Cost-effectiveness of natriuretic peptide-based screening and collaborative care: a report from the STOP-HF (St Vincent's Screening TO Prevent Heart Failure) study

AIMS: Prevention of cardiovascular disease and heart failure (HF) in a cost-effective manner is a public health goal. This work aims to assess the cost-effectiveness of the St Vincent's Screening TO Prevent Heart Failure (STOP-HF) intervention.

METHODS AND RESULTS: This is a substudy of 1054 participants with cardiovascular risk factors [median age 65.8 years, interquartile range (IQR) 57.8:72.4, with 4.3 years, IQR 3.4:5.2, follow-up]. Annual natriuretic peptide-based screening was performed, with collaborative cardiovascular care between specialist physicians and general practitioners provided to patients with BNP levels >50 pg/mL. Analysis of cost per case prevented and cost-effectiveness per quality-adjusted life year (QALY) gained was performed. The primary clinical endpoint of LV dysfunction (LVD) with or without HF was reduced in intervention patients [odds ratio (OR) 0.60; 95% confidence interval (CI) 0.38-0.94; P = 0.026]. There were 157 deaths and/or emergency hospitalizations for major adverse cardiac events (MACE) in the control group vs. 102 in the intervention group (OR 0.68; 95% CI 0.49-0.93; P = 0.01). The cost per case of LVD/HF prevented was €9683 (sensitivity range -€843 to €20 210), whereas the cost per MACE prevented was €3471 (sensitivity range -€302 to €7245). Cardiovascular hospitalization savings offset increased outpatient and primary care costs. The cost per QALY gain was €1104 and the intervention has an 88% probability of being cost-effective at a willingness to pay threshold of €30 000.

CONCLUSION: Among patients with cardiovascular risk factors, natriuretic peptide-based screening and collaborative care reduced LVD, HF, and MACE, and has a high probability of being cost-effective.

TRIAL REGISTRATION: NCT00921960.

Natriuretic peptide-based screening and collaborative care for heart failure:the STOP-HF randomized trial

IMPORTANCE: Prevention strategies for heart failure are needed.

OBJECTIVE: To determine the efficacy of a screening program using brain-type natriuretic peptide (BNP) and collaborative care in an at-risk population in reducing newly diagnosed heart failure and prevalence of significant left ventricular (LV) systolic and/or diastolic dysfunction.

DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: The St Vincent's Screening to Prevent Heart Failure Study, a parallel-group randomized trial involving 1374 participants with cardiovascular risk factors (mean age, 64.8 [SD, 10.2] years) recruited from 39 primary care practices in Ireland between January 2005 and December 2009 and followed up until December 2011 (mean follow-up, 4.2 [SD, 1.2] years).

INTERVENTION: Patients were randomly assigned to receive usual primary care (control condition; n=677) or screening with BNP testing (n=697). Intervention-group participants with BNP levels of 50 pg/mL or higher underwent echocardiography and collaborative care between their primary care physician and specialist cardiovascular service.

MAIN OUTCOMES AND MEASURES: The primary end point was prevalence of asymptomatic LV dysfunction with or without newly diagnosed heart failure. Secondary end points included emergency hospitalization for arrhythmia, transient ischemic attack, stroke, myocardial infarction, peripheral or pulmonary thrombosis/embolus, or heart failure.

RESULTS: A total of 263 patients (41.6%) in the intervention group had at least 1 BNP reading of 50 pg/mL or higher. The intervention group underwent more cardiovascular investigations (control, 496 per 1000 patient-years vs intervention, 850 per 1000 patient-years; incidence rate ratio, 1.71; 95% CI, 1.61-1.83; P<.001) and received more renin-angiotensin-aldosterone system-based therapy at follow-up (control, 49.6%; intervention, 56.5%; P=.01). The primary end point of LV dysfunction with or without heart failure was met in 59 (8.7%) of 677 in the control group and 37 (5.3%) of 697 in the intervention group (odds ratio [OR], 0.55; 95% CI, 0.37-0.82; P = .003). Asymptomatic LV dysfunction was found in 45 (6.6%) of 677 control-group patients and 30 (4.3%) of 697 intervention-group patients (OR, 0.57; 95% CI, 0.37-0.88; P = .01). Heart failure occurred in 14 (2.1%) of 677 control-group patients and 7 (1.0%) of 697 intervention-group patients (OR, 0.48; 95% CI, 0.20-1.20; P = .12). The incidence rates of emergency hospitalization for major cardiovascular events were 40.4 per 1000 patient-years in the control group vs 22.3 per 1000 patient-years in the intervention group (incidence rate ratio, 0.60; 95% CI, 0.45-0.81; P = .002).

