INVESTIGATION OF THE ROLE OF INOTROPY IN DOXORUBICIN INDUCED CARDIOTOXICITY

Υπόβαθρο: Ο αντικαρκινικός παράγοντας δοξορουβικίνη (DXR) μπορεί να προκαλέσει καρδιομυοπάθεια και μη αντιστρεπτή καρδιακή ανεπάρκεια (ΚΑ). Η Λεβοσιμεντάνη (LEVO) είναι ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται κλινικά για τη θεραπεία της ΚΑ. Ωστόσο, η επίδραση της LEVO επί της καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR παραμένει άγνωστη. Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση i. της επίδρασης διαφορετικών δόσεων LEVO στην οξεία καρδιοτοξικότητα που επάγεται από την DXR, ii. Την επίδραση της LEVO μετά από επανειλημμένη ή εφ άπαξ χορήγηση σε μοντέλο υπο-χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR σε επίμυες, iii. Των υποκείμενων μηχανισμών σηματοδότησης, iv. Την επίδραση της LEVO σε μύες με γενετική εξάλειψη της φωσφολαμβάνης (PLN KO) και v. Των επιδράσεων της σε ένα μοντέλο χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR σε in vivo μοντέλο MMTV-Neu καρκίνου του μαστού (BC). Μέθοδοι: Αρχικά, η κυτταρική σειρά του καρκίνου του προστάτη (PC3) υποβλήθηκε σε χορήγηση ενός ευρέως φάσματος συγκεντρώσεων DXR και LEVO είτε ως μονοχορηγήσεις είτε σε συνδυασμό, προκειμένου να διερευνηθεί μια πιθανή αλληλεπίδραση μεταξύ των LEVO και DXR όσον αφορά την κυτταροτοξικότητα του τελευταίου.Αρσενικοί επίμυες Wistar τυχαιοποιήθηκαν σε 5 ομάδες για την μελέτη της οξείας καρδιοτοξικότητας (Control (N / S 0,9%), DXR (20mg / kg), DXR + LEVOA (LEVO σε δόση 12μg / kg) και DXR + LEVOB ), DXR + LEVOB + 5ΗD (5ΗD σε δόση 40 mg / kg), επί 3 διαδοχικές ημέρες] και 6 ομάδες για την μελέτη της υπο-χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR [Control, DXR (18mg / kg, διαιρεμένη σε 6 δόσεις), DXR + LEVO(LEVO σε δόση 24μg / kg, διαιρεμένη σε 4 δόσεις), DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg), DXR + LEVO (ac) + 5ΗD (5ΗD στα 40 mg / kg μέρα παρά μέρα), για 14 διαδοχικές ημέρες]. Ιστοπαθοψλογική αξιολόγηση και μελέτη του υποκείμενου μηχανισμού σηματοδότησης πραγματοποιήθηκε σε όλα τα προαναφερθέντα πρωτόκολλα. Οι μύες PLN ΚΟ διαιρέθηκαν σε 2 ομάδες [PLN ΚΟ DXR (18 mg / kg) και PLN ΚΟ DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg), για 14 διαδοχικές ημέρες]. Τα θηλυκά BC ποντίκια τυχαιοποιήθηκαν σε 4 ομάδες [Control, DXR (18mg / kg), DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg) και LEVO (ac), για 28 διαδοχικές ημέρες]. Η καρδιακή λειτουργία εκτιμήθηκε ηχοκαρδιογραφικά σε όλα τα παραπάνω πρωτόκολλα Αποτελέσματα: Στα in vitro πειράματα επί της κυτταρικής σειράς PC3, η LEVO δεν ανέστειλε την in vitro αντικαρκινική δράση της DXR. Αντίθετα, φάνηκε να υπάρχει μια πιθανή συνέργεια μεταξύ των δύο παραγόντων. Στο πρωτόκολλο οξείας καρδιοτοξικότητας από την DXR, η LEVO ανέστειλε τις μορφολογικές αλλοιώσεις (αναφορικά το σχηματισμό κενοτοπίων, τις εστιακές διαταραχές των μυοκαρδιακών ινών και τη διήθηση από μονοπύρηνα κυττάρα) και στις δύο επιλεχθείσες δόσεις. Επιπλέον, μείωσε κατά δοσο-εξαρτώμενο τρόπο τη μαλονιαλδιαλδεΰδη (MDA) και τα πρωτεϊνικά καρβονύλια (PCs), ενώ μείωσε και τα επίπεδα του mRNA της πρωτεΐνης MMP2 μόνο στην υψηλή δόση. Η χορήγηση υψηλής δόσης LEVO οδήγησε στη μείωση της εκφρασης των πρωτεϊνών που σχετίζονται με την επαγωγή οξειδωτικού στρες, καθώς παρατηρήθηκε μείωση των iNOS και NOX4. Στην ομάδα χορήγησης της