Targeted overexpression of protein kinase C β2 isoform in myocardium causes cardiomyopathy

Increased cardiovascular mortality occurs in diabetic patients with or without coronary artery disease and is attributed to the presence of diabetic cardiomyopathy. One potential mechanism is hyperglycemia that has been reported to activate protein kinase C (PKC), preferentially the β isoform, which has been associated with the development of micro- and macrovascular pathologies in diabetes mellitus. To establish that the activation of the PKCβ isoform can cause cardiac dysfunctions, we have established lines of transgenic mice with the specific overexpression of PKCβ2 isoform in the myocardium. These mice overexpressed the PKCβ2 isoform transgene by 2- to 10-fold as measured by mRNA, and proteins exhibited left ventricular hypertrophy, cardiac myocyte necrosis, multifocal fibrosis, and decreased left ventricular performance without vascular lesions. The severity of the phenotypes exhibited gene dose-dependence. Up-regulation of mRNAs for fetal type myosin heavy chain, atrial natriuretic factor, c-fos, transforming growth factor, and collagens was also observed. Moreover, treatment with a PKCβ-specific inhibitor resulted in functional and histological improvement. These findings have firmly established that the activation of the PKCβ2 isoform can cause specific cardiac cellular and functional changes leading to cardiomyopathy of diabetic or nondiabetic etiology.

Congestive heart failure in rats is associated with increased expression and targeting of aquaporin-2 water channel in collecting duct

We tested whether severe congestive heart failure (CHF), a condition associated with excess free-water retention, is accompanied by altered regulation of the vasopressin-regulated water channel, aquaporin-2 (AQP2), in the renal collecting duct. CHF was induced by left coronary artery ligation. Compared with sham-operated animals, rats with CHF had severe heart failure with elevated left ventricular end-diastolic pressures (LVEDP): 26.9 ± 3.4 vs. 4.1 ± 0.3 mmHg, and reduced plasma sodium concentrations (142.2 ± 1.6 vs. 149.1 ± 1.1 mEq/liter). Quantitative immunoblotting of total kidney membrane fractions revealed a significant increase in AQP2 expression in animals with CHF (267 ± 53%, n = 12) relative to sham-operated controls (100 ± 13%, n = 14). In contrast, immunoblotting demonstrated a lack of an increase in expression of AQP1 and AQP3 water channel expression, indicating that the effect on AQP2 was selective. Furthermore, postinfarction animals without LVEDP elevation or plasma Na reduction showed no increase in AQP2 expression (121 ± 28% of sham levels, n = 6). Immunocytochemistry and immunoelectron microscopy demonstrated very abundant labeling of the apical plasma membrane and relatively little labeling of intracellular vesicles in collecting duct cells from rats with severe CHF, consistent with enhanced trafficking of AQP2 to the apical plasma membrane. The selective increase in AQP2 expression and enhanced plasma membrane targeting provide an explanation for the development of water retention and hyponatremia in severe CHF.

Endogenous tumor necrosis factor protects the adult cardiac myocyte against ischemic-induced apoptosis in a murine model of acute myocardial infarction

Previous studies have shown that proinflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor (TNF), are expressed after acute hemodynamic overloading and myocardial ischemia/infarction. To define the role of TNF in the setting of ischemia/infarction, we performed a series of acute coronary artery occlusions in mice lacking one or both TNF receptors. Left ventricular infarct size was assessed at 24 h after acute coronary occlusion by triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining in wild-type (both TNF receptors present) and mice lacking either the type 1 (TNFR1), type 2 (TNFR2), or both TNF receptors (TNFR1/TNFR2). Left ventricular infarct size as assessed by TTC staining was significantly greater (P < 0.005) in the TNFR1/TNFR2-deficient mice (77.2% ± 15.3%) when compared with either wild-type mice (46.8% ± 19.4%) or TNFR1-deficient (47.9% ± 10.6%) or TNFR2-deficient (41.6% ± 16.5%) mice. Examination of the extent of necrosis in wild-type and TNFR1/TNFR2-deficient mice by anti-myosin Ab staining demonstrated no significant difference between groups; however, the peak frequency and extent of apoptosis were accelerated in the TNFR1/TNFR2-deficient mice when compared with the wild-type mice. The increase in apoptosis in the TNFR1/TNFR2-deficient mice did not appear to be secondary to a selective up-regulation of the Fas ligand/receptor system in these mice. These data suggest that TNF signaling gives rise to one or more cytoprotective signals that prevent and/or delay the development of cardiac myocyte apoptosis after acute ischemic injury.

