Myocardial infarction (MI) is one of the main causes of morbidity and mortality in western societies. Although great advances have been made in the treatment of coronary reperfusion by percutaneous revascularization, 30 to 50% of patients suffer significant damage in the microcirculation known as microvascular obstruction (MVO). This phenomenon is considered to play a pivotal role in the development of adverse remodeling and occurrence of major adverse cardiac events after MI. Therefore, the main objective of the present PhD Thesis is to advance in the understanding of the basic mechanisms and the diagnosis of microvascular injury after ST-segment elevation MI (STEMI) as well as to explore novel therapeutic opportunities. In the first article, we evaluated the dynamic structural alterations in the wall of the epicardial arteries throught the ischemia-reperfusion process. For this objective, we employed a controlled swine model of reperfused MI. Juvenile animals were divided into one control and four reperfused MI groups: 90-min ischemia without reperfusion, or followed by 1-minute, 1-week or 1-month reperfusion. Left anterior descending coronary artery (LAD, infarct-related artery) and control right coronary artery (non-infarct-related artery) were isolated. Taking the balloon inflation region as a reference, we isolated the proximal and distal LAD areas. In all samples, we performed histological, immunohistochemical, and electron microscopy techniques. Afterwards, samples were photographed and morphometrically analysed. Although mild changes in tunica intima were observed during ischemia, an almost complete absence of endothelium, and abnormal breaks in the internal elastic layer were found post-revascularization. In tunica media, increased thickness was detected soon after coronary reperfusion, whereas larger thickness, disorganized muscle cell distribution, and edema were found one week after reperfusion. This damage was more pronounced in distal than proximal LAD. In the tunica adventitia, vasa vasorum density decayed during ischemia in both regions, but was restored after one month. Leukocyte adhesion began after revascularization, developing into a massive presence one week after reperfusion. As a consequence, ischemia-reperfusion injury induced abnormalities in epicardial coronary artery wall started during ischemia and increased after reperfusion, becoming more pronounced in the region distal to balloon inflation. In the second manuscript, we explored the association of circulating epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) with cardiac magnetic resonance (CMR)-derived MVO at acute phase, and also with systolic function within the first six months after STEMI. We prospectively included 106 patients with a first STEMI treated with percutaneous coronary intervention and serum levels of EpCAM were determined 24 hours post-reperfusion. All patients underwent CMR imaging 1 week and 6 months post-STEMI. At 1-week CMR, EpCAM levels lower than median value (4.48 pg/ml) were related to extensive MVO, larger intramyocardial haemorrhage, and greater infarct size. At presentation, EpCAM values were significantly associated with the presence of MVO in univariate and multivariate logistic regression models. Although MVO tends to resolve at chronic phases, decreased EpCAM was associated with worse systolic function: depressed left ventricular ejection fraction (LVEF) and higher left ventricular end-systolic volume. Hence, circulating EpCAM values after reperfused STEMI were associated with CMR-derived MVO at acute phases and compromised systolic function at chronic phases. In the third article, our first objective was to describe the role of the anti-angiogenic vascular endothelial growth factor (VEGF)-A165b isoform in two murine models of MI as well as to scrutinize the beneficial impact of its blockage in vivo in terms of microvessel density, infarct size, and systolic function. Two mice MI models were formed: 1) permanent coronary ligation (non-reperfused MI), and 2) transient 45-min coronary occlusion followed by reperfusion (reperfused MI). In both models, animals underwent echocardiography before euthanasia at day 21 after MI induction. In the two MI models, circulating and myocardial VEGF-A165b presence was increased 21 days after MI induction. Serum VEGF-A165b levels inversely correlated with systolic function evaluated by echocardiography. VEGF-A165b neutralization with anti-VEGF-A165b antibody increased capillary density, reduced infarct size, and enhanced left ventricular function in reperfused, but not in non-reperfused MI experiments. As a second objective, we scrutinized the association between serum levels of VEGF-A165b with long-term systolic function and the occurrence of adverse events (defined as death, heart failure, or re-infarction) in a cohort of 104 STEMI patients. Elevated circulating VEGF-A165b levels correlated with lower CMR-derived LVEF at 6-months and with the occurrence of adverse events during follow-up. Therefore, in experimental and clinical studies, higher serum VEGF-A165b levels were related with worse systolic function. Its blockage enhanced neoangiogenesis, reduced infarct size, and increased systolic function in reperfused, but not in non-reperfused, murine MI models.El infarto agudo de miocardio (IAM) constituye una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en las sociedades occidentales. A pesar de que se han hecho grandes avances en el tratamiento gracias a la reperfusión coronaria por métodos percutáneos, entre el 30-50% de los pacientes presentan un daño severo en la microcirculación conocido como obstrucción microvascular (OMV). Este fenómeno ejerce efectos negativos en cuanto a la estructura y pronóstico de los pacientes con IAM con elevación del segmento ST (IAMEST). Por ello, el principal objetivo de la presente Tesis Doctoral es avanzar en el entendimiento de los mecanismos y el diagnóstico del daño microvascular tras un IAMEST así como explorar nuevas oportunidades terapéuticas. En el primer artículo, se evaluaron los cambios