υψηλής δόσης παρατηρήθηκε αύξηση της φωσφορυλίωσης των Akt, eNOS και AMPK. Στο υπο-χρόνιο πρωτόκολλο καρδιοτοξικότητας επαγόμενη από την DXR, η εφ’ άπαξ δόση της LEVO αύξησε τη συσταλτικότητα του μυοκαρδίου όπως φάνηκε από το κλάσμα συστολικής βράχυνσης (FS%) σε επίπεδα όμοια με την ομάδα ελέγχου και ανέστειλε τις μορφολογικές βλάβες που προκλήθηκαν από την DXR (αναφορικά το σχηματισμό κενοτοπίων και τη διήθηση από μονοπύρηνα κυττάρα). Η εφ’ άπαξ καθώς και η επανειλημμένη χορήγηση της LEVO παρουσίασαν την ίδια αντιοξειδωτική δράση επί του μυοκαρδίου όσον αφορά τη μείωση των MDA, PC, iNOS και NOX-4, καθώς επίσης οδήγησαν και σε αυξημένη έκφραση της MnSOD. Ωστόσο, μόνο η εφ’ άπαξ δόση της LEVO οδήγησε σε φωσφορυλίωση των Akt, eNOS και AMPK καθώς επίσης οδήγησε σε ενεργοποίηση των μονοπατιών cGMP-PKG και cAMP-PKA. Ως αποτέλεσμα, μόνο η εφ’ άπαξ δόση της LEVO οδήγησε στη φωσφορυλίωση της φωσφολαμβάνης (PLN). Αντίθετα, η εφ’ άπαξ δόση της LEVO, δεν παρουσίασε ευεργετικά αποτελέσματα σε διαγονιδιακούς μύες PLN-KO όσον αφορά την συσταλτικότητα του μυοκαρδίου, γεγονός που υποδηλώνει τον κεντρικό ρόλο της PLN στην καρδιοπροστασία που επάγεται από την LEVO. Τέλος, στο in vivo μοντέλο BC μυών, η LEVO ανέστειλε την μείωση της καρδιακής συσταλτικότητας που επάγεται από την χρόνια DXR-επαγόμενη καρδιομυοπάθεια καθώς επίσης οδήγησε σε αυξημένη επιβίωση των πειραματοζώων. Συμπεράσματα: Η εφ άπαξ χορήγηση LEVO προστατεύει από την καρδιομυοπάθεια που επάγεται από την DXR μέσω των οδών cGMP/cAMP/PLN, υπογραμμίζοντας το ρόλο της ινοτροπικής διέγερσης στην καρδιοτοξικότητα DXR και παρέχοντας τις προϋποθέσεις για περαιτέρω κλινικές δοκιμές της LEVO σε αυτή τη παθολογία.Background: The antitumor agent doxorubicin (DXR) can cause cardiomyopathy and heart failure (HF). Levosimendan (LEVO) is a drug clinically used for the treatment of HF. However, the underlying mechanism of LEVO on DXR cardiotoxicity is unknown. Aim: We investigated i. the effect of different doses of LEVO on acute DXR cardiotoxicity, ii. its effects after repeated and/or single administration on sub-chronic DXR cardiotoxicity in rats, iii. The underlying signaling mechanisms, iv. its effects on phospholamban knockout mice (PLN KO) and v. its effects on an in vivo MMTV-Neu murine breast cancer (BC) model of chronic DXR cardiotoxicity. Methods: Initially, prostate cancer (PC3) cell line was treated with a wide range of DXR and LEVO concentrations either alone or in combination, in order to investigate a possible interaction between LEVO and DXR as far as the cytotoxicity of the latter is concerned. Subsequently, Wistar male rats were randomly assigned into 5 groups for acute [Control (N/S 0.9%), DXR (20mg/kg), DXR+LEVOA (LEVO at 12μg/kg) and DXR+LEVOB (LEVO at 24μg/kg), DXR+LEVOB+5HD (5HD at 40 mg/kg), interventions were performed for 3 consecutive days] and 6 groups for sub-chronic DXR cardiotoxicity [Control (N/S 0.9%), DXR (18mg/kg divided in 4 equal doses), DXR+LEVO (LEVO at 24 μg/kg divided in 4 equal doses), DXR+LEVO+5HD (5HD at 40 mg/kg on alternate days) DXR+LEVO(ac) (LEVO acutely at 24 μg/kg), DXR+LEVO(ac)+5HD (5HD at 40 mg/kg on alternate days), interventions were performed for 14 consecutive days]. Histological and molecular analysis was performed in all the aforementioned protocols. PLN ΚΟ mice were divided in 2 groups [PLN ΚΟ DXR (18mg/kg) and PLN ΚΟ DXR+LEVO(ac) (LEVO acutely at 24 μg/kg), interventions were performed for 14 consecutive days]; Female BC mice in 4 groups [Control, DXR (18mg/kg), DXR+LEVO(ac) (LEVO acutely at 24 μg/kg) and LEVO(ac), interventions were performed for 28 consecutive days]. Cardiac function was assessed echocardiographically in all the above protocols Results: In the in vitro experiments on the PC3 cell line, when LEVO co-administered with DXR it did not abrogate DXR antitumor potency. On the contrary a possible synergy between the two compounds was evident. In the acute DXR cardiotoxicity protocol, LEVO reduced morphological changes (namely vacuolization, focal disruption of myocardial fibers and mononuclear cell infiltration) at both doses. Moreover, it dose-dependently reduced malondialdehyde (MDA) and protein carbonyls (PCs) while it decreased MMP2 mRNA expression at the high dose. Only LEVO at the highest dose regulated oxidative stress related proteins, as presented by the decrease in iNOS and NOX4 and led to an increase in Akt, eNOS and AMPK phosphorylation. In the sub-chronic DXR cardiotoxicity protocol, the single bolus dose of LEVO favorably restored myocardial contractility and abrogated morphological DXR-induced cardiac defects (namely vacuolization and mononuclear cell infiltration). Single-dose and repeated administration of LEVO presented the same antioxidant potency as far as reduction of MDA, PCs, iNOS and NOX-4 are concerned, as well as upregulated MnSOD. However, only the single dose of LEVO led to a phosphorylation of Akt, eNOS and AMPK and activation of cGMP-PKG and cAMP-PKA axis as shown by elevated cGMP and cAMP levels and VASP phopshorylation. Consecutively, only the single dose of LEVO led to the phosphorylation of phospholamban (PLN). On the contrary single dose-LEVO, did not presented any beneficial effects on PLN-KO mice, a fact revealing the pivotal role of PLN in LEVO cardioprotective effect. Finally, in the murine model of BC mice, LEVO abrogated BC cardiac dysfunction induced by sub-chronic DXR induced cardiomyopathy and increased survival. Conclusions: Single-dose LEVO prevented DXR cardiomyopathy through cGMP/cAMP-PLN pathways. highlighting the role of inotropic stimulation in DXR cardiotoxicity and providing the grounds for further clinical testing of LEVO in this setting

Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection

The potential for ischemic preconditioning to reduce infarct size was first recognized more than 30 years ago. Despite extension of the concept to ischemic postconditioning and remote ischemic conditioning and literally thousands of experimental studies in various species and models which identified a multitude of signaling steps, so far there is only a single and very recent study, which has unequivocally translated cardioprotection to improved clinical outcome as the primary endpoint in patients. Many potential reasons for this disappointing lack of clinical translation of cardioprotection have been proposed, including lack of rigor and reproducibility in preclinical studies, and poor design and conduct of clinical trials. There is, however, universal agreement that robust preclinical data are a mandatory prerequisite to initiate a meaningful clinical trial. In this context, it is