Effects of nitric oxide-releasing aspirin versus aspirin on restenosis in hypercholesterolemic mice

Restenosis is due to neointimal hyperplasia, which occurs in the coronary artery after percutaneous transluminal coronary angioplasty (PTCA). During restenosis, an impairment of nitric oxide (NO)-dependent pathways may occur. Concomitant hypercholesterolemia may exacerbate restenosis in patients undergoing PTCA. Here, we show that a NO-releasing aspirin derivative (NCX-4016) reduces the degree of restenosis after balloon angioplasty in low-density lipoprotein receptor-deficient mice and this effect is associated with reduced vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation and macrophage deposition at the site of injury. Drugs were administered following both therapeutic or preventive protocols. We demonstrate that NCX-4016 is effective both in prevention and treatment of restenosis in the presence of hypercholesterolemia. These data indicate that impairment of NO-dependent mechanisms may be involved in the development of restenosis in hypercholesterolemic mice. Although experimental models of restenosis may not reflect restenosis in humans in all details, we suggest that a NO-releasing aspirin derivative could be an effective drug in reducing restenosis following PTCA, especially in the presence of hypercholesterolemia and/or gastrointestinal damage.

Indirect recognition of allopeptides promotes the development of cardiac allograft vasculopathy

Graft loss from chronic rejection has become the major obstacle to the long-term success of whole organ transplantation. In cardiac allografts, chronic rejection is manifested as a diffuse and accelerated form of arteriosclerosis, termed cardiac allograft vasculopathy. It has been suggested that T-cell recognition of processed alloantigens (allopeptides) presented by recipient antigen-presenting cells through the indirect pathway of allorecognition plays a critical role in the development and progression of chronic rejection. However, definitive preclinical evidence to support this hypothesis is lacking. To examine the role of indirect allorecognition in a clinically relevant large animal model of cardiac allograft vasculopathy, we immunized MHC inbred miniature swine with synthetic polymorphic peptides spanning the α1 domain of an allogeneic donor-derived swine leukocyte antigen class I gene. Pigs immunized with swine leukocyte antigen class I allopeptides showed in vitro proliferative responses and in vivo delayed-type hypersensitivity responses to the allogeneic peptides. Donor MHC class I disparate hearts transplanted into peptide-immunized cyclosporine-treated pigs not only rejected faster than unimmunized cyclosporine-treated controls (mean survival time = 5.5 +/−1.7 vs. 54.7 +/−3.8 days, P < 0.001), but they also developed obstructive fibroproliferative coronary artery lesions much earlier than unimmunized controls (<9 vs. >30 days). These results definitively link indirect allorecognition and cardiac allograft vasculopathy.

Loss of high-affinity prostacyclin receptors in platelets and the lack of prostaglandin-induced inhibition of platelet-stimulated thrombin generation in subjects with spinal cord injury.