CONCLUSION AND RELEVANCE: Among patients at risk of heart failure, BNP-based screening and collaborative care reduced the combined rates of LV systolic dysfunction, diastolic dysfunction, and heart failure.

TRIAL REGISTRATION: clinicaltrials.gov Identifier: NCT00921960.

Mechanical stretch up-regulates the B-type natriuretic peptide system in human cardiac fibroblasts:a possible defense against transforming growth factor-β mediated fibrosis

BACKGROUND: Mechanical overload of the heart is associated with excessive deposition of extracellular matrix proteins and the development of cardiac fibrosis. This can result in reduced ventricular compliance, diastolic dysfunction, and heart failure. Extracellular matrix synthesis is regulated primarily by cardiac fibroblasts, more specifically, the active myofibroblast. The influence of mechanical stretch on human cardiac fibroblasts' response to pro-fibrotic stimuli, such as transforming growth factor beta (TGFβ), is unknown as is the impact of stretch on B-type natriuretic peptide (BNP) and natriuretic peptide receptor A (NPRA) expression. BNP, acting via NPRA, has been shown to play a role in modulation of cardiac fibrosis.

METHODS AND RESULTS: The effect of cyclical mechanical stretch on TGFβ induction of myofibroblast differentiation in primary human cardiac fibroblasts and whether differences in response to stretch were associated with changes in the natriuretic peptide system were investigated. Cyclical mechanical stretch attenuated the effectiveness of TGFβ in inducing myofibroblast differentiation. This finding was associated with a novel observation that mechanical stretch can increase BNP and NPRA expression in human cardiac fibroblasts, which could have important implications in modulating myocardial fibrosis. Exogenous BNP treatment further reduced the potency of TGFβ on mechanically stretched fibroblasts.

CONCLUSION: We postulate that stretch induced up-regulation of the natriuretic peptide system may contribute to the observed reduction in myofibroblast differentiation.

Long-term statin therapy in patients with systolic heart failure and normal cholesterol:effects on elevated serum markers of collagen turnover, inflammation, and B-type natriuretic peptide

BACKGROUND: The role of statin therapy in heart failure (HF) is unclear. The amino-terminal propeptide of procollagen type III (PIIINP) predicts outcome in HF, and yet there are conflicting reports of statin therapy effects on PIIINP.

OBJECTIVES: This study determined whether there was an increase in serum markers of inflammation, fibrosis (including PIIINP), and B-type natriuretic peptide (BNP) in patients with systolic HF and normal total cholesterol and determined the effects of long-term treatment with atorvastatin on these markers.

METHODS: Fifty-six white patients with systolic HF and normal cholesterol levels (age 72 [13] years; 68% male; body mass index 27.0 [7.3] kg/m(2); ejection fraction 35 [13]%; 46% with history of smoking) were randomly allocated to atorvastatin treatment for 6 months, titrated to 40 mg/d (A group) or not (C group). Age- and/or sex-matched subjects without HF (N group) were also recruited. Biomarkers were measured at baseline (all groups) and 6 months (A and C groups).

RESULTS: Serum markers of collagen turnover, inflammation, and BNP were significantly elevated in HF patients compared with normal participants (all P < 0.05). There were correlations between these markers in HF patients but not in normal subjects. Atorvastatin treatment for 6 months caused a significant reduction in the following biomarkers compared with baseline: BNP, from median (interquartile range) 268 (190-441) pg/mL to 185 (144-344) pg/mL; high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), from 5.26 (1.95 -9.29) mg/L to 3.70 (2.34-6.81) mg/L; and PIIINP, from 4.65 (1.86) to 4.09 (1.25) pg/mL (all P < 0.05 baseline vs 6 months). Between-group differences were significant for PIIINP only (P = 0.027). There was a positive interaction between atorvastatin effects and baseline hs-CRP and PIIINP (P < 0.01).

CONCLUSIONS: Long-term statin therapy reduced PIIINP in this small, selected HF population with elevated baseline levels. Further evaluation of statin therapy in the management of HF patients with elevated PIIINP is warranted.