disconcerting that the CAESAR consortium (Consortium for preclinicAl assESsment of cARdioprotective therapies) in a highly standardized multi-center approach of preclinical studies identified only ischemic preconditioning, but not nitrite or sildenafil, when given as adjunct to reperfusion, to reduce infarct size. However, ischemic preconditioning—due to its very nature—can only be used in elective interventions, and not in acute myocardial infarction. Therefore, better strategies to identify robust and reproducible strategies of cardioprotection, which can subsequently be tested in clinical trials must be developed. We refer to the recent guidelines for experimental models of myocardial ischemia and infarction, and aim to provide now practical guidelines to ensure rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. In line with the above guideline, we define rigor as standardized state-of-the-art design, conduct and reporting of a study, which is then a prerequisite for reproducibility, i.e. replication of results by another laboratory when performing exactly the same experiment

Investigating the Vascular Toxicity Outcomes of the Irreversible Proteasome Inhibitor Carfilzomib

Background: Carfilzomib’s (Cfz) adverse events in myeloma patients include cardiovascular toxicity. Since carfilzomib’s vascular effects are elusive, we investigated the vascular outcomes of carfilzomib and metformin (Met) coadministration. Methods: Mice received: (i) saline; (ii) Cfz; (iii) Met; (iv) Cfz+Met for two consecutive (acute) or six alternate days (subacute protocol). Leucocyte-derived reactive oxygen species (ROS) and serum NOx levels were determined and aortas underwent vascular and molecular analyses. Mechanistic experiments were recapitulated in aged mice who received similar treatment to young animals. Primary murine (prmVSMCs) and aged human aortic smooth muscle cells (HAoSMCs) underwent Cfz, Met and Cfz+Met treatment and viability, metabolic flux and p53-LC3-B expression were measured. Experiments were recapitulated in AngII, CoCl2 and high-glucose stimulated HAoSMCs. Results: Acutely, carfilzomib alone led to vascular hypo-contraction and increased ROS release. Subacutely, carfilzomib increased ROS release without vascular manifestations. Cfz+Met increased PGF2α-vasoconstriction and LC3-B-dependent autophagy in both young and aged mice. In vitro, Cfz+Met led to cytotoxicity and autophagy, while Met and Cfz+Met shifted cellular metabolism. Conclusion: Carfilzomib induces a transient vascular impairment and oxidative burst. Cfz+Met increased vascular contractility and synergistically induced autophagy in all settings. Therefore, carfilzomib cannot be accredited for a permanent vascular dysfunction, while Cfz+Met exert vasoprotective potency

Μελέτη του ρόλου της θετικής ινότροπου δράσης στην καρδιοτοξικότητα που επάγεται από τη δοξορουβικίνη