Coronary artery disease is a leading cause of death in individuals with chronic spinal cord injury (SCI). However, platelets of those with SCI (n = 30) showed neither increased aggregation nor resistance to the antiaggregatory effects of prostacyclin when compared with normal controls (n = 30). Prostanoid-induced cAMP synthesis was similar in both groups. In contrast, prostacyclin, which completely inhibited the platelet-stimulated thrombin generation in normal controls, failed to do so in those with SCI. Scatchard analysis of the binding of [3H]prostaglandin E1, used as a prostacyclin receptor probe, showed the presence of one high-affinity (Kd1 = 8.11 +/- 2.80 nM; n1 = 172 +/- 32 sites per cell) and one low-affinity (Kd2 = 1.01 +/- 0.3 microM; n2 = 1772 +/- 226 sites per cell) prostacyclin receptor in normal platelets. In contrast, the same analysis in subjects with SCI showed significant loss (P < 0.001) of high-affinity receptor sites (Kd1 = 6.34 +/- 1.91 nM; n1 = 43 +/- 10 sites per cell) with no significant change in the low affinity-receptors (Kd2 = 1.22 +/- 0.23; n2 = 1820 +/- 421). Treatment of these platelets with insulin, which has been demonstrated to restore both of the high- and low-affinity prostaglandin receptor numbers to within normal ranges in coronary artery disease, increased high-affinity receptor numbers and restored the prostacyclin effect on thrombin generation. These results demonstrate that the loss of the inhibitory effect of prostacyclin on the stimulation of thrombin generation was due to the loss of platelet high-affinity prostanoid receptors, which may contribute to atherogenesis in individuals with chronic SCI.

Análise transcriptômica de miRNAs em pacientes sob dupla terapia de antiagregação

A terapia antiagregante é comumente indicada na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares. A dupla antiagregação com clopidrogrel e ácido acetilsalicílico (AAS) tem sido frequentemente adotada em pacientes com Doença Arterial Coronariana (DAC), mas apresenta ineficácia em uma parcela significativa da população com genótipo de respondedores. Essa falha terapêutica nos leva a questionar se outros mecanismos moleculares podem estar influenciando na resposta a esses fármacos. Recentes estudos sugerem que pequenas sequências de RNA não codificantes denominadas microRNAs (miRNAs) podem estar fortemente relacionadas com resposta ao tratamento fármaco-terapêutico, controlando as proteínas envolvidas na farmacocinética e farmacodinâmica. Entretanto, os principais miRNAs que atuam na dinâmica da resposta medicamentosa ainda não foram bem definidos. O objetivo deste estudo foi avaliar o perfil de miRNAs no sangue total periférico, procurando melhor esclarecer os mecanismos envolvidos na resposta aos antiagregantes plaquetários AAS e clopidogrel. Para isso, selecionou-se pacientes com DAC, os quais apresentavam diferentes respostas à dupla terapia de antiagregação determinadas pelo teste de agregação plaquetária. Baseados nos fenótipos, os perfis de expressão de miRNAs foram comparados entre os valores da taxa de agregação categorizados em tercis (T) de resposta. O grupo T1 foi constituído de pacientes respondedores, o T2 de respondedores intermediários e o T3 de não respondedores. Os perfis de miRNAs foram obtidos após sequenciamento de última geração e os dados obtidos foram analisados pelo pacote Deseq2. Os resultados mostraram 18 miRNAs diferentemente expressos entre os dois tercis extremos. Dentre esses miRNAs, 10 deles apresentaram importantes alvos relacionados com vias de ativação e agregação plaquetária quando analisados pelo software Ingenuity®. Dos 10 miRNAs, 4 deles, os quais apresentaram-se menos expressos no sequenciamento, demonstraram os mesmos perfis de expressão quando analisados pela reação em cadeia pela polimerase quantitativa (qPCR): hsa-miR-423-3p, hsa-miR-744-5p, hsa-miR- 30a-5p e hsa-let-7g-5p. A partir das análises de predição de alvos, pôde-se observar que os quatro miRNAs, quando menos expressos simultaneamente, predizem ativação da agregação plaquetária. Além disso, os miRNAs hsa-miR- 423-5p, hsa-miR-744-5p e hsa-let-7g-5p mostraram correlação com o perfil lipídico dos pacientes que, por sua vez, apresentou influência nos valores de agregação compreendidos no T3 de resposta a ambos os medicamentos. Sendo assim, conclui-se que maiores taxas de agregação plaquetária podem estar indiretamente relacionadas com os padrões de expressão de hsa-miR- 423-3p, hsa-miR-744-5p e hsa-let-7g-5p. Sugere-se que a avaliação do perfil de expressão destes 3 miRNAs no sangue periférico de pacientes com DAC possa predizer resposta terapêutica inadequada ao AAS e ao clopidogrel