Renal and vascular effects of the natriuretic peptide isolated from Crotalus durissus cascavella venom

Crotalus durissus cascavella is a snake that is usually found in the scrublands of northeast Brazil. The components of its venom may have effects on the vascular and renal systems. Recently, a new bradykinin inhibitory peptide has been identified in the venom of the Crotalinae family. The aim of the present study was to investigate the renal and vascular effects of the natriuretic peptide isolated from the venom of Crotalus durissus cascavella (NP2_Casca). The chromatographic profile showed the fractionation of substances identified as convulxin, gyroxin, crotoxin and crotamine, as well as fractions V and VI. The electrophoretic profile of fraction V consisted of several bands ranging from approximately 6 kDa to 13 kDa, while fraction VI showed only two main electrophoretic bands with molecular weights of approximately 6 and 14 kDa. Reverse-phase chromatography showed that NP2_Casca corresponds to about 18% of fraction VI and that this fraction is the main natriuretic peptide. NP2_Casca was compared to other natriuretic peptides from other sources of snake venom. All amino acid sequences that were compared showed a consensus region of XGCFGX, XLDRIX and XSGLGCX. The group treated with NP2-Casca showed an increase in perfusion pressure, renal vascular resistance, urinary flow and glomerular filtration rate. The percent of total and proximal tubular transport of sodium was reduced significantly after administration of the peptide. The mean arterial pressure showed a dose-dependent decrease after infusion of NP2_Casca, and an increase in nitrite production. In the aortic ring assay, NP2_Casca caused a relaxant effect in endothelium-intact thoracic aortic rings precontracted with phenylephrine in the presence and absence of isatin. NP2_Casca failed to relax the aortic rings precontracted with an isosmotic potassium Krebs-Henseleit solution. In conclusion, the natriuretic peptide isolated from Crotalus durissus cascavella venom produced renal and vascular effects. NP2_Casca reduced total and proximal sodium tubular transport, leading to an increase in sodium excretion, thereby demonstrating a diuretic action. A hypotensive effect was displayed in an arterial pressure assay, with an increase in nitrite production, suggesting a possible vasoactive action. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Corticosterone Treatment Results in Enhanced Release of Peptidergic Vesicles in Astrocytes via Cytoskeletal Rearrangements

While the effect of stress on neuronal physiology is widely studied, its effect on the functionality of astrocytes is not well understood. We studied the effect of high doses of stress hormone corticosterone, on two physiological properties of astrocytes, i.e., gliotransmission and interastrocytic calcium waves. To study the release of peptidergic vesicles from astrocytes, hippocampal astrocyte cultures were transfected with a plasmid to express pro-atrial natriuretic peptide (ANP) fused with the emerald green fluorescent protein (ANP.emd). The rate of decrease in fluorescence of ANP.emd on application of ionomycin, a calcium ionophore was monitored. Significant increase in the rate of calcium-dependent exocytosis of ANP.emd was observed with the 100 nM and 1 M corticosterone treatments for 3 h, which depended on the activation of the glucocorticoid receptor. ANP.emd tagged vesicles exhibited increased mobility in astrocyte culture upon corticosterone treatment. Increasing corticosterone concentrations also resulted in concomitant increase in the calcium wave propagation velocity, initiated by focal ATP application. Corticosterone treatment also resulted in increased GFAP expression and F-actin rearrangements. FITC-Phalloidin immunostaining revealed increased formation of cross linked F-actin networks with the 100 nM and 1 M corticosterone treatment. Alternatively, blockade of actin polymerization and disruption of microtubules prevented the corticosterone-mediated increase in ANP.emd release kinetics. This study reports for the first time the effect of corticosterone on gliotransmission via modulation of cytoskeletal elements. As ANP acts on both neurons and blood vessels, modulation of its release could have functional implications in neurovascular coupling under pathophysiological conditions of stress.

