Rôle du monoxyde d'azote dans la calcification vasculaire et la rigidité artérielle dans un modèle d'hypertension systolique isolée

L’hypertension systolique isolée (HSI) est le résultat de changements au niveau de la paroi vasculaire qui ont pour conséquence d’augmenter la rigidité artérielle. Ces modifications surviennent surtout au niveau des grosses artères comme l’aorte et sont associées au vieillissement. La fragmentation des fibres élastiques, leur calcification (élastocalcinose) et la fibrose font partie des changements majeurs observés avec l’âge. En plus de ces changements, le vieillissement vasculaire provoque des modifications au niveau des cellules qui composent la paroi. Les cellules endothéliales sécrètent moins de monoxyde d’azote (NO) provoquant une dysfonction endothéliale et les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) synthétisent maintenant des protéines matricielles et osseuses. Situé entre le sang et les CMLVs, l’endothélium contrôle le tonus vasculaire par la sécrétion de plusieurs substances vasoactives qui interagissent entre elles afin de maintenir l’homéostasie du système vasculaire. Parmi celles-ci, on note l’endothéline (ET), un puissant vasoconstricteur et le NO, un gaz vasorelaxants. Ce dernier est aussi reconnu pour bloquer la production d’ET par un mécanisme dépendant du guanosine monophosphate cyclique (GMPc). Comme il y a une interaction entre le NO et l’ET, et que cette dernière est impliquée dans la calcification artérielle, le NO pourrait être impliqué dans la modulation de l’élastocalcinose et de la rigidité artérielle par l’inhibition de l’ET et la modification de la composition de la paroi. Cet effet, qui se produirait au delà des effets vasorelaxants du NO, offre un potentiel thérapeutique intéressant pour l’HSI. Afin d’évaluer l’implication du NO dans la calcification vasculaire et la rigidité artérielle, un modèle animal d’HSI a été utilisé (modèle warfarine vitamine K, WVK). Ce modèle d’élastocalcinose est basé sur l’inhibition de la maturation d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein (MGP), par la warfarine. Afin de déterminer l’implication physiologique du NO dans l’initiation et la progression de l’élastocalcinose, sa production a été inhibée par un analogue de la L-arginine, le L-NG-nitroarginine methyl ester (L-NAME). Lors des processus d’initiation de la calcification, le L-NAME a prévenu l’élastocalcinose sans toutefois modifier la vitesse de l’onde de pouls (PWV). Suite au traitement L-NAME, l’expression de la NO synthase inductible (iNOS) a été diminuée alors qu’elle a été augmentée lors du traitement WVK. Elle pourrait donc être impliquée dans les processus de calcification vasculaire. De plus, la NO synthase endothéliale (eNOS) semble également impliquée puisqu’elle a été augmentée dans le modèle WVK. Cette hausse pourrait être bénéfique pour limiter l’élastocalcinose alors que l’expression de la iNOS serait délétère. Lors de la progression de la calcification, le L-NAME a augmenté l’élastocalcinose et le PWV. Dans ce contexte, l’ET serait impliquée dans l’amplification de la calcification vasculaire entrainant une hausse de la rigidité artérielle. Comme le NO endogène limite la progression de la calcification et conséquemment la rigidité artérielle, il semble être protecteur. L’efficacité d’une modulation de la voie du NO dans le modèle WVK a été étudiée par l’administration d’un donneur de NO, le sinitrodil, ou d’un inhibiteur de la phosphosdiestérase 5 (PDE5), le tadalafil. La modulation de la voie du NO semble être bénéfique sur la rigidité artérielle, mais seulement de façon aiguë. En effet, le sinitrodil a modifié de transitoirement la rigidité au niveau de l’aorte possiblement par la modulation du tonus vasculaire sans toutefois avoir des effets sur la composition de la paroi. Comme le modèle WVK n’affecte pas la fonction endothéliale, les concentrations endogènes de NO semblent être optimales puisque le sinitrodil provoque une augmentation de l’élastocalcinose possiblement par le développement d’une tolérance. Tout comme le sinitrodil, le tadalafil a modulé de manière aiguë la rigidité artérielle sans modifier la composition de la paroi. Globalement, ces travaux ont permis de mettre en évidence les effets bénéfiques du NO endogène pour limiter le développement de l’HSI, suggérant qu’une dysfonction endothéliale, tel qu’observé lors du vieillissement, a un impact négatif sur la maladie.

