Cardiac cell fate control by the imidazoline I1 receptor/nischarin : application in cardiac pathology

La moxonidine, un médicament antihypertenseur sympatholytique de type imidazolinique, agit au niveau de la médulla du tronc cérébral pour diminuer la pression artérielle, suite à l’activation sélective du récepteur aux imidazolines I1 (récepteur I1, aussi nommé nischarine). Traitement avec de la moxonidine prévient le développement de l’hypertrophie du ventricule gauche chez des rats hypertendus (SHR), associé à une diminution de la synthèse et une élévation transitoire de la fragmentation d’ADN, des effets antiprolifératifs et apoptotiques. Ces effets se présentent probablement chez les fibroblastes, car l’apoptose des cardiomyocytes pourrait détériorer la fonction cardiaque. Ces effets apparaissent aussi avec des doses non hypotensives de moxonidine, suggérant l’existence d’effets cardiaques directes. Le récepteur I1 se trouvé aussi dans les tissus cardiaques; son activation ex vivo par la moxonidine stimule la libération de l’ANP, ce qui montre que les récepteurs I1 cardiaques sont fonctionnels malgré l’absence de stimulation centrale. Sur la base de ces informations, en plus du i) rôle des peptides natriurétiques comme inhibiteurs de l’apoptose cardiaque et ii) des études qui lient le récepteur I1 avec la maintenance de la matrix extracellulaire, on propose que, à part les effets sympatholytiques centrales, les récepteurs I1 cardiaques peuvent contrôler la croissance-mort cellulaire. L’activation du récepteur I1 peut retarder la progression des cardiopathies vers la défaillance cardiaque, en inhibant des signaux mal adaptatifs de prolifération et apoptose. Des études ont été effectuées pour : 1. Explorer les effets in vivo sur la structure et la fonction cardiaque suite au traitement avec moxonidine chez le SHR et le hamster cardiomyopathique. 2. Définir les voies de signalisation impliquées dans les changements secondaires au traitement avec moxonidine, spécifiquement sur les marqueurs inflammatoires et les voies de signalisation régulant la croissance et la survie cellulaire (MAPK et Akt). 3. Explorer les effets in vitro de la surexpression et l’activation du récepteur I1 sur la survie cellulaire dans des cellules HEK293. 4. Rechercher la localisation, régulation et implication dans la croissance-mort cellulaire du récepteur I1 in vitro (cardiomyocytes et fibroblastes), en réponse aux stimuli associés au remodelage cardiaque : norépinephrine, cytokines (IL-1β, TNF-α) et oxydants (H2O2). Nos études démontrent que la moxonidine, en doses hypotensives et non-hypotensives, améliore la structure et la performance cardiaque chez le SHR par des mécanismes impliquant l’inhibition des cytokines et des voies de signalisation p38 MAPK et Akt. Chez le hamster cardiomyopathique, la moxonidine améliore la fonction cardiaque, module la réponse inflammatoire/anti-inflammatoire et atténue la mort cellulaire et la fibrose cardiaque. Les cellules HEK293 surexprimant la nischarine survivent et prolifèrent plus en réponse à la moxonidine; cet effet est associé à l’inhibition des voies ERK, JNK et p38 MAPK. La surexpression de la nischarine protège aussi de la mort cellulaire induite par le TNF-α, l’IL-1β et le H2O2. En outre, le récepteur I1 s’exprime dans les cardiomyocytes et fibroblastes, son activation inhibe la mort des cardiomyocytes et la prolifération des fibroblastes induite par la norépinephrine, par des effets différentiels sur les MAPK et l’Akt. Dans des conditions inflammatoires, la moxonidine/récepteur aux imidazolines I1 protège les cardiomyocytes et facilite l’élimination des myofibroblastes par des effets contraires sur JNK, p38 MAPK et iNOS. Ces études démontrent le potentiel du récepteur I1/nischarine comme cible anti-hypertrophique et anti-fibrose à niveau cardiaque. L’identification des mécanismes cardioprotecteurs de la nischarine peut amener au développement des traitements basés sur la surexpression de la nischarine chez des patients avec hypertrophie ventriculaire. Finalement, même si l’effet antihypertenseur des agonistes du récepteur I1 centraux est salutaire, le développement de nouveaux agonistes cardiosélectifs du récepteur I1 pourrait donner des bénéfices additionnels chez des patients non hypertendus.