The antitumor agent doxorubicin (DXR) can cause cardiomyopathy and heart failure (HF). Levosimendan (LEVO) is a drug clinically used for the treatment of HF. However, the underlying mechanism of LEVO on DXR cardiotoxicity is unknown.Aim: We investigated i. the effect of different doses of LEVO on acute DXR cardiotoxicity, ii. its effects after repeated and/or single administration on sub-chronic DXR cardiotoxicity in rats, iii. The underlying signaling mechanisms, iv. its effects on phospholamban knockout mice (PLN KO) and v. its effects on an in vivo MMTV-Neu murine breast cancer (BC) model of chronic DXR cardiotoxicity.Methods: Initially, prostate cancer (PC3) cell line was treated with a wide range of DXR and LEVO concentrations either alone or in combination, in order to investigate a possible interaction between LEVO and DXR as far as the cytotoxicity of the latter is concerned. Subsequently, Wistar male rats were randomly assigned into 5 groups for acute [Control (N/S 0.9%), DXR (20mg/kg), DXR+LEVOA (LEVO at 12μg/kg) and DXR+LEVOB (LEVO at 24μg/kg), DXR+LEVOB+5HD (5HD at 40 mg/kg), interventions were performed for 3 consecutive days] and 6 groups for sub-chronic DXR cardiotoxicity [Control (N/S 0.9%), DXR (18mg/kg divided in 4 equal doses), DXR+LEVO (LEVO at 24 μg/kg divided in 4 equal doses), DXR+LEVO+5HD (5HD at 40 mg/kg on alternate days) DXR+LEVO(ac) (LEVO acutely at 24 μg/kg), DXR+LEVO(ac)+5HD (5HD at 40 mg/kg on alternate days), interventions were performed for 14 consecutive days]. Histological and molecular analysis was performed in all the aforementioned protocols. PLN ΚΟ mice were divided in 2 groups [PLN ΚΟ DXR (18mg/kg) and PLN ΚΟ DXR+LEVO(ac) (LEVO acutely at 24 μg/kg), interventions were performed for 14 consecutive days]; Female BC mice in 4 groups [Control, DXR (18mg/kg), DXR+LEVO(ac) (LEVO acutely at 24 μg/kg) and LEVO(ac), interventions were performed for 28 consecutive days]. Cardiac function was assessed echocardiographically in all the above protocolsResults: In the in vitro experiments on the PC3 cell line, when LEVO co-administered with DXR it did not abrogate DXR antitumor potency. On the contrary a possible synergy between the two compounds was evident. In the acute DXR cardiotoxicity protocol, LEVO reduced morphological changes (namely vacuolization, focal disruption of myocardial fibers and mononuclear cell infiltration) at both doses. Moreover, it dose-dependently reduced malondialdehyde (MDA) and protein carbonyls (PCs) while it decreased MMP2 mRNA expression at the high dose. Only LEVO at the highest dose regulated oxidative stress related proteins, as presented by the decrease in iNOS and NOX4 and led to an increase in Akt, eNOS and AMPK phosphorylation. In the sub-chronic DXR cardiotoxicity protocol, the single bolus dose of LEVO favorably restored myocardial contractility and abrogated morphological DXR-induced cardiac defects (namely vacuolization and mononuclear cell infiltration). Single-dose and repeated administration of LEVO presented the same antioxidant potency as far as reduction of MDA, PCs, iNOS and NOX-4 are concerned, as well as upregulated MnSOD. However, only the single dose of LEVO led to a phosphorylation of Akt, eNOS and AMPK and activation of cGMP-PKG and cAMP-PKA axis as shown by elevated cGMP and cAMP levels and VASP phopshorylation. Consecutively, only the single dose of LEVO led to the phosphorylation of phospholamban (PLN). On the contrary single dose-LEVO, did not presented any beneficial effects on PLN-KO mice, a fact revealing the pivotal role of PLN in LEVO cardioprotective effect. Finally, in the murine model of BC mice, LEVO abrogated BC cardiac dysfunction induced by sub-chronic DXR induced cardiomyopathy and increased survival. Conclusions: Single-dose LEVO prevented DXR cardiomyopathy through cGMP/cAMP-PLN pathways. highlighting the role of inotropic stimulation in DXR cardiotoxicity and providing the grounds for further clinical testing of LEVO in this setting.