L'accélération de la rigidité vasculaire associée au diabète de type 1 : implication de la protéine Gla de la matrice

L'hypertension systolique isolée (HSI), amenée par une augmentation de la rigidité vasculaire, est la forme d'hypertension la plus fréquente chez les personnes âgées de plus de 60 ans. L'augmentation de la rigidité vasculaire, causée en partie par la calcification aortique médiale, est accélérée de 15 ans chez les diabétiques. Il est suggéré que la calcification aortique serait responsable de la résistance aux agents antihypertenseurs chez les patients souffrant d'HSI, d'où la nécessité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la calcification artérielle. La protéine Gla de la matrice (MGP) est une protéine anti-calcifiante dépendante de la vitamine K, qui doit être γ-carboxylée pour être active. Deux enzymes sont responsables de la γ-carboxylation, soit la γ-glutamyl-carboxylase et la vitamine K époxyde réductase (VKOR). Plusieurs études récentes ont indiqué que la calcification vasculaire semblait être associée à une réduction de la γ-carboxylation de la MGP, et à un déficit en vitamine K. La modulation de l'expression et/ou de l'activité de la γ-carboxylase et de la VKOR et l'impact de cette modulation sur la γ-carboxylation de la MGP en présence de diabète n'est pas connue. L'objectif principal de cette thèse était de déterminer les mécanismes impliqués dans l'accélération de la rigidité artérielle causée par la calcification des gros troncs artériels dans le diabète. Nous avons ainsi confirmé, dans un modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète de type 1, que la γ-carboxylation de la MGP était bel et bien altérée au niveau aortique. En fait, nous avons démontré que la quantité de MGP active (i.e. MGP γ-carboxylée, cMGP) au sein de la paroi vasculaire est diminuée significativement. Parallèlement, l'expression de la γ-carboxylase était diminuée de façon importante, alors que ni l'expression ni l'activité de la VKOR n'étaient modifiées. La diminution de l'expression de la γ-carboxylase a pu être reproduite dans un modèle ex vivo d'hyperglycémie. À l'aide de ce modèle, nous avons démontré que la supplémentation en vitamine K dans le milieu de culture prévenait la diminution de l'expression de la γ-carboxylase, alors que les animaux diabétiques de notre modèle in vivo avaient des concentrations plasmatiques de vitamine K pratiquement triplées. D'autre part, l'étude des voies de signalisation impliquées a révélé que la voie PKCβ pourrait être responsable de l'altération de la γ-carboxylase. Ces résultats génèrent de nouvelles pistes de réflexion et de nouvelles idées de recherche. Par exemple, il serait important de vérifier l'effet de la supplémentation en vitamine K dans le modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète pour évaluer l'effet sur la γ-carboxylation de la MGP et par le fait même, sur la calcification vasculaire. De plus, l'évaluation de l'effet de l'administration de molécules ciblant la voie PKC chez ce même modèle animal permettrait de déterminer leur impact sur le développement de la calcification vasculaire et d'évaluer leur potentiel thérapeutique. Selon les résultats de ces études, de nouvelles options pourraient alors être à notre disposition pour prévenir ou traiter la calcification artérielle médiale associée au diabète, ce qui aurait pour effet de ralentir le développement de la rigidité artérielle et d'ainsi diminuer le risque cardiovasculaire associé à l'HSI.

