Evaluation of lung recovery after static administration of three different perfluorocarbons in pigs.

International audienceBackground: The respiratory properties of perfluorocarbons (PFC) have been widely studied for liquid ventilation inhumans and animals. Several PFC were tested but their tolerance may depend on the species. Here, the effects of asingle administration of liquid PFC into pig lungs were assessed and compared. Three different PFC having distinctevaporative and spreading coefficient properties were evaluated (Perfluorooctyl bromide [PFOB], perfluorodecalin[PFD] and perfluoro-N-octane [PFOC]).Methods: Pigs were anesthetized and submitted to mechanical ventilation. They randomly received an intra-trachealadministration of 15 ml/kg of either PFOB, PFD or PFOC with 12 h of mechanical ventilation before awakening andweaning from ventilation. A Control group was submitted to mechanical ventilation with no PFC administration. Allanimals were followed during 4 days after the initial PFC administration to investigate gas exchanges and clinicalrecovery. They were ultimately euthanized for histological analyses and assessment of PFC residual concentrationswithin the lungs using dual nuclei fluorine and hydrogen Magnetic Resonance Imaging (MRI). Sixteen animals wereincluded (4/group).Results: In the PFD group, animals tended to be hypoxemic after awakening. In PFOB and PFOC groups, blood gaseswere not significantly different from the Control group after awakening. The poor tolerance of PFD was likely related toa large amount of residual PFC, as observed using MRI in all lung samples (≈10% of lung volume). This percentage waslower in the PFOB group (≈1%) but remained significantly greater than in the Control group. In the PFOC group, thepercentage of residual PFC was not significantly different from that of the Control group (≈0.1%). Histologically, themost striking feature was an alveolar infiltration with foam macrophages, especially in the groups treated by PFD orPFOB.Conclusions: Of the three tested perfluorocarbons, PFOC offered the best tolerance in terms of lung function, gasexchanges and residuum in the lung. PFOC was rapidly cleared from the lungs and virtually disappeared after 4 dayswhereas PFOB persisted at significant levels and led to foam macrophage infiltration. PFOC could be relevant for shortterm total liquid ventilation with a rapid weaning

La fonction contractile régionale du myocarde post-ischémique (adaptations physiopathologiques et pharmacologiques)

La contractilité régionale du myocarde est altérée au cours de la sidération : l'épaississement systolique est réduit et un épaississement postsystolique paradoxal apparaît. Sur un modèle de chien éveillé, nous avons démontré que l'épaississement postsystolique est la résultante d'une asynchronie ventriculaire et que ctte anomalie est corrigée par le préconditionnement tardif ou la cardioprotection pharmacologique. Ainsi, l'ivabradine qui réduit sélectivement la fréquence cardiaque, convertit l'épaississement postsystolique inefficace en une contractilité éjectionnelle. De même, le préconditionnement tardif réduit l'épaississement postsystolique. Cette adaptation contractile est concomitante d'une modification de l'homéostasie calcique via une élévation de FKBP 12.6, une protéine régulatrice du récepteur de la ryanodine. Ces résultats permettent d'identifier de nouvelles cibles pharmacologiques pour le développement de stratégies protectrices contre les lésions d'ischémie/reperfusion.Myocardial stunning is characterised by a reduced systolic wall thickening and a pardoxical postsystolic wall tickening. Using a model of chronically instrumented dogs, we demonstrated that postsystolic wall thickening is the consequence of a ventricular asynchrony. This abnormality was corrected using late preconditioning or pharmacological cardioprotection. Indeed, selective heart rate reduction with ivabradine converted postsystolic wall tickening into ejectionnal wall tickening during myocardial stunning. Such a beneficial adaptation was also achieved with late preconditioning and was concomitant of a change in calcium homeostasis as demonstrated by an increase in FKBP 12.6, a regulatory protein of the ryanodine receptor. These data represent potential pharmacological targets for the development of new protective strategies against the cardiac lesions induced by schemia/reperfusion.PARIS12-CRETEIL BU Multidisc. (940282102) / SudocSudocFranceF

Cardioprotection du myocarde ischémique à la phase aiguë de l'infarctus et au cours du remodelage précoce du ventricule gauche