Papel do antioxidante (vitamina C) na modulação da pressão sanguínea em ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

A hipertensão essencial humana, bem como a hipertensão desenvolvida em Ratos Espontaneamente Hipertensos (SHR), são caracterizadas pelo desenvolvimento de Pressão Arterial (PA) elevada na medida em que a idade avança, sem identificação da causa primária. Está bem estabelecido que este modelo animal apresenta estresse oxidativo (EOx) concomitante a hipertensão. O mecanismo pelo qual o antioxidante reduz a pressão não está claro, por essa razão, é necessário avaliar o comportamento destas enzimas envolvidas na homeostase da PA. Ratos Wistar-Kyoto (WKY) e SHR machos receberam ácido ascórbico, 200 mg / kg / dia por sonda orogástrica durante cinco semanas. A PA, a Hipertrofia Ventricular Esquerda (HVE), o Sistema Renina-Angiotensina (SRA), o Peptídeo Natriurético Atrial (ANP) e o EOx foram comparados entre os grupos por pletismografia, estereologia, microscopia confocal de varrimento a laser, microscopia eletrônica de transmissão, western blotting e análise do RT-qPCR. Os SHR tratados com ácido ascórbico reduziram a PA e a HVE. Além disso, as enzimas envolvidas na homeostase da PA, a renina e a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) normalizaram-se, bem como os Receptores tipo 1 de Angiotensina II (AT1). A grande quantidade de grânulos de ANP no grupo SHR foi reduzida pelo tratamento com ácido ascórbico. O balanço oxidativo foi restabelecido nos SHR tratados com este antioxidante. O EOx nos SHR eleva os níveis de renina e de PA. Estas espécies reativas de oxigênio podem ser envolvidas no mecanismo de sinalização para aumentar a expressão de ANP nos miócitos atriais. Estes dados também mostram que o tratamento com o antioxidante (vitamin C) reduz o EOx e normaliza a PA ao menos parcialmente pela redução de taxas de renina.

Neuropeptide Y Y(1) receptor regulates protein turnover and constitutive gene expression in hypertrophying cardiomyocytes.

Increased levels of neuropeptide Y correlate with severity of left ventricular hypertrophy in vivo. At cardiomyocyte level, hypertrophy is characterised by increased mass and altered phenotype. The aims were to determine the contributions of increased synthesis and reduced degradation of protein to neuropeptide Y-mediated increase in mass, assess effects on gene expression, and characterise neuropeptide Y Y receptor subtype involvement. Neuropeptide Y (10 nM) increased protein mass of adult rat ventricular cardiomyocytes maintained in culture (24 h) (16%>basal) and de novo protein synthesis (incorporation of [14C]phenylalanine) (18%>basal). Neuropeptide Y (100 nM) prevented degradation of existing protein at 8 h. Actinomycin D (5 µM) attenuated increases in protein mass to neuropeptide Y (=1 nM) but not to neuropeptide Y (10 nM). [Leu31, Pro34]neuropeptide Y (10 nM), an agonist at neuropeptide Y Y1 receptors, increased protein mass (25%>basal) but did not stimulate protein synthesis. Neuropeptide Y-(3–36) (10 nM), an agonist at neuropeptide Y Y2 receptors, increased protein mass (29%>basal) and increased protein synthesis (13%>basal), respectively. Actinomycin D (5 µM) abolished the increase in protein mass elicited by neuropeptide Y-(3–36) but not that by [Leu31, Pro34]neuropeptide Y. BIBP3226 [(R)-N2-(diphenylacetyl)-N-(4-hydroxyphenylmethyl)-d-arginine amide] (1 µM), a neuropeptide Y Y1 receptor subtype-selective antagonist, and T4 [neuropeptide Y-(33–36)]4, a neuropeptide Y Y2 receptor subtype-selective antagonist, attenuated the increase in protein mass to 100 nM neuropeptide Y by 68% and 59%, respectively. Neuropeptide Y increased expression of the constitutive gene, myosin light chain-2 (MLC-2), maximally at 12 h (4.7-fold>basal) but did not induce (t=36 h) expression of foetal genes (atrial natriuretic peptide (ANP), skeletal-a-actin and myosin heavy chain-ß). This increase was attenuated by 86% and 51%, respectively, by BIBP3226 (1 µM) and T4 [neuropeptide Y-(33–36)]4 (100 nM). [Leu31, Pro34]neuropeptide Y (100 nM) (2.4-fold>basal) and peptide YY-(3–36) (100 nM) (2.3 fold>basal) increased expression of MLC-2 mRNA at 12 h. In conclusion, initiation of cardiomyocyte hypertrophy by neuropeptide Y requires activation of both neuropeptide Y Y1 and neuropeptide Y Y2 receptors and is associated with enhanced synthesis and attenuated degradation of protein together with increased expression of constitutive genes but not reinduction of foetal genes.