Modifications de la matrice extracellulaire dans la rigidité artérielle

La paroi vasculaire est composée de cellules endothéliales, de cellules musculaires lisses vasculaires et de fibroblastes qui sont entourés d’un réseau structuré et complexe de protéines, la matrice extracellulaire. Les interactions réciproques entre la matrice et les cellules sont nécessaires à la croissance, au développement et au remodelage. Or, différents contextes pathologiques entraînent la perturbation de ces interactions et sont la cause de différentes maladies. Au cours du vieillissement, la matrice extracellulaire des grosses artères élastiques est modifiée. Ainsi, les lamelles élastiques de la paroi vasculaire se fragmentent ou sont dégradées, en plus de calcifier. De même, l’accumulation de protéines plus rigides, comme le collagène, entraîne le développement de la fibrose. Ces modulations vont mener à l’augmentation de la rigidité artérielle et au développement de l’hypertension systolique isolée. En utilisant un modèle animal de calcification basé sur l’inhibition d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein, avec la warfarine, nous avons étudié la séquence des événements impliqués dans le développement de l’hypertension systolique isolée. Nous avons observé l’activation précoce et transitoire de MMP-9, puis du TGF-ß, précédant la modulation phénotypique des cellules musculaires lisses vasculaires, la calcification et les changements hémodynamiques. L’inhibition des métalloprotéinases et du TGF-ß a permis de prévenir la calcification vasculaire. Nous avons également étudié le rôle joué par une enzyme de la matrice extracellulaire, la transglutaminase 2, dans le développement de la calcification associée à l’hypertension systolique isolée. À l’aide d’un nouvel inhibiteur de cette enzyme, qui a permis de prévenir la calcification, nous avons établi que la transglutaminase était un élément clé dans le processus pathologique. Ces travaux ont permis de démontré l’intérêt de nouvelles avenues thérapeutiques ciblant directement la matrice extracellulaire, particulièrement la MMP-9, le TGF-ß et la transglutaminase 2, dans la pathologie de l’hypertension systolique isolée.

Prevention of Cardiometabolic Disease in Familial Hypercholesterolemia

L’hypercholestérolémie familiale (FH) est un désordre lipidique associé aux maladies cardiovasculaires les plus fréquentes. La FH est causée par des mutations dans les gènes LDLR, APOB et PCSK9. Toutefois, chez 20% des patients souffrant de FH, aucune mutation dans ces gènes n'a été détectée et ceci suggère que d’autres gènes seraient à l’origine de la FH. Actuellement, le seul traitement de la FH est une thérapie aux statines. En général les statines sont bien tolérées, cependant, une monothérapie ne permet pas d’atteindre des niveaux thérapeutiques acceptables et dans bien des cas, une thérapie combinée devient nécessaire. De plus, l’intolérance aux statines est présente dans environ 12% des patients. Dans les trois dernières décennies, la survie des patients avec la FH a augmentée de façon notoire mais on observe aussi l’apparition d’une calcification vasculaire sévère chez certains d’entre eux. Il est donc primordial de développer des nouvelles approches thérapeutiques afin de prévenir ces complications tardives. Dans cette thèse doctorat, nous présentons l’étude d’une famille avec un phénotype de FH sévère non causé par des mutations dans les gènes LDLR, APOB et PCSK9. Par des études biochimiques et par séquençage d’ADN utilisant les technologies de nouvelle génération (NextGenSeq), nous avons découvert une mutation dans le gène de l’APOE (Leu167del). Ceci nous permet de proposer le gène codant pour l’APOE comme le 4e locus responsable de la FH (FH4). Par la suite, nous avons effectué deux études de cohortes chez les patients atteints de FH. Premièrement, dans l’étude JUPITER, nous avons démontré que la rosuvastatin augmente les niveaux sanguins de la protéine PCSK9 et ceci limiterait l’efficacité du traitement aux statines. Nous avons aussi étudié l’influence du mutant naturel R46L (perte de fonction de la PCSK9) dans la réponse aux statines. Deuxièmement, nous avons examiné les effets de la perte de fonction de la PCSK9 sur le profil cardiométabolique au sein d’une population pédiatrique. Nous avons déterminé que le génotype de l’APOE est déterminant dans ce profil cardiométabolique. Enfin, nous avons étudié la calcification vasculaire chez les patients atteints de FH. Cette calcification vasculaire progresse de façon indépendante des niveaux de cholestérol sérique et n’est pas associée aux anomalies de l’homéostasie du calcium. En utilisant des modèles murins, nous avons démontré que les souris Ldlr-/- et Tg(Pcsk9) développent des calcifications vasculaires semblables à celles observées chez l’homme. De plus, nous avons confirmé l’implication de la voie de signalisation LRP5/Wnt dans la pathophysiologie de la calcification artérielle. Avec une étude interventionnelle, nous avons trouvé que l’inhibition de l’interleukine 1β (IL-1β) diminue fortement l’apparition de calcifications vasculaire dans notre modèle murin. En conclusion, nos études ont permis l’identification d’un nouveau gène impliqué dans la FH, ont démontré aussi que les statines augmentent les niveaux sériques de PCSK9 et que la perte de fonction de la PCSK9 altère le profil cardiométabolique. Enfin, nous avons établi que la calcification vasculaire représente une complication tardive chez les patients atteints de FH et que, dans notre modèle murin, la calcification vasculaire peut être retardée par l’inhibition d’IL-1β. Ces découvertes peuvent avoir d’importantes répercussions cliniques chez l’humain.