Implications physiopathologiques de la Nestine lors du remodelage pulmonaire et cardiaque à la suite de l’infarctus du myocarde, du diabète et de l’hypertension pulmonaire

Il est reconnu que la protéine filamenteuse intermédiaire Nestine est exprimée lors du processus de cicatrisation et du remodelage fibrotique. De plus, nous avons identifié l’expression de la Nestine au sein de deux populations distinctes qui sont directement impliquées dans les réponses de fibroses réparative et réactive. Ainsi, une population de cellules souches neurales progénitrices résidentes du coeur de rat adulte exprime la Nestine et a été identifiée à titre de substrat de l’angiogenèse et de la neurogenèse cardiaque. Également, la Nestine est exprimée par les myofibroblastes cicatriciels cardiaques et il a été établi que la protéine filamenteuse intermédiaire joue un rôle dans la prolifération de ces cellules. Ainsi, l’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre les évènements cellulaires impliqués dans la réponse neurogénique des cellules souches neurales progénitrices résidentes cardiaques Nestine(+) (CSNPRCN(+)) lors de la fibrose réparative cardiaque et d’explorer si l’apparition de fibroblastes Nestine(+) est associée avec la réponse de fibrose réactive secondaire du remodelage pulmonaire. Une première publication nous a permis d’établir qu’il existe une régulation à la hausse de l’expression de la GAP43 (growth associated protein 43) et que cet événement transitoire précède l’acquisition d’un phénotype neuronal par les CSNPRCN(+) lors du processus de cicatrisation cardiaque chez le rat ayant subi un infarctus du myocarde. De plus, la surimposition de la condition diabétique de type 1, via l’injection unique de Streptozotocine chez le rat, abolit la réponse neurogénique des CSNPRCN(+), qui est normalement induite à la suite de l’ischémie cardiaque ou de l’administration de 6-hydroxydopamine. Le second article a démontré que le développement aigu de la fibrose pulmonaire secondaire de l’infarctus du myocarde chez le rat est associé avec une augmentation de l’expression protéique de la Nestine et de l’apparition de myofibroblastes pulmonaires Nestine(+). Également, le traitement de fibroblastes pulmonaires avec des facteurs de croissances peptidiques pro-fibrotiques a augmenté l’expression de la Nestine par ces cellules. Enfin, le développement initial de la condition diabétique de type 1 chez le rat est associé avec une absence de fibrose réactive pulmonaire et à une réduction significative des niveaux protéiques et d’ARN messager de la Nestine pulmonaire. Finalement, la troisième étude représentait quant à elle un prolongement de la deuxième étude et a alors examiné le remodelage pulmonaire chronique chez un modèle établi d’hypertension pulmonaire. Ainsi, les poumons de rats adultes mâles soumis à l’hypoxie hypobarique durant 3 semaines présentent un remodelage vasculaire, une fibrose réactive et une augmentation des niveaux d’ARN messager et de la protéine Nestine. De plus, nos résultats ont démontré que la Nestine, plutôt que l’alpha-actine du muscle lisse, est un marqueur plus approprié des diverses populations de fibroblastes pulmonaires activés. Également, nos données suggèrent que les fibroblastes pulmonaires activés proviendraient en partie de fibroblastes résidents, ainsi que des processus de transition épithélio-mésenchymateuse et de transition endothélio-mésenchymateuse. Collectivement, ces études ont démontré que des populations distinctes de cellules Nestine(+) jouent un rôle majeur dans la fibrose réparative cardiaque et la fibrose réactive pulmonaire.

Biochemical Studies on the Protective Effect of Taurine on Experimentally Induced Myocardial infarction in Rats

The present study indicate that prior administration of taurine is effective in minimizing all the deleterious effects induced by isoproterenol, thereby justifying its use as a potent cytoprotective agent. The overall cardioprotective effect of taurine is probably related to its antioxidant property evidenced by its ability to reduce lipid peroxidation and to maintain the activities of free radical enzymes and nonenzymatic antioxidants, its membrane stabilizing action and to its hypolipidemic property.

Análisis de polimorfismos del receptor Beta 2 adrenérgico en pacientes colombianos afectados por fibrosis quística

El gen ADRB2 y sus polimorfismos se han asociado al cuadro clínico de los pacientes con Fibrosis Quística. En nuestra población existe asociación de los haplotipos G16E27I164 y R16Q27I164 y la enfermedad, así como la presencia de Pólipos y genotipo E27E y el haplotipo R16E27T164.

Fibrosis quística afectaría a uno de cada cinco mil recién nacidos

La FQ es la enfermedad genética más común en población caucásica, que produce la secreción de mucosidades espesas en las vías aéreas, páncreas e intestinos. En este estudio se evaluó la situación de la enfermedad en Colombia, buscando en cuántas personas sanas de la población se encontraba el daño que más comúnmente causa la FQ. De esta manera podríamos inferir cuántos niños colombianos van a nacer con esta enfermedad. Para lograr este propósito, se analizó la sangre de más de 2.600 colombianos a quienes se les extrajo su ADN para los estudios moleculares correspondientes. Se tuvo en cuenta el origen étnico de la persona, pues la población caucásica es la que más sufre de esta enfermedad. Se clasificaron además los resultados por regiones para así determinar en cuál se presentan la mayoría de casos, con el fin de orientar las políticas de salud pública. Se debe contemplar el tamizaje neonatal, pues es un método que ayuda a identificar la enfermedad en una forma temprana, con la posibilidad de mejorar la calidad de vida y la expectativa de vida de los afectados.