Avaliação da aterosclerose subclínica em portadores de HDL-colesterol marcadamente elevado

O HDL-c é um fator de risco cardiovascular negativo e sua concentração plasmática apresenta relação inversa com a incidência de eventos cardiovasculares. Entretanto, as evidências relativas ao grupo de indivíduos com níveis de HDL-c acima do percentil 95 da população geral ainda são escassas e o impacto da hiperalfalipoproteinemia (HALP) sobre o risco cardiovascular continua representando motivo de controvérsia na literatura médica. Alguns estudos em populações específicas associam a HALP a aumento do risco cardiovascular. Ao mesmo tempo, outros estudos identificaram populações de indivíduos hipoalfalipoproteinêmicos com marcada longevidade. Assim, demonstrou-se aparente dissociação entre níveis de HDL-c e risco cardiovascular em determinadas populações, reconduzível a aspectos disfuncionais da HDL. O objetivo do presente estudo foi verificar o papel da HALP na determinação do risco cardiovascular; comparar a prevalência de doença cardiovascular subclínica, avaliada por meio da quantificação ultrassonográfica da Espessura Íntimo-Medial Carotídea (EIMC), entre portadores de HDL-c >= 90mg/dL (grupo HALP) e portadores de concentrações de HDL-c atualmente consideradas normais (entre 40 e 50mg/dL para os homens e entre 50 e 60mg/dL para as mulheres); e avaliar características e função da HDL em portadores de HALP por meio do estudo de sua composição, de sua capacidade de efluxo de colesterol, e de sua atividade anti-inflamatória e antioxidante, correlacionando estas características com a presença de doença cardiovascular subclínica avaliada por meio da determinação da EIMC, da Velocidade de Onda de Pulso (VOP) e da presença de Calcificação Arterial Coronariana (CAC) avaliada pela TCMD. Para responder estas perguntas, o presente estudo foi articulado em dois braços: Braço 1: Análise da coorte do estudo ELSA com o objetivo de determinar a prevalência de HALP em uma população geral; definir o perfil demográfico, antropométrico e metabólico dos portadores de HALP; e comparar a prevalência de doença vascular subclínica deste grupo com controles da mesma coorte com níveis normais de HDL-colesterol. Braço 2: Recrutamento de 80 voluntários hígidos e portadores de HALP para avaliação da correlação entre presença de doença vascular subclínica, e aspectos estruturais e funcionais da HDL. Em seus dois braços, o estudo levou a quatro conclusões principais: 1) Níveis marcadamente elevados de HDL-c estão associados a menor espessura íntimo-medial carotídea quando comparados a níveis de HDL-c considerados normais pelas diretrizes vigentes. Embora portadores do fenótipo HALP apresentem, como grupo, um perfil metabólico mais favorável que o encontrado em indivíduos com HDL-c normal, a associação entre EIMC e HALP foi independente dos fatores de risco tradicionais, indicando que a menor prevalência destes últimos em portadores de HDL-c marcadamente elevado justifica apenas parcialmente a menor prevalência de doença vascular subclínica neste grupo; 2) Embora a HALP se apresente como um fenótipo ateroprotetor, há indivíduos com níveis marcadamente elevados de HDL-c que evoluem com doença cardiovascular, clínica ou subclínica. Neste contexto, nossos resultados indicam correlação entre os três métodos avaliados para estudar doença vascular subclínica em portadores de HALP: EIMC, VOP e CAC; 3) Os fatores de risco tradicionais continuam exercendo seu peso na determinação do risco cardiovascular em portadores de HALP. Idade, tabagismo, hipertensão arterial, hipertrigliceridemia e altos níveis de LDL-c apresentaram associação estatisticamente significativa com a presença de doença vascular subclínica no grupo estudado; 4) A avaliação da composição e da função da HDL em portadores de HALP pode permitir identificar indivíduos especificamente mais suscetíveis à aterosclerose. Nossos resultados indicam que, em particular, a atividade anti-inflamatória da HDL, avaliada pela capacidade de inibição da produção de IL-6; o efluxo de colesterol e a capacidade de transferência de triglicérides apresentaram associação independente com menor espessura íntimo-medial carotídea em portadores de HALP, enquanto níveis mais altos de Apo A-IV se associaram a maior grau de doença cardiovascular subclínica