Vascular smooth muscle and arterial calcification

Smooth muscle cultures can calcify under certain circumstances. As a model system these cultures therefore provide information on why calcification occurs in atherosclerotic plaques. Whether all smooth muscle cells (under certain conditions), or only specific populations, can produce this mineralization has not been resolved. Demer's group has cloned calcifying vascular cells from subcultured bovine aorta and studied them in detail. They have speculated on whether the cells are smooth muscle which have altered in phenotype, or whether they are derived from a stem cell population within the artery wall. The article argues that while the normal process of smooth muscle phenotypic modulation seen in arterial repair could account for the observations, this view may be two simplistic considering the complex nature of the artery wall. Certainly there is evidence for heterogeneity of smooth muscle cells in the artery wall and recent evidence suggests that stem cells can circulate in the blood and repopulate tissues. Further studies are required to resolve the important question as to the origin of cells which produce mineralization in atheroma.

Coronary Calcification Is Associated With Lower Bone Formation Rate in CKD Patients Not Yet in Dialysis Treatment

Vascular calcification is a strong prognostic marker of mortality in hemodialysis patients and has been associated with bone metabolism disorders in this population. In earlier stages of chronic kidney disease (CKD), vascular calcification also has been documented. This study evaluated the association between coronary artery calcification (CAC) and bone histomorphometric parameters in CKD predialysis patients assessed by multislice coronary tomography and by undecalcified bone biopsy. CAC was detected in 33 (66%) patients, and their median calcium score was 89.7 (0.4-2299.3 AU). The most frequent bone histologic alterations observed included low trabecular bone volume, increased eroded and osteoclast surfaces, and low bone-formation rate (BFR/BS). Multiple logistic regression analysis, adjusted for age, sex, and diabetes, showed that BFR/BS was independently associated with the presence of coronary calcification [p=.009; odd ratio (OR) = 0.15; 95% confidence interval (Cl) 0.036-0.619] This study showed a high prevalence of CAC in asymptomatic predialysis CKD patients. Also, there was an independent association of low bone formation and CAC in this population. In conclusion, our results provide evidence that low bone-formation rate constitutes another nontraditional risk factor for cardiovascular disease in CKD patients. 2010 American Society for Bone and Mineral Research.