Tamizaje neonatal para fibrosis quística en una muestra de la ciudad de Bogotá

La Fibrosis Quística es la enfermedad autosómica recesiva mas frecuente en caucásicos. En Colombia no se conoce la incidencia de la enfermedad, pero investigaciones del grupo de la Universidad del Rosario indican que podría ser relativamente alta. Objetivo: Determinar la incidencia de afectados por Fibrosis Quística en una muestra de recién nacidos de la ciudad de Bogotá. Metodología: Se analizan 8.297 muestras de sangre de cordón umbilical y se comparan tres protocolos de tamizaje neonatal: TIR/TIR, TIR/DNA y TIR/DNA/TIR. Resultados: El presente trabajo muestra una incidencia de 1 en 8.297 afectados en la muestra analizada. Conclusiones: Dada la relativamente alta incidencia demostrada en Bogotá, se justifica la implementación de Tamizaje Neonatal para Fibrosis Quística en Colombia.

Diabetes relacionada a la fibrosis quística (DRFQ)

Importancia: el paciente con fibrosis quística después de las complicaciones gastrointestinales y pulmonares debe enfrentar otras comorbilidades como la diabetes relacionada a su condición . Dado el aumento en la esperanza de vida y el hecho de que virtualmente todas los pacientes con esta enfermedad pueden desarrollar alteración en el metabolismo de los carbohidratos, se requiere una sensibilización frente al tema que posibilite una detección temprana de esta entidad y un tratamiento óptimo que evite las complicaciones microvasculares e impacte entre otros el crecimiento pondo-estatural en pacientes en desarrollo y la función pulmonar. Objetivo : realizar una revisión actualizada de la literatura sobre la diabetes relacionada a la fibrosis quística, destacando las indicaciones de tamización y tratamiento. Conclusión : la FQ dentro de su abordaje requiere la detección temprana de la alteración del metabolismo de los carbohidratos con una prueba de tolerancia a la glucosa , el daño del islote pancreático , la disfunción inmune, la resistencia a la insulina, el estrés oxidativo entre otros elementos fisiopatológicos conllevan a un estado de depleción de insulina que producirán un efecto negativo microvascular así como a una reducción marcada de la función pulmonar, mayores tasa de infección e incremento de la mortalidad. La piedra angular del tratamiento en pacientes con o sin hiperglicemia es la insulina que mejora tanto el estado nutricional como la función pulmonar ; nuevos antidiabéticos orales con efecto incretinas y fármacos modificadores de la enfermedad se vislumbran como alternativas al corto plazo

Respuestas educativas a las necesidades del alumno con fibrosis quística.

Se exponen una serie de conceptos y pautas a la hora de tratar la fibrosis quística en el ámbito educativo. A partir de la experiencia profesional, la autora da una breve explicación de qué es y en qué consiste la enfermedad y cuál es el tratamiento; se tratan los aspectos psico-sociales y pedagógicos en los cuales se plantean los problemas escolares que pueden tener y se ofrecen una serie de respuestas educativas en diferentes casos. Concluye con la importancia de la implicación de todos los profesionales, educativos y sanitarios, y se incluye un repertorio legislativo.

Characterisation and regulation of E2F-6 and E2F-6b in the rat heart: a potential target for myocardial regeneration?

The E2F transcription factors are instrumental in regulating cell cycle progression and growth, including that in cardiomyocytes, which exit the cell cycle shortly after birth. E2F-6 has been demonstrated to act as a transcriptional repressor; however, its potential role in normal cardiomyocyte proliferation and hypertrophy has not previously been investigated. Here we report the isolation and characterisation of E2F-6 and E2F-6b in rat cardiomyocytes and consider its potential as a target for myocardial regeneration following injury. At the mRNA level, both rat E2F-6 and the alternatively spliced variant, E2F-6b, were expressed in E18 myocytes and levels were maintained throughout development into adulthood. Interestingly, E2F-6 protein expression was down-regulated during myocyte development suggesting that it is regulated post-transcriptionally in these cells. During myocyte hypertrophy, the mRNA expressions of E2F-6 and E2F-6b were not regulated whereas E2F-6 protein was up-regulated significantly. Indeed, E2F-6 protein expression levels closely parallel the developmental withdrawal of myocytes from the cell cycle and the subsequent reactivation of their cell cycle machinery during hypertrophic growth. Furthermore, depletion of E2F-6, using anti-sense technology, results in death of cultured neonatal myocytes. Taken together, abrogation of E2F-6 expression in neonatal cardiomyocytes leads to a significant decrease in their viability, consistent with the notion that E2F-6 might be required for maintaining normal myocyte growth.

