Genetic Deletion of Galectin-3 Exacerbates Age-Related Myocardial Hypertrophy and Fibrosis in Mice

Background/Aims: Aging is accompanied by progressive and adverse cardiac remodeling characterized by myocardial hypertrophy, fibrosis, and dysfunction. We previously reported that galectin-3 (Gal-3) is a critical regulator of inflammation and fibrosis associated with hypertensive heart disease and myocardial infarction. Nevertheless, the role and mechanism of Gal-3 in age-related cardiac remodeling have not been previously investigated. We hypothesized that Gal-3 plays a critical role in cardiac aging and that its deficiency exacerbates the underlying mechanisms of myocardial hypertrophy and fibrosis. Methods: Male C57BL/6 (control) (n=24) and Gal-3 knockout (KO) (n=29) mice were studied at 24 months of age to evaluate the role of Gal-3 in cardiac aging. We assessed 1) survival rate; 2) systolic blood pressure (SBP) by plethysmography; 3) myocardial hypertrophy, apoptosis, and fibrosis by quantification of histological and immunohistochemical analysis; 4) cardiac expression of angiotensin (Ang) II, Ang (1–7) by Radioimmunoassay; 5) transforming growth factor-β (TGF-β), sirtuin (SIRT) 1, SIRT 7 and metalloproteinase 9 (MMP-9) by RT-qPCR and 6) ventricular remodeling and function by echocardiography. Results: We found that aged Gal-3 KO mice had a lower survival rate and exhibited exacerbated myocardial hypertrophy and fibrosis without changes in SBP. Similarly, myocardial apoptosis and MMP-9 mRNA expression was significantly increased in the hearts of Gal-3 KO mice compared to controls. Additionally, cardiac Ang II and TGF-β expression were higher in aged Gal-3 KO mice while SIRT1 and SIRT7 expression were reduced. Conclusion: Our findings strongly suggest that Gal-3 is involved in age-related cardiac remodeling by regulating critical mechanisms associated with the development of pathological hypertrophy. The gene deletion of Gal-3 reduced the lifespan and markedly increased age-dependent mechanisms of myocardial hypertrophy, apoptosis, and fibrosis, including Ang-II, TGF-β, and MMP-9. At the same time, there was diminished cardiac-specific expression of SIRT1 and SIRT7, which are extensively implicated in delaying age-dependent cardiomyopathies.Fil: Fontana Estevez, Florencia Sofía. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Betazza, Celeste. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Miksztowicz, Verónica Julieta. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Seropian, Ignacio Miguel. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Silva, Mauro Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Penas, Federico Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Touceda, Vanessa Michelle. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Selser, Carolina. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Villaverde, Alejo. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Goren, Nora Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Cianciulli, Tomás Francisco. Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Hospital General de Agudos Doctor Cosme Argerich; ArgentinaFil: Medina, Vanina Araceli. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Morales, Celina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Patología; ArgentinaFil: Gironacci, Mariela Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: González, Germán Esteban. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentin

Genetic Deletion of Galectin-3 Altered the Temporal Evolution of Macrophage Infiltration and Healing Affecting the Cardiac Remodeling and Function After Myocardial Infarction in Mice

We studied the role of galectin-3 (Gal-3) in the expression of alternative activation markers (M2) on macrophage, cytokines, and fibrosis through the temporal evolution of healing, ventricular remodeling, and function after myocardial infarction (MI). C57BL/6J and Gal-3 knockout mice (Lgals3-/-) were subjected to permanent coronary ligation or sham. We studied i) mortality, ii) macrophage infiltration and expression of markers of alternative activation, iii) cytokine, iv) matrix metalloproteinase-2 activity, v) fibrosis, and vi) cardiac function and remodeling. At 1 week post-MI, lack of Gal-3 markedly attenuated F4/80+ macrophage infiltration and significantly increased the expression of Mrc1 and Chil1, markers of M2 macrophages at the MI zone. Levels of IL-10, IL-6, and matrix metalloproteinase-2 were significantly increased, whereas tumor necrosis factor-α, transforming growth factor-β, and fibrosis were remarkably attenuated at the infarct zone. In Gal-3 knockout mice, scar thinning ratio, expansion, and cardiac remodeling and function were severely affected from the onset of MI. At 4 weeks post-MI, the natural evolution of fibrosis in Gal-3 knockout mice was also affected. Our results suggest that Gal-3 is essential for wound healing because it regulates the dynamics of macrophage infiltration, proinflammatory and anti-inflammatory cytokine expression, and fibrosis along the temporal evolution of MI in mice. The deficit of Gal-3 affected the dynamics of wound healing, thus aggravating the evolution of remodeling and function.Fil: Cassaglia, Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Patología; ArgentinaFil: Penas, Federico Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Bettazza, Celeste. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Patología; ArgentinaFil: Fontana Estevez, Florencia Sofía. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Miksztowicz, Verónica Julieta. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Naya, Nadia Martínez. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Llamosas, María Clara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Noli Truant, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Wilensky, Luciana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; ArgentinaFil: Volberg, Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: Cevey, Ágata Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Touceda, Vanessa Michelle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Cicale, Eliana Magalí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Berg, Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Fernández, Marisa Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Goren, Nora Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Morales, Maria Celina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiopatología Cardiovascular; ArgentinaFil: González, Germán Esteban. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentin