Панченко В.Я. и др.
Трансмиокардиальная лазерная реваскуляриза-
ция: интеллектуальные лазерные СО2-системы,
предоперационная диагностика и клинические
результаты. В кн.: XV Международная юбилей-
ная научно-техническая конференция «Лазеры
в науке, технике, медицине». Под ред. В.А. Пе-
трова. М.; 2004: 28.
32. Бокерия Л.А., Беришвили И.И. Трансмиокар-
диальная лазерная реваскуляризация (ТМЛР)
в сочетании с рекомбинантным BFGF у боль-
ных ИБС. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева
РАМН. 2004; 5 (11): 80.
33. Бокерия Л.А., Беришвили И.И., Игнатьева Ю.В.,
Вахромеева М.Н. Трансмиокардиальная лазер-
ная реваскуляризация в сочетании с аортокоро-
нарным шунтированием в лечении больных ИБС
с диффузным поражением коронарных арте-
рий. Сердечно-сосудистая хирургия. 2015; 3: 3–9.
34. Бокерия Л.А., Донаканян С.А. Возможности
применения стволовых клеток в лечении ише-
мической болезни сердца. Бюллетень НЦССХ
им. А.Н. Бакулева. 2014; 15 (6): 29–39.
35. Бокерия Л.А., Донаканян С.А. Современные
подходы к хирургическому лечению многосо-
судистого поражения коронарного русла. Бюл-
летень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. 2013;
14 (6): 20–9.
36. Беришвили И.И., Сигаев И.Ю., Бокерия Л.А.
Трансмиокардиальная лазерная реваскуляриза-
ция миокарда. Вестник Российской академии
медицинских наук. 2005; 4: 58–65.
37. Бокерия Л.А., Беришвили И.И., Сигаев И.Ю.
Альтернативные методы реваскуляризации
миокарда. Вестник Российской академии меди-
цинских наук. 2009; 12: 46–51.
38. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Петросян А.Д.,
Шварц В.А., Донаканян С.А., Биниашвили М.Б.
Непосредственные результаты операций изо-
лированной трансмиокардиальной лазерной
реваскуляризации в сочетании с интрамиокар-
диальным введением аутологичных стволовых
клеток костного мозга. Бюллетень НЦССХ
им. А.Н. Бакулева РАМН. 2016; 17 (6): 42–52.
39. Чернявский А.М., Фомичев А.В., Черняв-
ский М.А., Чебан А.В. Отдаленные результаты
применения метода трансмиокардиальной ла-
зерной реваскуляризации в сочетании с введе-
нием мононуклеарной фракции аутологичного
костного мозга при лечении хронической ише-
мической болезни сердца. Вестник трансплан-
тологии и искусственных органов. 2016; 18 (2):
82–90. DOI: 10.15825/1995-1191-2016-2-82-90.
40. Iwanski J., Wong R.K., Larson D.F., Ferng A.S.,
Runyan R.B., Goldstein S., Khalpey Z. Remodeling
an infarcted heart: novel hybrid treatment with
transmyocardial revascularization and stem cell
therapy. SpringerPlus. 2016; 5: 738. DOI 10.1186/
s40064-016-2355-6.
About the authors
- Bockeria Leonid Antonovich, Academician of Russian Academy of Sciences and Russian Academy of Medical Sciences, Director;
- Petrosyan Andrey Davidovich, Cardiovascular Surgeon