Thoracic aorta calcification detected by electron beam tomography predicts all-cause mortality

Background: The presence of coronary artery calcium (CAC) is an independent marker of increased risk of cardiovascular disease (CVD) events and mortality. However, the predictive value of thoracic aorta calcification (TAC), which can be additionally identified without further scanning during assessment of CAC, is unknown. Methods: We followed a cohort of 8401 asymptomatic individuals (mean age: 53 +/- 10 years, 69% men) undergoing cardiac risk factor evaluation and TAC and CAC testing with electron beam computed tomography. Multivariable Cox proportional hazards models were developed to predict all-cause mortality based on the presence of TAC. Results: During a median follow-up period of 5 years, 124 (1.5%) deaths were observed. Overall survival was 96.9% and 98.9% for those with and without detectable TAC, respectively (p < 0.0001). Compared to those with no TAC, the hazard ratio for mortality in the presence of TAC was 3.25 (95% CI: 2.28-4.65, p < 0.0001) in unadjusted analysis. After adjusting for age, gender, hypertension, dyslipidemia, diabetes mellitus, smoking and family history of premature coronary artery disease, and presence of CAC the relationship remained robust (HR 1.61, 95% CI: 1.10-2.27, p = 0.015). Likelihood ratio chi(2) statistics demonstrated that the addition of TAC contributed significantly in predicting mortality to traditional risk factors alone (chi(2) = 13.62, p = 0.002) as well as risk factors + CAC (chi(2) = 5.84, p = 0.02) models. Conclusion: In conclusion, the presence of TAC was associated with all-cause mortality in our study; this relationship was independent of conventional CVD risk factors as well as the presence of CAC. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

The Absence of Coronary Calcification Does Not Exclude Obstructive Coronary Artery Disease or the Need for Revascularization in Patients Referred for Conventional Coronary Angiography

Objectives This study was designed to evaluate whether the absence of coronary calcium could rule out >= 50% coronary stenosis or the need for revascularization. Background The latest American Heart Association guidelines suggest that a calcium score (CS) of zero might exclude the need for coronary angiography among symptomatic patients. Methods A substudy was made of the CORE64 (Coronary Evaluation Using Multi-Detector Spiral Computed Tomography Angiography Using 64 Detectors) multicenter trial comparing the diagnostic performance of 64-detector computed tomography to conventional angiography. Patients clinically referred for conventional angiography were asked to undergo a CS scan up to 30 days before. Results In all, 291 patients were included, of whom 214 (73%) were male, and the mean age was 59.3 +/- 10.0 years. A total of 14 (5%) patients had low, 218 (75%) had intermediate, and 59 (20%) had high pre-test probability of obstructive coronary artery disease. The overall prevalence of >= 50% stenosis was 56%. A total of 72 patients had CS = 0, among whom 14 (19%) had at least 1 >= 50% stenosis. The overall sensitivity for CS = 0 to predict the absence of >= 50% stenosis was 45%, specificity was 91%, negative predictive value was 68%, and positive predictive value was 81%. Additionally, revascularization was performed in 9 (12.5%) CS = 0 patients within 30 days of the CS. From a total of 383 vessels without any coronary calcification, 47 (12%) presented with >= 50% stenosis; and from a total of 64 totally occluded vessels, 13 (20%) had no calcium. Conclusions The absence of coronary calcification does not exclude obstructive stenosis or the need for revascularization among patients with high enough suspicion of coronary artery disease to be referred for coronary angiography, in contrast with the published recommendations. Total coronary occlusion frequently occurs in the absence of any detectable calcification. (Coronary Evaluation Using Multi-Detector Spiral Computed Tomography Angiography Using 64 Detectors [CORE-64]; NCT00738218) (J Am Coll Cardiol 2010;55:627-34) (C) 2010 by the American College of Cardiology Foundation

Is Coronary Artery Calcification Associated with Vertebral Bone Density in Nondialyzed Chronic Kidney Disease Patients?