Ο αντικαρκινικός παράγοντας δοξορουβικίνη (DXR) μπορεί να προκαλέσει καρδιομυοπάθεια και μη αντιστρεπτή καρδιακή ανεπάρκεια (ΚΑ). Η Λεβοσιμεντάνη (LEVO) είναι ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται κλινικά για τη θεραπεία της ΚΑ. Ωστόσο, η επίδραση της LEVO επί της καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR παραμένει άγνωστη.Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση i. της επίδρασης διαφορετικών δόσεων LEVO στην οξεία καρδιοτοξικότητα που επάγεται από την DXR, ii. Την επίδραση της LEVO μετά από επανειλημμένη ή εφ άπαξ χορήγηση σε μοντέλο υπο-χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR σε επίμυες, iii. Των υποκείμενων μηχανισμών σηματοδότησης, iv. Την επίδραση της LEVO σε μύες με γενετική εξάλειψη της φωσφολαμβάνης (PLN KO) και v. Των επιδράσεων της σε ένα μοντέλο χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR σε in vivo μοντέλο MMTV-Neu καρκίνου του μαστού (BC). Μέθοδοι: Αρχικά, η κυτταρική σειρά του καρκίνου του προστάτη (PC3) υποβλήθηκε σε χορήγηση ενός ευρέως φάσματος συγκεντρώσεων DXR και LEVO είτε ως μονοχορηγήσεις είτε σε συνδυασμό, προκειμένου να διερευνηθεί μια πιθανή αλληλεπίδραση μεταξύ των LEVO και DXR όσον αφορά την κυτταροτοξικότητα του τελευταίου.Αρσενικοί επίμυες Wistar τυχαιοποιήθηκαν σε 5 ομάδες για την μελέτη της οξείας καρδιοτοξικότητας (Control (N / S 0,9%), DXR (20mg / kg), DXR + LEVOA (LEVO σε δόση 12μg / kg) και DXR + LEVOB ), DXR + LEVOB + 5ΗD (5ΗD σε δόση 40 mg / kg), επί 3 διαδοχικές ημέρες] και 6 ομάδες για την μελέτη της υπο-χρόνιας καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την DXR [Control, DXR (18mg / kg, διαιρεμένη σε 6 δόσεις), DXR + LEVO(LEVO σε δόση 24μg / kg, διαιρεμένη σε 4 δόσεις), DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg), DXR + LEVO (ac) + 5ΗD (5ΗD στα 40 mg / kg μέρα παρά μέρα), για 14 διαδοχικές ημέρες]. Ιστοπαθοψλογική αξιολόγηση και μελέτη του υποκείμενου μηχανισμού σηματοδότησης πραγματοποιήθηκε σε όλα τα προαναφερθέντα πρωτόκολλα. Οι μύες PLN ΚΟ διαιρέθηκαν σε 2 ομάδες [PLN ΚΟ DXR (18 mg / kg) και PLN ΚΟ DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg), για 14 διαδοχικές ημέρες]. Τα θηλυκά BC ποντίκια τυχαιοποιήθηκαν σε 4 ομάδες [Control, DXR (18mg / kg), DXR + LEVO (ac) (LEVO εφ άπαξ σε δόση 24 μg / kg) και LEVO (ac), για 28 διαδοχικές ημέρες]. Η καρδιακή λειτουργία εκτιμήθηκε ηχοκαρδιογραφικά σε όλα τα παραπάνω πρωτόκολλαΑποτελέσματα: Στα in vitro πειράματα επί της κυτταρικής σειράς PC3, η LEVO δεν ανέστειλε την in vitro αντικαρκινική δράση της DXR. Αντίθετα, φάνηκε να υπάρχει μια πιθανή συνέργεια μεταξύ των δύο παραγόντων. Στο πρωτόκολλο οξείας καρδιοτοξικότητας από την DXR, η LEVO ανέστειλε τις μορφολογικές αλλοιώσεις (αναφορικά το σχηματισμό κενοτοπίων, τις εστιακές διαταραχές των μυοκαρδιακών ινών και τη διήθηση από μονοπύρηνα κυττάρα) και στις δύο επιλεχθείσες δόσεις. Επιπλέον, μείωσε κατά δοσο-εξαρτώμενο τρόπο τη μαλονιαλδιαλδεΰδη (MDA) και τα πρωτεϊνικά καρβονύλια (PCs), ενώ μείωσε και τα επίπεδα του mRNA της πρωτεΐνης MMP2 μόνο στην υψηλή δόση. Η χορήγηση υψηλής δόσης LEVO οδήγησε στη μείωση