Variability of Nt-proANP and C-ANP

Background Natriuretic peptides are frequently measured in patients with chronic cardiac failure (CCF). We set out to compare the variability of atrial natriuretic peptide (C-ANP) and its precursor N-terminal pro-ANP (Nt-proANP) to decide which would be more suitable for routine use.

IMMUNOCYTOCHEMICAL DEMONSTRATION OF NEUROPEPTIDES IN THE CENTRAL-NERVOUS-SYSTEM OF THE ROUNDWORM, ASCARIS-SUUM (NEMATODA, ASCAROIDEA)

The localization and distribution of neuropeptides in the central nervous system of the pig roundworm, Ascaris suum, have been determined by an indirect immunofluorescence technique in conjunction with confocal microscopy. Antisera to 25 vertebrate peptides and two invertebrate peptides were used to screen the worm for immunoreactivity (IR). Immunostaining was obtained with antisera to pancreatic polypeptide (PP), peptide YY (PYY), neuropeptide Y (NPY), gastrin, cholecystokinin (CCK), substance P (SP), atrial natriuretic peptide (ANP), salmon gonadotropin-releasing hormone (SGnRH), mammalian gonadotropin-releasing hormone (MGnRH), chromogranin A (CGA) and FMRFamide. The most extensive patterns of IR occurred with antisera to PYY, FMRFamide and gastrin. IR was evident in nerve cells and fibres in the ganglia associated with the anterior nerve ring and in the main nerve cords and their commissures; IR to FMRFamide also occurred in the posterior nerve ring. Immunostaining for the other peptides was confined to the nerve cords, with the number of immunoreactive nerve fibres varying from peptide to peptide.

Predictive Value of Depressive Symptoms for All-Cause Mortality: Findings From the PRIME Belfast Study Examining the Role of Inflammation and Cardiovascular Risk Markers

OBJECTIVES: To improve understanding about the potential underlying biological mechanisms in the link between depression and all-cause mortality and to investigate the role that inflammatory and other cardiovascular risk factors may play in the relationship between depressive symptoms and mortality.

METHODS: Depression and blood-based biological markers were assessed in the Belfast PRIME prospective cohort study (N = 2389 men, aged 50-59 years) in which participants were followed up for 18 years. Depression was measured using the 10-item Welsh Pure Depression Inventory. Inflammation markers (C-reactive protein [CRP], neopterin, interleukin [IL]-1 receptor antagonist [IL-1Ra], and IL-18) and cardiovascular-specific risk factors (N-terminal pro-b-type natriuretic peptide, midregion pro-atrial natriuretic peptide, midregion pro-adrenomedullin, C-terminal pro-endothelin-1 [CT-proET]) were obtained at baseline. We used Cox proportional hazards modeling to examine the association between depression and biological measures in relation to all-cause mortality and explore the mediating effects.

RESULTS: During follow-up, 418 participants died. Higher levels of depressive symptoms were associated with higher levels of CRP, IL-1Ra, and CT-proET. After adjustment for socioeconomic and life-style risk factors, depressive symptoms were significantly associated with all-cause mortality (hazard ratio = 1.10 per scale unit, 95% confidence interval = 1.04-1.16). This association was partly explained by CRP (7.3%) suggesting a minimal mediation effect. IL-1Ra, N-terminal pro-b-type natriuretic peptide, midregion pro-atrial natriuretic peptide, midregion pro-adrenomedullin, and CT-proET contributed marginally to the association between depression and subsequent mortality.

CONCLUSIONS: Inflammatory and cardiovascular risk markers are associated with depression and with increased mortality. However, depression and biological measures show additive effects rather than a pattern of meditation of biological factors in the association between depression and mortality.

Long-term miR-669a therapy alleviates chronic dilated cardiomyopathy in dystrophic mice.