Ce travail s est intéressé à différentes stratégies cardioprotectrices contre les conséquences lésionnelles et fonctionnelles d une ischémie myocardique expérimentale réalisée chez le chien et le lapin. Nous avons étudié des stratégies appliquées au moment de la reperfusion post-ischémique telles que le postconditionement ischémique ou pharmacologique. A titre d exemple, la première de ces approches était incapable d améliorer la sidération myocardique alors qu elle réduisait la taille de l infarctus. Enfin, nous avons montré que la diminution de la fréquence cardiaque par l administration chronique d ivabradine améliorait la contractilité globale et régionale du ventricule gauche durant les trois semaines suivant une ischémie-reperfusion chez le lapin. Le concept de cardioprotection à la reperfusion ne doit donc plus rester confiné à la phase aigue de l infarctus mais également viser l amélioration de la fonction contractile lors du remodelage précoce du myocarde.In this work, we have investigated different cardioprotective strategies against the lesional and functional consequences of experimental myocardial ischemia in dogs and rabbits. We focused on strategies instituted during the post-ischemic reperfusion, such as ischemic postconditioning. As example, ischemic postconditioning was unable to improve myocardial stunning but significantly reduced the infarct size. Finally, we showed that heart rate reduction by chronic administration of ivabradine improved global and regional contractility of the left ventricle during the three weeks following ischemia-reperfusion in rabbits. The concept of cardioprotection at reperfusion should not be restrained to the acute phase of myocardial infarction but also to the improvement of the contractile function during early myocardial remodellingCHATENAY M.-PARIS 11-BU Pharma. (920192101) / SudocSudocFranceF

Monoxyde d’azote et préconditionnement du myocarde ischémique par Bijan Ghaleh, Renaud Tissier & Alain Berdeaux

Le préconditionnement est un mécanisme cardioprotecteur endogène et transitoire à l’ischémie acquise par le myocarde à la suite d’une ischémie brève préalable et il se manifeste par une limitation de la taille de l’infarctus provoqué par une occlusion coronaire prolongée. La cinétique d’apparition du préconditionnement myocardique est biphasique. La phase initiale ou « préconditionnement immédiat » s’exprime immédiatement et persiste 1 à 3 heures après la première ischémie préconditionnante. En revanche, une seconde phase plus tardive ou « préconditionnement tardif » se développe dans les 24- 48 heures. Si le préconditionnement tardif vis-à-vis de la sidération est bien établi, son pouvoir de protection à l’encontre de l’infarctus est encore discuté. S’il semble que le monoxyde d’azote ne joue pas de rôle dans le préconditionment immédiat, il constitue par contre un élément initiateur quasi certain du préconditionnement tardif en activant la voie de la protéine kinase C par l’intermédiaire de la formation de radicaux libres oxygénés. Secondairement l’intervention des tyrosines kinases aboutit à l’activation d’un facteur, le NFKB, qui active la transcription nucléaire du gène codant pour la NO synthase inductible. Le NO joue également le rôle de médiateur du préconditionnement tardif. Cependant les effecteurs finaux de cette cardioprotection restent à découvrir. La compréhension des mécanismes intimes du préconditionnement devrait permettre d’identifier des cibles pharmacologiques dont l’activation ou le blocage pourrait mimer cette cardioprotection endogène. A ce titre, il est intéressant de constater que les dérivés nitrés miment ce préconditionnement tardif

Ferutinine as a calcium ionophore for the investigation of mitochondrial permeability transition pore opening in murine isolated adult cardiomyocytes

International audienc

Fréquence cardiaque et ischémie myocardique expérimentale

Toute élévation de la fréquence cardiaque est un facteur de mauvais pronostic en cardiologie et de multiples arguments permettent de penser aujourd'hui que la réduction de la fréquence doit être un objectif thérapeutique primordial. En comparant les effets pharmacologiques des inhibiteurs des courants If comme la zatébradine et plus récemment l'ivabradine (Procoralan®) aux β-bloquants, il a été démontré expérimentalement que la réduction de la fréquence et de l'inotropisme cardiaques concouraient à peu près autant à la diminution de la consommation en oxygène du myocarde sain. A l'inverse, à réduction identique de la fréquence cardiaque, l'absence d'effet inotrope négatif de l'ivabradine par rapport aux β-bloquants permet d'obtenir des durées de perfusion diastolique plus longues. La présence d'un effet inotrope négatif est donc un désavantage lorsque l'on cherche à augmenter les apports en oxygène au myocarde. En pratique, si les effets anti-ischémiques apportés par la réduction sélective de la fréquence cardiaque par les inhibiteurs des courants If peuvent grossièrement se comparer à ceux des β-bloquants selon les modèles expérimentaux utilisés, ces nouveaux "ralentisseurs sélectifs de la fréquence cardiaque" amènent en revanche un réel bénéfice thérapeutique dans les suites de la reperfusion post-ischémique, notamment dans la sidération myocardique