Background and objectives Low bone mineral density and coronary artery calcification (CAC) are highly prevalent among chronic kidney disease (CKD) patients, and both conditions are strongly associated with higher mortality. The study presented here aimed to investigate whether reduced vertebral bone density (VBD) was associated with the presence of CAC in the earlier stages of CKD. Design, setting, participants, & measurements Seventy-two nondialyzed CKD patients (age 52 +/- 11.7 years, 70% male, 42% diabetics, creatinine clearance 40.4 +/- 18.2 ml/min per 1.73 m(2)) were studied. VBD and CAC were quantified by computed tomography. Results CAC > 10 Agatston units (AU) was observed in 50% of the patients (median 120 AU [interquartile range 32 to 584 AU]), and a calcification score >= 400 AU was found in 19% (736 [527 to 1012] AU). VBD (190 +/- 52 Hounsfield units) correlated inversely with age (r = -0.41, P < 0.001) and calcium score (r = -0.31, P = 0.01), and no correlation was found with gender, creatinine clearance, proteinuria, lipid profile, mineral parameters, body mass index, and diabetes. Patients in the lowest tertile of VBD had expressively increased calcium score in comparison to the middle and highest tertile groups. In the multiple logistic regression analysis adjusting for confounding variables, low VBD was independently associated with the presence of CAC. Conclusions Low VBD was associated with CAC in nondialyzed CKD patients. The authors suggest that low VBD might constitute another nontraditional risk factor for cardiovascular disease in CKD. Clin J Am Soc Nephrol 6: 1456-1462, 2011. doi: 10.2215/CJN.10061110

Association of Changes in Bone Remodeling and Coronary Calcification in Hemodialysis Patients: A Prospective Study

Background: Vascular calcification is common and constitutes a prognostic marker of mortality in the hemodialysis population. Derangements of mineral metabolism may influence its development. The aim of this study is to prospectively evaluate the association between bone remodeling disorders and progression of coronary artery calcification (CAC) in hemodialysis patients. Study Design: Cohort study nested within a randomized controlled trial. Setting & Participants: 64 stable hemodialysis patients. Predictor: Bone-related laboratory parameters and bone histomorphometric characteristics at baseline and after 1 year of follow-up. Outcomes: Progression of CAC assessed by means of coronary multislice tomography at baseline and after 1 year of follow-up. Baseline calcification score of 30 Agatston units or greater was defined as calcification. Change in calcification score of 15% or greater was defined as progression. Results: Of 64 patients, 26 (40%) had CAC at baseline and 38 (60%) did not. Participants without CAC at baseline were younger (P < 0.001), mainly men (P = 0.03) and nonwhite (P = 0.003), and had lower serum osteoprotegerin levels (P = 0.003) and higher trabecular bone volume (P = 0.001). Age (P 0.003; beta coefficient = 1.107; 95% confidence interval [Cl], 1.036 to 1.183) and trabecular bone volume (P = 0.006; beta coefficient = 0.828; 95% Cl, 0.723 to 0.948) were predictors for CAC development. Of 38 participants who had calcification at baseline, 26 (68%) had CAC progression in 1 year. Progressors had lower bone-specific alkaline phosphatase (P = 0.03) and deoxypyridinoline levels (P = 0.02) on follow-up, and low turnover was mainly diagnosed at the 12-month bone biopsy (P = 0.04). Low-turnover bone status at the 12-month bone biopsy was the only independent predictor for CAC progression (P = 0.04; beta coefficient = 4.5; 95% Cl, 1.04 to 19.39). According to bone histological examination, nonprogressors with initially high turnover (n = 5) subsequently had decreased bone formation rate (P = 0.03), and those initially with low turnover (n = 7) subsequently had increased bone formation rate (P = 0.003) and osteoid volume (P = 0.001). Limitations: Relatively small population, absence of patients with severe hyperparathyroidism, short observational period. Conclusions: Lower trabecular bone volume was associated with CAC development, whereas improvement in bone turnover was associated with lower CAC progression in patients with high- and low-turnover bone disorders. Because CAC is implicated in cardiovascular mortality, bone derangements may constitute a modifiable mortality risk factor in hemodialysis patients.