Doenças cardiovasculares, padrão de comportamento tipo A, hostilidade e ira

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Inflamação na aterosclerose : impacto na doença coronária

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Disfunção erétil

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Réduction des artéfacts de tuteur coronarien au moyen d’un algorithme de reconstruction avec renforcement des bords : étude prospective transversale en tomodensitométrie 256 coupes

Les artéfacts métalliques entraînent un épaississement artéfactuel de la paroi des tuteurs en tomodensitométrie (TDM) avec réduction apparente de leur lumière. Cette étude transversale prospective, devis mesures répétées et observateurs avec méthode en aveugle, chez 24 patients consécutifs/71 tuteurs coronariens a pour objectif de comparer l’épaisseur de paroi des tuteurs en TDM après reconstruction par un algorithme avec renforcement des bords et un algorithme standard. Une angiographie coronarienne par TDM 256 coupes a été réalisée, avec reconstruction par algorithmes avec renforcement des bords et standard. L’épaisseur de paroi des tuteurs était mesurée par méthodes orthogonale (diamètres) et circonférentielle (circonférences). La qualité d’image des tuteurs était évaluée par échelle ordinale, et les données analysées par modèles linéaire mixte et régression logistique des cotes proportionnelles. L’épaisseur de paroi des tuteurs était inférieure avec l’algorithme avec renforcement des bords comparé à l’algorithme standard, avec les méthodes orthogonale (0,97±0,02 vs 1,09±0,03 mm, respectivement; p<0,001) et circonférentielle (1,13±0,02 vs 1,21±0,02 mm, respectivement; p<0,001). Le premier causait moins de surestimation par rapport à l’épaisseur nominale comparé au second, avec méthodes orthogonale (0,89±0,19 vs 1,00±0,26 mm, respectivement; p<0,001) et circonférentielle (1,06±0,26 vs 1,13±0,31 mm, respectivement; p=0,005) et diminuait de 6 % la surestimation. Les scores de qualité étaient meilleurs avec l’algorithme avec renforcement des bords (OR 3,71; IC 95% 2,33–5,92; p<0,001). En conclusion, la reconstruction des images avec l’algorithme avec renforcement des bords génère des parois de tuteurs plus minces, moins de surestimation, et de meilleurs scores de qualité d’image que l’algorithme standard.

Effet des acides gras polyinsaturés EPA et DHA dans un modèle d’infarctus du myocarde

Plusieurs études montrent que les acides gras (AG) oméga-3 sont bénéfiques pour la santé cardiovasculaire. Une étude antérieure dans notre laboratoire a montré que l’administration des acides gras oméga-3 réduit la taille de l'infarctus du myocarde (IM). Cependant, la question demeure de savoir si les deux principaux acides gras oméga-3 à longue chaîne, l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA) possèdent la même efficacité à réduire la taille de l'infarctus. Le but de ce projet sera de déterminer l’efficacité relative de chacun de ces acides gras oméga-3 à protéger le cœur dans un modèle d’ischémie/reperfusion et d’étudier certaines voies de cardioprotection. Des rats mâles adultes Sprague-Dawley ont été nourris pendant 14 jours avec une diète comprenant l'un: 1- aucun AG oméga-3; 2- 5 g d'EPA / kg de nourriture; 3- 5 g de DHA / kg de nourriture; 4- 2,5 g de chaque oméga-3 AG / kg de nourriture; 5- 5 g chaque AG oméga-3 / kg de nourriture. Par la suite, les animaux ont été soumis à une ischémie pendant 40 minutes, causée par l'occlusion de l'artère coronaire gauche descendante. Au bout de 24 heures de reperfusion, la taille de l'infarctus est déterminée. Dans un sous-groupe d'animaux, l'activité d’Akt et des caspase-3 sont mesurées dans la région ischémique après 30 minutes de reperfusion. Finalement, à 15 minutes de reperfusion, l'ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale mPTP est déterminée dans un autre sous-groupe. Les résultats indiquent que les diètes EPA ou DHA réduisent de manière significative la taille de l'infarctus par rapport à la diète sans AG oméga-3, tandis que la combinaison de deux acides gras oméga-3 n'a pas montré de diminution de la taille de l'infarctus. L'activité de la caspase-3 est réduite pour le groupe DHA puis, l'activité d'Akt est augmentée avec les diètes EPA et DHA seules. Finalement, en présence d’une diète enrichie uniquement de DHA, l'ouverture des mPTP est retardée comparativement aux autres diètes.