Opening of mitochondrial permeability transition pore in cardiomyocytes: is ferutinin a suitable tool for its assessment?

International audienceMitochondrial permeability transition pore (mPTP) opening is a critical event leading to cell injury during myocardial ischemia-reperfusion but having a reliable cellular model to study the effect of drugs targeting mPTP is an unmet need. This study evaluated whether the Ca2+ electrogenic ionophore ferutinin is a relevant tool to induce mPTP in cardiomyocytes. mPTP opening was monitored using the calcein/cobalt fluorescence technique in adult cardiomyocytes isolated from wild-type and cyclophylin D (CypD) knock-out mice. Concomitantly, the effect of ferutinin was assessed in isolated myocardial mitochondria. Our results confirmed the Ca2+ ionophoric effect of ferutinin in isolated mitochondria and cardiomyocytes. Ferutinin induced all the hallmarks of mPTP opening in cells (loss of calcein, of mitochondrial potential and cell death), but none of them could be inhibited by CypD deletion or cyclosporine A, indicating that mPTP opening was not the major contributor to the effect of ferutinin. This was confirmed in isolated mitochondria where ferutinin acts by different mechanisms dependent and independent of the mitochondrial membrane potential. At low ferutinin/mitochondria concentration ratio, ferutinin displays protonophoric-like properties, lowering the mitochondrial membrane potential and limiting oxidative phosphorylation without mitochondrial swelling. At high ferutinin/mitochondria ratio, ferutinin induced a sudden Ca2+ independent mitochondrial swelling, which is only partially inhibited by cyclosporine A.Together, these result show that ferutinin is not a suitable tool to investigate CypD-dependent mPTP opening in isolated cardiomyocytes because it possesses other mitochondrial properties such as swelling induction and mitochondrial uncoupling properties which impede its utilization

The CO-releasing molecule CORM-3 protects adult cardiomyocytes against hypoxia-reoxygenation by modulating pH restoration

International audienceSeveral studies have reported that CORM-3, a water-soluble carbon monoxide releasing molecule, elicits cardioprotection against myocardial infarction but the mechanism remains to be investigated. Numerous reports indicate that inhibition of pH regulators, the Na + /H + exchanger (NHE) and Na + /HCO3symporter (NBC), protect cardiomyocytes from hypoxia/reoxygenation injury by delaying the intracellular pH (pHi) recovery at reperfusion. Our goal was to explore whether CORM-3-mediated cytoprotection involves the modulation of pH regulation. When added at reoxygenation, CORM-3 (50 µM) reduced the mortality of cardiomyocytes exposed to 3h of hypoxia and 2h of reoxygenation in HCO3-buffered solution. This effect was lost when using inactive iCORM-3, which is depleted of CO and used as control, thus implicating CO as the mediator of this cardioprotection. Interestingly, the cardioprotective effect of CORM-3 was abolished by switching to a bicarbonate-free medium. This effect of CORM-3 was also inhibited by 5-hydroxydecanoate, a mitochondrial ATP-dependent K + (mKATP) channel inhibitor (500 µM) or PD098059, a MEK1/2 inhibitor (10 µM). In additional experiments and in the absence of hypoxia-reoxygenation, intracellular pH was monitored in cardiomyocytes exposed to cariporide to block NHE activity. CORM-3 inhibited alkalinisation and this effect was blocked by PD098059 and 5-HD. In conclusion, CORM-3 protects the cardiomyocyte against hypoxia-reoxygenation injury by inhibiting a bicarbonate transporter at reoxygenation, probably the Na + /HCO3symporter. This cardioprotective effect of CORM-3 requires the activation of mKATP channels and the activation of MEK1/2