dinámicos en la estructura de la pared de las arterias epicárdicas debido al daño por isquemia-reperfusión. Para este objetivo, se empleó un modelo controlado porcino de IAM realizado de forma percutánea. Se utilizaron cerdos jóvenes que se agruparon en un grupo control y cuatro grupos de 90 minutos de isquemia: uno sin reperfusión y tres más seguidos de 1 minuto, 1 semana o 1 mes de reperfusión. Se aisló la arteria descendente anterior (ADA, arteria responsable del infarto) en su porción proximal y distal al punto de colocación del balón de angioplastia y la arteria coronaria derecha (arteria no responsable del infarto). En todas las muestras, se realizaron tinciones histológicas, de inmunohistoquímica y se prepararon para microscopía electrónica. A continuación, las muestras fueron fotografiadas y analizadas mediante técnicas morfométricas. Aunque el daño en la túnica íntima comienza durante la isquemia, es durante la fase de reperfusión cuando se observa una ausencia casi completa de células CD31+ (marcador específico de células endoteliales) y roturas patológicas en la lámina elástica interna. En la túnica media, se detectó un ligero aumento del grosor durante la isquemia, mientras que en las muestras aisladas tras la reperfusión observamos un aumento significativo del grosor de la capa media, una desorganización de las células musculares y la formación de edema entre las mismas. Este patrón se manifestó de forma más pronunciada en la porción distal de la ADA en comparación con la proximal. En la túnica adventicia, la densidad de los vasa vasorum disminuyó en el grupo sin reperfusión, se mantuvo reducida después de 1 minuto y 1 semana de reperfusión y se restableció después de 1 mes de reperfusión. Esta dinámica se observó en ambas regiones de la ADA. Tras la reperfusión, comenzó la adhesión de leucocitos a la túnica íntima de la ADA, principalmente en la región proximal al balón de angioplastia. Tras una semana de reperfusión, se detectó la presencia de células CD45+ (marcador específico de leucocitos) tanto en la túnica íntima como en la media. En consecuencia, el daño por isquemia-reperfusión indujo cambios en la estructura de la pared epicárdica durante la isquemia y éstos se incrementaron durante la reperfusión. Estas alteraciones fueron más acusadas en la zona distal al punto de colocación del balón de angioplastia. En el segundo artículo, se exploró la relación entre los niveles circulantes de epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) determinados 24 horas después de la angioplastia percutánea y la presencia de la OMV determinada mediante resonancia magnética cardiaca (RMC), así como con la función sistólica en los primeros 6 meses después del IAMEST. Se incluyó prospectivamente a 106 pacientes con un primer IAMEST tratados con angioplastia primaria. La concentración sérica de EpCAM se determinó 24 horas después de la reperfusión coronaria. Se sometió a todos los pacientes a un estudio de RMC a la semana y otro a los 6 meses del IAMEST. Se evidenció que los pacientes que tenían valores más bajos de EpCAM presentaban una mayor extensión de la OMV y un mayor tamaño de infarto en los estudios de RMC realizados 1 semana después del evento cardiovascular. La concentración de EpCAM se asoció significativamente con la presencia de OMV tanto en el análisis univariable como en el multivariable tras ajustarse por las variables clínicas y angiográficas. A pesar de que la OMV tiende a resolverse espontáneamente en las fase crónica, unos valores más bajos de EpCAM se correlacionaron con una peor función sistólica: una fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) más deprimida y un volumen telesistólico del ventrículo izquierdo más bajo. En conclusión, los valores de EpCAM circulante tras un IAMEST reperfundido se relacionaron con la OMV determinada mediante RMC en las fases agudas y con un remodelado ventricular adverso a largo plazo. En el tercero de los artículos, el primer objetivo fue describir el papel de la isoforma anti-angiogénica vascular endothelial growth factor (VEGF)-A165b en dos modelos murinos de IAM así como evaluar el impacto que tiene su bloqueo sobre la densidad microvascular, el tamaño de infarto y la función sistólica. Se realizaron dos modelos murinos de IAM: a) ligadura permanente de la arteria coronaria (IAM no reperfundido) y b) oclusión transitoria durante 45 minutos de la arteria coronaria seguida de reperfusión (IAM reperfundido); en ambos modelos, se realizó a los animales una ecocardiografía previa a la eutanasia el día 21 post-IAM. En los dos grupos experimentales de IAM, los niveles séricos y tisulares de VEGF-A165b habían aumentado a los 21 días de la inducción del IAM. Además, existía una correlación negativa entre los valores circulantes de VEGF-A165b y la función sistólica evaluada mediante ecocardiografía. El bloqueo in vivo de VEGF-A165b utilizando anticuerpos específicos se relacionó con una mayor densidad microvascular, menor tamaño de infarto y mejor función sistólica en el modelo de IAM reperfundido, pero no en el modelo de IAM no reperfundido. El segundo objetivo de este tercer manuscrito fue demostrar la relación entre los niveles de VEGF-A165b circulantes con la estructura cardiaca resultante, evaluada a los 6 meses mediante RMC, y con la aparición de episodios cardiacos adversos (muerte, re-infarto o insuficiencia cardiaca) durante el seguimiento en una cohorte prospectiva de 104 pacientes con IAMEST. Aquellos pacientes con unos niveles séricos elevados de VEGF-A165b presentaron una FEVI más deprimida al sexto mes del evento cardiovascular y una mayor tasa de eventos adversos. Con todo ello, podemos concluir que el VEFG-A165b estaba considerablemente elevado en modelos animales experimentales de IAM. Su neutralización in vivo fomentó la angiogénesis, redujo el tamaño del infarto y aumentó la función sistólica siempre que se permita la reperfusión. En pacientes con IAMEST, la mayor concentración de esta isoforna se correlacionó con peor función sistólica y con mayor incidencia de eventos adversos durante el seguimiento.