BACKGROUND: Dilated cardiomyopathy (DCM) is a leading cause of chronic morbidity and mortality in muscular dystrophy (MD) patients. Current pharmacological treatments are not yet able to counteract chronic myocardial wastage, thus novel therapies are being intensely explored. MicroRNAs have been implicated as fine regulators of cardiomyopathic progression. Previously, miR-669a downregulation has been linked to the severe DCM progression displayed by Sgcb-null dystrophic mice. However, the impact of long-term overexpression of miR-669a on muscle structure and functionality of the dystrophic heart is yet unknown. METHODS AND RESULTS: Here, we demonstrate that intraventricular delivery of adeno-associated viral (AAV) vectors induces long-term (18 months) miR-669a overexpression and improves survival of Sgcb-null mice. Treated hearts display significant decrease in hypertrophic remodeling, fibrosis, and cardiomyocyte apoptosis. Moreover, miR-669a treatment increases sarcomere organization, reduces ventricular atrial natriuretic peptide (ANP) levels, and ameliorates gene/miRNA profile of DCM markers. Furthermore, long-term miR-669a overexpression significantly reduces adverse remodeling and enhances systolic fractional shortening of the left ventricle in treated dystrophic mice, without significant detrimental consequences on skeletal muscle wastage. CONCLUSIONS: Our findings provide the first evidence of long-term beneficial impact of AAV-mediated miRNA therapy in a transgenic model of severe, chronic MD-associated DCM.

Modulation of Oxytocin Receptors in Right Ventricular Hypertrophy

L’hypertension pulmonaire (HP) est une maladie dont l’étiologie est inconnue et qui entraîne ultimement une défaillance du ventricule droit (VD) et le décès. L’HP peut être induite chez le rat par la la monocrotaline (MCT), un alcaloïde pyrrolizidique extrait de la plante Crotalaria Spectabilis, causant des lésions à l’endothélium des artères pulmonaires, menant à un épaississement de ces dernières et à une augmentation de la résistance vasculaire. Ceci à pour conséquence de causer une hypertrophie du VD, de l’inflammation, une dysfonction endothéliale NO-dépendante des artères coronariennes et une augmentation des peptides natriurétiques circulants. Objectif: Nous avons testé l’hypothèse selon laquelle l’étiopathologie de l’HP impliquerait le récepteur à ocytocine (OTR) dû à son implication fonctionnelle avec les cytokines inflammatoires et la libération du peptide natriurétique atrial (ANP) et du NO. Méthodes: Des rats mâles Sprague-Dawley pesant 220-250g reçurent une seule injection sous-cutanée de MCT (60 mg/kg). 6 à 7 semaines (46±1 jours) suivant l’injection, les rats furent sacrifiés et l’expression génique et protéique fut déterminée par PCR en temps réel et par western blot, respectivement, dans le VD et le ventricule gauche (VG) Résultats: Les rats traités au MCT démontrèrent une augmentation significative du VD. Une hypertrophie du VD était évidente puisque le ratio du VD sur le VG ainsi que le poids du septum étaient près de 77% plus élevés chez les rats traités au MCT que chez les rats contrôles. Le traitement au MCT augmenta l’expression génique d’ANP (3.7-fois dans le VG et 8-fois dans le VD) ainisi que le NP du cerveau (2.7-fois dans le VG et 10-fois dans le VD). Les transcrits de trois récepteurs de NP augmentèrent significativement (0.3-2 fois) seulement dans le VD. L’expression protéique de la NO synthase (iNOS) fut également augmentée de façon sélective dans le VD. Par contre, les transcripts de NOS endothéliale et de NOS neuronale étaient plus élevés (0.5-2 fold) dans le VG. L’ARNm et l’expression protéique d’OTR furent diminués de 50% dans le VD, tandis qu’une augmentation de l’expression des cytokines IL-1β and IL-6 fut observée. L’ARNm de Nab1, un marqueur d’hypertrophie pathologique, fut augmentée de deux-fois dans le VD. Conclusion: L’augmentation d’expression génique de NP dans le VD des rats traités au MCT est associée à une augmentation des transcripts du récepteur NP, suggérant une action locale de NP dans le VD durant l’HP. L’expression d’OTR est atténuée dans le VD, possiblement par des cytokines inflammatoires puisque le promoteur du gène de l’OTR contient de multiples éléments de réponse aux interleukines. Diminuer l’expression d’OTR dans le VD durant l’hypertension pulmonaire pourrait influencer de manière positive la fonction cardiaque car l’OTR régule la contractilité et le rythme cardiaque. Mots clés: hypertension pulmonaire, hypertrophie du ventricule droit monocrotaline, récepteur à ocytocine, inflammation, peptides natriurétiques.