Coxsackievirus B3-associated myocardial pathology and viral load reduced by recombinant soluble human decay-accelerating factor in mice

Coxsackievirus B3 (CVB3) infection can result in myocarditis, which in turn may lead to a protracted immune response and subsequent dilated cardiomyopathy. Human decay-accelerating factor (DAF), a binding receptor for CVB3, was synthesized as a soluble IgG1-Fc fusion protein (DAF-Fc). In vitro, DAF-Fc was able to inhibit complement activity and block infection by CVB3, although blockade of infection varied widely among strains of CVB3. To determine the effects of DAF-Fc in vivo, 40 adolescent A/J mice were infected with a myopathic strain of CVB3 and given DAF-Fc treatment 3 days before infection, during infection, or 3 days after infection; the mice were compared with virus alone and sham-infected animals. Sections of heart, spleen, kidney, pancreas, and liver were stained with hematoxylin and eosin and submitted to in situ hybridization for both positive-strand and negative-strand viral RNA to determine the extent of myocarditis and viral infection, respectively. Salient histopathologic features, including myocardial lesion area, cell death, calcification and inflammatory cell infiltration, pancreatitis, and hepatitis were scored without knowledge of the experimental groups. DAF-Fc treatment of mice either preceding or concurrent with CVB3 infection resulted in a significant decrease in myocardial lesion area and cell death and a reduction in the presence of viral RNA. All DAF-Fc treatment groups had reduced infectious CVB3 recoverable from the heart after infection. DAF-Fc may be a novel therapeutic agent for active myocarditis and acute dilated cardiomyopathy if given early in the infectious period, although more studies are needed to determine its mechanism and efficacy.

Lipoprotein (a) as a predictor of myocardial infarction in middle-aged men

We found that a high Lp(a) level was an independent predictor of the development of coronary heart disease in middle-aged men.

Limitations of the MRL mouse as a model for cardiac regeneration

Objective Myocardial repair following injury in mammals is restricted such that damaged areas are replaced by scar tissue, impairing cardiac function. MRL mice exhibit exceptional regenerative healing in an ear punch wound model. Some myocardial repair with restoration of heart function has also been reported following cryoinjury. Increased cardiomyocyte proliferation and a foetal liver stem cell population were implicated. We investigated molecular mechanisms facilitating myocardial repair in MRL mice to identify potential therapeutic targets in non-regenerative species. Methods Expressions of specific cell-cycle regulators that might account for regeneration (CDKs 1, 2, 4 and 6; cyclins A, E, D1 and B1; p21, p27 and E2F5) were compared by immunoblotting in MRL and control C57BL/6 ventricles during development. Flow cytometry was used to investigate stem cell populations in livers from foetal mice, and infarct sizes were compared in coronary artery-ligated and sham-treated MRL and C57BL/6 adult mice. Key findings No differences in the expressions of cell cycle regulators were observed between the two strains. Expressions of CD34+Sca1+ckit-, CD34+Sca1+ckit+ and CD34+Sca1-ckit+ increased in livers from C57BL/6 vs MRL mice. No differences were observed in infarct sizes, levels of fibrosis, Ki67 staining or cardiac function between MRL and C57BL/6 mice. Conclusions No intrinsic differences were observed in cell cycle control molecules or stem cell populations between MRL and control C57BL mouse hearts. Pathophysiologically relevant ischaemic injury is not repaired more efficiently in MRL myocardium, questioning the use of the MRL mouse as a reliable model for cardiac regeneration in response to pathophysiologically relevant forms of injury.

Are transgenic mice the 'alkahest' to understanding myocardial hypertrophy and failure?

Murine transgenesis using cardioselective promoters has become increasingly common in studies of cardiac hypertrophy and heart failure, with expression mediated by pronuclear microinjection being the commonest format. Without wishing to decry their usefulness, in our view, such studies are not necessarily as unambiguous as sometimes portrayed and clarity is not always their consequence. We describe broadly the types of approach undertaken in the heart and point out some of the drawbacks. We provide three arbitrarily-chosen examples where, in spite of a number of often-independent studies, no consensus has yet been achieved. These include glycogen synthase kinase 3, the extracellular signal-regulated kinase pathway and the ryanodine receptor 2. We believe that the transgenic approach should not be viewed in an empyreal light and, depending on the questions asked, we suggest that other experimental systems provide equal (or even more) valuable outcomes.