της εκφρασης των πρωτεϊνών που σχετίζονται με την επαγωγή οξειδωτικού στρες, καθώς παρατηρήθηκε μείωση των iNOS και NOX4. Στην ομάδα χορήγησης της υψηλής δόσης παρατηρήθηκε αύξηση της φωσφορυλίωσης των Akt, eNOS και AMPK. Στο υπο-χρόνιο πρωτόκολλο καρδιοτοξικότητας επαγόμενη από την DXR, η εφ’ άπαξ δόση της LEVO αύξησε τη συσταλτικότητα του μυοκαρδίου όπως φάνηκε από το κλάσμα συστολικής βράχυνσης (FS%) σε επίπεδα όμοια με την ομάδα ελέγχου και ανέστειλε τις μορφολογικές βλάβες που προκλήθηκαν από την DXR (αναφορικά το σχηματισμό κενοτοπίων και τη διήθηση από μονοπύρηνα κυττάρα). Η εφ’ άπαξ καθώς και η επανειλημμένη χορήγηση της LEVO παρουσίασαν την ίδια αντιοξειδωτική δράση επί του μυοκαρδίου όσον αφορά τη μείωση των MDA, PC, iNOS και NOX-4, καθώς επίσης οδήγησαν και σε αυξημένη έκφραση της MnSOD. Ωστόσο, μόνο η εφ’ άπαξ δόση της LEVO οδήγησε σε φωσφορυλίωση των Akt, eNOS και AMPK καθώς επίσης οδήγησε σε ενεργοποίηση των μονοπατιών cGMP-PKG και cAMP-PKA. Ως αποτέλεσμα, μόνο η εφ’ άπαξ δόση της LEVO οδήγησε στη φωσφορυλίωση της φωσφολαμβάνης (PLN). Αντίθετα, η εφ’ άπαξ δόση της LEVO, δεν παρουσίασε ευεργετικά αποτελέσματα σε διαγονιδιακούς μύες PLN-KO όσον αφορά την συσταλτικότητα του μυοκαρδίου, γεγονός που υποδηλώνει τον κεντρικό ρόλο της PLN στην καρδιοπροστασία που επάγεται από την LEVO. Τέλος, στο in vivo μοντέλο BC μυών, η LEVO ανέστειλε την μείωση της καρδιακής συσταλτικότητας που επάγεται από την χρόνια DXR-επαγόμενη καρδιομυοπάθεια καθώς επίσης οδήγησε σε αυξημένη επιβίωση των πειραματοζώων. Συμπεράσματα: Η εφ άπαξ χορήγηση LEVO προστατεύει από την καρδιομυοπάθεια που επάγεται από την DXR μέσω των οδών cGMP/cAMP/PLN, υπογραμμίζοντας το ρόλο της ινοτροπικής διέγερσης στην καρδιοτοξικότητα DXR και παρέχοντας τις προϋποθέσεις για περαιτέρω κλινικές δοκιμές της LEVO σε αυτή τη παθολογία

Thiol-based redox-active proteins as cardioprotective therapeutic agents in cardiovascular diseases

Thiol-based redox compounds, namely thioredoxins (Trxs), glutaredoxins (Grxs) and peroxiredoxins (Prxs), stand as a pivotal group of proteins involved in antioxidant processes and redox signaling. Glutaredoxins (Grxs) are considered as one of the major families of proteins involved in redox regulation by removal of S-glutathionylation and thereby reactivation of other enzymes with thiol-dependent activity. Grxs are also coupled to Trxs and Prxs recycling and thereby indirectly contribute to reactive oxygen species (ROS) detoxification. Peroxiredoxins (Prxs) are a ubiquitous family of peroxidases, which play an essential role in the detoxification of hydrogen peroxide, aliphatic and aromatic hydroperoxides, and peroxynitrite. The Trxs, Grxs and Prxs systems, which reversibly induce thiol modifications, regulate redox signaling involved in various biological events in the cardiovascular system. This review focuses on the current knowledge of the role of Trxs, Grxs and Prxs on cardiovascular pathologies and especially in cardiac hypertrophy, ischemia/reperfusion (I/R) injury and heart failure as well as in the presence of cardiovascular risk factors, such as hypertension, hyperlipidemia, hyperglycemia and metabolic syndrome. Further studies on the roles of thiol-dependent redox systems in the cardiovascular system will support the development of novel protective and therapeutic strategies against cardiovascular diseases