Estrogen withdrawal and liver fat accumulation : contribution of hepatic VLDL-TG production and effect of exercise training

L’accumulation de triglycérides (TG) dans les hépatocytes est caractéristique de la stéatose hépatique non-alcoolique (SHNA). Cette dernière se produit dans diverses conditions dont le facteur commun est le métabolisme anormal des lipides. Le processus conduisant à l'accumulation des lipides dans le foie n’a pas encore été totalement élucidé. Toutefois, des lipides s'accumulent dans le foie lorsque les mécanismes qui favorisent leur exportation (oxydation et sécrétion) sont insuffisants par rapport aux mécanismes qui favorisent leur importation ou leur biosynthèse. De nos jours il est admis que la carence en œstrogènes est associée au développement de la stéatose hépatique. Bien que les résultats des études récentes révèlent l'implication des hormones ovariennes dans l'accumulation de lipides dans le foie, les mécanismes qui sous-tendent ce phénomène doivent encore être étudiés. En conséquence, les trois études présentées dans cette thèse ont été menées sur des rates ovariectomizées (Ovx), comme modèle animal de femmes post-ménopausées, pour étudier les effets du retrait des œstrogènes sur le métabolisme des lipides dans le foie, en considérant l'entraînement physique comme étant un élément positif pouvant contrecarrer ces effets. Il a été démontré que l'entraînement physique peut réduire l'accumulation de graisses dans le foie chez les rates Ovx. Dans la première étude, nous avons montré que chez les rates Ovx nourries à la diète riche en lipides (HF), les contenus de TG hépatiques étaient élevées (P < 0.01) comparativement aux rates Sham, 5 semaines après la chirurgie. Le changement de la diète HF par la diète standard (SD) chez les rates Sham a diminué l’accumulation de lipides dans le foie. Toutefois, chez les rates Ovx, 8 semaines après le changement de la HF par la SD le niveau de TG dans le foie était maintenu aussi élevé que chez les rates nourries continuellement avec la diète HF. Lorsque les TG hépatiques mesurés à la 13e semaine ont été comparés aux valeurs correspondant au retrait initial de la diète HF effectué à la 5e semaine, les niveaux de TG hépatiques chez les animaux Ovx ont été maintenus, indépendamment du changement du régime alimentaire; tandis que chez les rats Sham le passage à la SD a réduit (P < 0.05) les TG dans le foie. Les mêmes comparaisons avec la concentration des TG plasmatiques ont révélé une relation inverse. Ces résultats suggèrent que la résorption des lipides au foie est contrée par l'absence des œstrogènes. Dans cette continuité, nous avons utilisé une approche physiologique dans notre seconde étude pour investiguer la façon dont la carence en œstrogènes entraîne l’accumulation de graisses dans le foie, en nous focalisant sur la voie de l'exportation des lipides du foie. Les résultats de cette étude ont révélé que le retrait des œstrogènes a entraîné une augmentation (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie en concomitance avec la baisse (P < 0.01) de production de VLDL-TG et une réduction l'ARNm et de la teneur en protéines microsomales de transfert des triglycérides (MTP). Tous ces effets ont été corrigés par la supplémentation en œstrogènes chez les rates Ovx. En outre, l'entraînement physique chez les rates Ovx a entraîné une réduction (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie ainsi qu’une diminution (P < 0.01) de production de VLDL-TG accompagnée de celle de l'expression des gènes MTP et DGAT-2 (diacylglycérol acyltransférase-2). Des études récentes suggèrent que le peptide natriurétique auriculaire (ANP) devrait être au centre des intérêts des recherches sur les métabolismes énergétiques et lipidiques. Le ANP est relâché dans le plasma par les cellules cardiaques lorsque stimulée par l’oxytocine et exerce ses fonctions en se liant à son récepteur, le guanylyl cyclase-A (GC-A). En conséquence, dans la troisième étude, nous avons étudié les effets du blocage du système ocytocine-peptide natriurétique auriculaire (OT-ANP) en utilisant un antagoniste de l’ocytocine (OTA), sur l'expression des gènes guanylyl cyclase-A et certains marqueurs de l’inflammation dans le foie de rates Ovx. Nous avons observé une diminution (P < 0.05) de l’ARNm de la GC-A chez les rates Ovx et Sham sédentaires traitées avec l’OTA, tandis qu’une augmentation (P < 0.05) de l'expression de l’ARNm de la protéine C-réactive (CRP) hépatique a été notée chez ces animaux. L’exercice physique n'a apporté aucun changement sur l'expression hépatique de ces gènes que ce soit chez les rates Ovx ou Sham traitées avec l’OTA. En résumé, pour expliquer l’observation selon laquelle l’accumulation et la résorption de lipides dans le foie dépendent des mécanismes associés à des niveaux d’œstrogènes, nos résultats suggèrent que la diminution de production de VLDL-TG induite par une déficience en œstrogènes, pourrait être un des mecanismes responsables de l’accumulation de lipides dans le foie. L’exercice physique quant à lui diminue l'infiltration de lipides dans le foie ainsi que la production de VLDL-TG indépendamment des niveaux d'œstrogènes. En outre, l'expression des récepteurs de l’ANP a diminué par l'OTA chez les rates Ovx et Sham suggérant une action indirecte de l’ocytocine (OT) au niveau du foie indépendamment de la présence ou non des estrogènes. L’axe ocytocine-peptide natriurétique auriculaire, dans des conditions physiologiques normales, protègerait le foie contre l'inflammation à travers la modulation de l’expression de la GC-A.