A synergistic relationship of elevated low-density lipoprotein cholesterol levels and systolic blood pressure with coronary artery calcification

We sought to evaluate this ""response-to-injury"" hypothesis of atherosclerosis by studying the interaction between systolic blood pressure (SBP) and LDL-cholesterol (LDL-C) in predicting the presence of coronary artery calcification (CAC) in asymptomatic men. We Studied 526 men (46 +/- 7 years of age) referred for electron-beam tomography (EBT) exam. The prevalence of CAC was determined across LDL-C tertiles (low: <115 mg/dl; middle: 115-139 mg/dl high: >= 140 mg/dl) within tertiles of SBP (low: <121 mmHg; middle: 121-130 mmHg; high: >= 131 mmHg). CAC was found in 220 (42%) men. There was no linear trend in the presence of CAC across LDL-C tertiles in the low (p = 0.6 for trend) and middle (p = 0.3 for trend) SBP tertile groups, respectively. In contrast, there was a significant trend for increasing CAC with increasing LDL-C (1st: 44%; 2nd: 49%; 3rd: 83%; p < 0.0001 for trend) in the high SBP tertile group. In multivariate logistic analyses (adjusting for age, smoking, triglyceride levels, HDL-cholesterol levels, body mass index, and fasting glucose levels), the odds ratio for any CAC associated with increasing LDL-C was significantly higher in those with highest SBP levels, whereas no such relationship was observed among men with SBP in the lower two tertiles. An interaction term (LDL-C x SBP) incorporated in the multivariate analyses was statistically significant (p = 0.038). The finding of an interaction between SBP and LDL-C relation to CAC in asymptomatic men support the response-to-injury model of atherogenesis. (C) 2007 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Phosphate Binder Impact on Bone Remodeling and Coronary Calcification - Results from the BRiC Study

Background and Aims: Calcium-containing phosphate binders have been shown to increase the progression of vascular calcification in hemodialysis patients. This is a prospective study that compares the effects of calcium acetate and sevelamer on coronary calcification (CAC) and bone histology. Methods: 101 hemodialysis patients were randomized for each phosphate binder and submitted to multislice coronary tomographies and bone biopsies at entry and 12 months. Results: The 71 patients who concluded the study had similar baseline characteristics. On follow-up, the sevelamer group had higher levels of intact parathyroid hormone (498 +/- 352 vs. 326 +/- 236 pg/ml, p = 0.017), bone alkaline phosphatase (38 +/- 24 vs. 28 +/- 15 U/l, p = 0.03) and deoxypyridinoline (135 +/- 107 vs. 89 +/- 71 nmol/l, p = 0.03) and lower LDL cholesterol (74 +/- 21 vs. 91 +/- 28 mg/dl, p = 0.015). Phosphorus (5.8 +/- 1.0 vs. 6 +/- 1.0 mg/dl, p = 0.47) and calcium (1.27 +/- 0.07 vs. 1.23 +/- 0.08 mmol/l, p = 0.68) levels did not differ between groups. CAC progression (35 vs. 24%, p = 0.94) and bone histological diagnosis at baseline and 12 months were similar in both groups. Patients of the sevelamer group with a high turnover at baseline had an increase in bone resorption (eroded surface, ES/BS = 9.0 +/- 5.9 vs. 13.1 +/- 9.5%, p = 0.05), whereas patients of both groups with low turnover at baseline had an improvement in bone formation rate (BFR/BS = 0.015 +/- 0.016 vs. 0.062 +/- 0.078, p = 0.003 for calcium and 0.017 +/- 0.016 vs. 0.071 +/- 0.084 mu m(3)/mu m(2)/day, p = 0.010 for sevelamer). Conclusions: There was no difference in CAC progression or changes in bone remodeling between the calcium and the sevelamer groups. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, Basel

Coronary Artery Stenoses: Accuracy of 64-Detector Row CT Angiography in Segments with Mild, Moderate, or Severe Calcification-A Subanalysis of the CORE-64 Trial