Myocardial Protection and Current Cancer Therapy: Two Opposite Targets with Inevitable Cost

Myocardial protection against ischemia/reperfusion injury (IRI) is mediated by various ligands, activating different cellular signaling cascades. These include classical cytosolic mediators such as cyclic-GMP (c-GMP), various kinases such as Phosphatydilinositol-3- (PI3K), Protein Kinase B (Akt), Mitogen-Activated-Protein- (MAPK) and AMP-activated (AMPK) kinases, transcription factors such as signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) and bioactive molecules such as vascular endothelial growth factor (VEGF). Most of the aforementioned signaling molecules constitute targets of anticancer therapy; as they are also involved in carcinogenesis, most of the current anti-neoplastic drugs lead to concomitant weakening or even complete abrogation of myocardial cell tolerance to ischemic or oxidative stress. Furthermore, many anti-neoplastic drugs may directly induce cardiotoxicity via their pharmacological effects, or indirectly via their cardiovascular side effects. The combination of direct drug cardiotoxicity, indirect cardiovascular side effects and neutralization of the cardioprotective defense mechanisms of the heart by prolonged cancer treatment may induce long-term ventricular dysfunction, or even clinically manifested heart failure. We present a narrative review of three therapeutic interventions, namely VEGF, proteasome and Immune Checkpoint inhibitors, having opposing effects on the same intracellular signal cascades thereby affecting the heart. Moreover, we herein comment on the current guidelines for managing cardiotoxicity in the clinical setting and on the role of cardiovascular confounders in cardiotoxicity

Hydroxytyrosol ameliorates metabolic, cardiovascular and liver changes in a rat model of diet-induced metabolic syndrome: pharmacological and metabolism-based investigation

Metabolic syndrome is a clustering of interrelated risk factors for cardiovascular disease and diabetes.The Mediterranean diet has been proposed as an important dietary pattern to confer cardioprotectionby attenuating risk factors of metabolic syndrome. Hydroxytyrosol (HT) is present in olive fruit and oil,which are basic constituents of the Mediterranean diet. In this study, we have shown that treatmentwith HT (20 mg/kg/d for 8 weeks) decreased adiposity, improved impaired glucose and insulin tolerance,improved endothelial function with lower systolic blood pressure, decreased left ventricular fibrosis andresultant diastolic stiffness and reduced markers of liver damage in a diet-induced rat model of metabolicsyndrome. These results were accompanied by reduced infiltration of monocytes/macrophages into theheart with reduced biomarkers of oxidative stress. Furthermore, in an HRMS-based metabolism study ofHT, we have identified 24 HT phase I and II metabolites, six of them being over-produced in high-starch,low-fat diet fed rats treated with HT compared to obese rats on high-carbohydrate, high-fat diet. Theseresults provide direct evidence for cardioprotective effects of hydroxytyrosol by attenuation of metabolicrisk factors. The implications of altered metabolism of HT in high-carbohydrate, high-fat diet fed obeserats warrant further investigation