GREBP, un nouveau facteur de transcription contrôlant l’expression de la guanylate cyclase A, récepteur de l’ANP, via l’élément de réponse au cGMP

La découverte du système des peptides natriurétiques (NP), au début des années 80, fut une découverte majeure qui révéla le rôle endocrinien du cœur. Les connaissances sur la relaxation vasculaire, la diurèse et la natriurèse provoquées par ce système ont évolué vers un niveau de complexité insoupçonné à cette époque. Nous savons à présent que les NP sont impliqués dans plusieurs autres mécanismes dont la prolifération cellulaire, l’apoptose, l’inhibition du système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS) et le métabolisme des adipocytes. Le métabolisme des lipides est maintenant devenu une cible de choix dans la lutte contre l’obésité. Cette condition aux proportions pandémiques est un facteur de risque majeur dans l’apparition de l’hypertension et du syndrome métabolique (MetS). La compréhension des mécanismes et des défauts de la voie des NP pourrait avoir un impact positif sur le contrôle du MetS et de l’hypertension. L’expression du récepteur des peptides natriuretiques de type 1 (NPR1/GCA) est contrôlée par plusieurs agents incluant son propre ligand, le peptide natriurétique de l’oreillette (ANP). La découverte d’une boucle de retro-inhibition, dans les années 90, a été un événement majeur dans le domaine des NP. En effet, suite à une stimulation à l’ANP, le NPR1/GCA peut inhiber l’activité transcriptionnelle de son propre gène par un mécanisme dépendant du cGMP. Notre groupe a identifié un élément cis-régulateur responsable de cette sensibilité au cGMP et mon projet consistait à identifier la ou les protéine(s) liant cet élément de réponse au cGMP (cGMP-RE). Nous avons identifié un clone liant le cGMP-RE en utilisant la technique du simple hybride chez la levure et une banque d’ADN complémentaire (ADNc) de rein humain. Ce clone provient d’un ADNc de 1083-bp dont le gène est localisé sur le chromosome 1 humain (1p33.36) et codant pour une protéine dont la fonction était inconnue jusqu’ici. Nous avons nommé cette nouvelle protéine GREBP en raison de sa fonction de cGMP Response Element Binding Protein. Des essais de liaison à l’ADN ont montré que cette protéine possède une affinité 18 fois plus élevée pour le cGMP-RE que le contrôle, tandis que des expériences de retard sur gel (EMSA) ont confirmé la spécificité des interactions protéine-ADN. De plus, l’immuno-précipitation de la chromatine (ChIP) a prouvé que GREBP lie le cGMP-RE dans des conditions physiologiques. La liaison de GREBP au cGMP-RE inhibe l’expression du gène rapporteur luciférase sous contrôle du promoteur de npr1/gca. L’inhibition de GREBP à l’aide d’ARN interférant active le promoteur de npr1/gca. Dans les cellules NCI-H295R, l’ANP stimule l’expression de grebp de 60% après seulement 3 heures et inhibe l’expression de npr1/gca de 30%. GREBP est une protéine nucléaire surtout exprimée dans le cœur et ayant le facteur eIF3F comme partenaire. Les variations nucléotidiques du gène sont plus fréquentes chez les patients hypertendus que chez des patients normotendus ou hypertendus souffrant de MetS. Nous rapportons ici l’existence d’un gène spécifique à l’humain qui agit comme répresseur transcriptionnel de npr1/gca et potentiellement impliqué dans le développement de l’hypertension.