Perfil de risco cardiovascular nos pais de crianças dos 3 aos 6 anos

A doença cardiovascular constitui a causa de morte mais relevante em toda a Europa, incluindo Portugal, e é atualmente considerada como uma junção de doença arterial coronária nas suas diversas apresentações clínicas, eventos cerebrovasculares, doença arterial periférica e insuficiência cardíaca. De modo a contribuir para o estudo da importância de uma intervenção baseada numa estratégia populacional integrada na promoção de estilos de vida saudáveis, a principal finalidade deste estudo consistiu em definir o perfil de risco cardiovascular tendo por base os dados de prevalência de alguns fatores de risco, numa amostra de adultos (792 de ambos os sexos), em várias regiões de Portugal Continental. Para tal foram: caraterizados os hábitos alimentares, o contexto sociodemográfico dos adultos; analisadas as correlações entre o peso, perímetro da cintura, índice de massa corporal e a pressão arterial para ambos os sexos. Os resultados revelaram uma prevalência do excesso de peso, de obesidade e das respetivas caraterísticas, como o aumento do perímetro abdominal, e do IMC, sugerindo um contínuo de risco de doença cardiovascular. Verificou-se também uma elevada prevalência de hipertensão nos sujeitos com excesso de peso, sugerindo a existência de um risco cardiovascular acrescido. Os resultados obtidos neste estudo sustentam a necessidade de serem desenvolvidos planos de intervenção que contribuam para a redução do risco cardiovascular nos adultos. Palavras-chave: Estilos de vida; Hipertensão arterial; Índice de Massa Corporal; Obesidade; Risco Cardiovascular.

Epicardial Radiofrequency Ablation Failure During Ablation Procedures for Ventricular Arrhythmias: Reasons and Implications for Outcomes.

BACKGROUND Radiofrequency ablation (RFA) from the epicardial space for ventricular arrhythmias is limited or impossible in some cases. Reasons for epicardial ablation failure and the effect on outcome have not been systematically analyzed. METHODS AND RESULTS We assessed reasons for epicardial RFA failure relative to the anatomic target area and the type of heart disease and assessed the effect of failed epicardial RFA on outcome after ablation procedures for ventricular arrhythmias in a large single-center cohort. Epicardial access was attempted during 309 ablation procedures in 277 patients and was achieved in 291 procedures (94%). Unlimited ablation in an identified target region could be performed in 181 cases (59%), limited ablation was possible in 22 cases (7%), and epicardial ablation was deemed not feasible in 88 cases (28%). Reasons for failed or limited ablation were unsuccessful epicardial access (6%), failure to identify an epicardial target (15%), proximity to a coronary artery (13%), proximity to the phrenic nerve (6%), and complications (<1%). Epicardial RFA was impeded in the majority of cases targeting the left ventricular summit region. Acute complications occurred in 9%. The risk for acute ablation failure was 8.3× higher (4.5-15.0; P<0.001) after no or limited epicardial RFA compared with unlimited RFA, and patients with unlimited epicardial RFA had better recurrence-free survival rates (P<0.001). CONCLUSIONS Epicardial RFA for ventricular arrhythmias is often limited even when pericardial access is successful. Variability of success is dependent on the target area, and the presence of factors limiting ablation is associated with worse outcomes.