Purpose: To evaluate the influence of cross-sectional arc calcification on the diagnostic accuracy of computed tomography (CT) angiography compared with conventional coronary angiography for the detection of obstructive coronary artery disease (CAD). Materials and Methods: Institutional Review Board approval and written informed consent were obtained from all centers and participants for this HIPAA-compliant study. Overall, 4511 segments from 371 symptomatic patients (279 men, 92 women; median age, 61 years [interquartile range, 53-67 years]) with clinical suspicion of CAD from the CORE-64 multi-center study were included in the analysis. Two independent blinded observers evaluated the percentage of diameter stenosis and the circumferential extent of calcium (arc calcium). The accuracy of quantitative multidetector CT angiography to depict substantial (>50%) stenoses was assessed by using quantitative coronary angiography (QCA). Cross-sectional arc calcium was rated on a segment level as follows: noncalcified or mild (<90 degrees), moderate (90 degrees-180 degrees), or severe (>180 degrees) calcification. Univariable and multivariable logistic regression, receiver operation characteristic curve, and clustering methods were used for statistical analyses. Results: A total of 1099 segments had mild calcification, 503 had moderate calcification, 338 had severe calcification, and 2571 segments were noncalcified. Calcified segments were highly associated (P < .001) with disagreement between CTA and QCA in multivariable analysis after controlling for sex, age, heart rate, and image quality. The prevalence of CAD was 5.4% in noncalcified segments, 15.0% in mildly calcified segments, 27.0% in moderately calcified segments, and 43.0% in severely calcified segments. A significant difference was found in area under the receiver operating characteristic curves (noncalcified: 0.86, mildly calcified: 0.85, moderately calcified: 0.82, severely calcified: 0.81; P < .05). Conclusion: In a symptomatic patient population, segment-based coronary artery calcification significantly decreased agreement between multidetector CT angiography and QCA to detect a coronary stenosis of at least 50%.

Vitamin D-Resistant Rickets Type II-A, Basal Ganglia Calcification, and Catatonia: A Casual or Causal Relationship?

Background: Vitamin D-resistant rickets type-IIA (VDRR-IIA) is a rare, congenital, metabolic disorder characterized by hypocalcemia, rickets, and alopecia. There are reports correlating calcium-metabolic disorders with basal ganglia calcification (BGC) and neuropsychiatric symptoms. Objective: The authors document and discuss the relationships of these phenomena. Method: The authors describe a patient born with VDRR-IIA who subsequently developed BGC at age 15, and catatonic symptoms of progressive severity at age 16. Results: There appeared to be a positive correlation between the severity of BGC and neuropsychiatric symptoms. Discussion: This is the first time VDRR-IIA, BGC, and catatonia have been reported in a patient, and the authors discuss the relationship among the conditions. (Psychosomatics 2009; 50: 420-424)

Bovine pericardium coated with biopolymeric films as an alternative to prevent calcification: In vitro calcification and cytotoxicity results

Bovine pericardium, for cardiac valve fabrication, was coated with either chitosan or silk fibroin film. In vitro calcification tests of coated and non coated bovine pericardium were performed in simulated body fluid solution in order to investigate potential alternatives to minimize calcification on implanted heart valves. Complementary, morphology was assessed by scanning electron microscopy - SEM; X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR-ATR) were performed for structural characterization of coatings and biocompatibility of chitosan. Silk fibroin films were assayed by in vitro cytotoxicity and endothelial cell growth tests. Bovine pericardium coated with silk fibroin or chitosan did not present calcification during in vitro calcification tests, indicating that these biopolymeric coatings do not induce bovine pericardium calcification. Chitosan and silk fibroin films were characterized as non cytotoxic and silk fibroin films presented high affinity to endothelial cells. The results indicate that bovine pericardium coated with silk fibroin is a potential candidate for cardiac valve fabrication, since the affinity of silk fibroin to endothelial cells can be explored to induce the tissue endothelization and therefore, increase valve durability by increasing their mechanical resistance and protecting them against calcification. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.