Le vieillissement artériel dans un modèle de vieillissement physiologique et un modèle de vieillissement accéléré, le diabète: aspect fonctionnel et morphologique. Intérêt respectif de l'aspirine et de l'aminoguanidine
Résumé
Age-associated or diabetes arterial changes such as endothelial dysfunction are involved in the significantly increased risk of cardiovascular complications. The presence of endothelial dysfunction in the coronary or peripheral circulation has been shown to constitute a risk factor for cardiovascular events independent of the development of atherosclerosis or other vascular risk factors. Therapeutic approaches capable of preventing or reversing age-related endothelial dysfunction may thus help to reduce cardiovascular risk. The aim of the study was to determine the effects of two treatments, one on age-related endothelial dysfunction, the other on diabetes endothelial dysfunction. For primary and secondary prevention, aspirin can reduce the incidence of cardiovascular events. The first part of the present work evaluated the effect of low-dose aspirin on age-related endothelial dysfunction in C57B/J6 aging mice. Age-related endothelial dysfunction was assessed by the response to acetylcholine (ACh) of phenylephrine (Phe)-induced precontracted aortic segments isolated from 12-, 36-, 60- and 84-week-old mice. The effect of low-dose aspirin was examined in mice presenting a decrease in endothelial-dependent relaxation. The effects of age and aspirin treatment on structural changes were determined in mouse aortic sections. The effect of aspirin on the oxidative stress markers malondialdehyde (MDA) and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OhdG) was in addition quantified. Compared to that of 12-week-old mice, the EDR was significantly reduced in 60- and 84-week-old mice (p<0.05). 68-week-old mice treated with aspirin displayed a higher EDR compared to control mice of the same age (83.9%±4 vs 66.3%±5; p<0.05). Aspirin treatment decreased 8-OHdG levels (p<0.05), but no significant effect on intima-media thickness was observed. The protective effect of aspirin was not observed when treatment was initiated in older mice (96 weeks of age). It was found that low-dose aspirin is able to prevent age-related endothelial dysfunction in aging mice. However, the absence of this effect in the older age groups demonstrates that treatment should be initiated early on. The underlying mechanism may involve the protective effect of aspirin against oxidative stress. AGEs are involved in endothelial dysfunction, such as diabetes-related endothelial dysfunction via NO quenching and AGEs-RAGE interaction leading to an oxidative stress increase. The second part of this study, we analyse the effects of aminoguanidine a potent inhibitor of AGEs, on diabetes-related endothelial dysfunction. Diabetes-related endothelial dysfunction was assessed by the response to acetylcholine (ACh) of phenylephrine (Phe)-induced precontracted aortic segments isolated from C57B/6J mice after four and eight weeks of streptozotocin-induced diabetes. Blood levels of AGEs (ELISA) and aortic tissue RAGE expression (Western Blot) were simultaneously quantified on aortic homogenates. Four weeks after diabetes induction of diabetes, compared to control mice, endothelium dependent relaxation was decreased (24% vs control, p<0,01) and was more severe eight weeks later. Simultaneously, blood AGE concentrations and RAGE aortic expression were significantly increased and vasorelaxation impairment was associated with induced diabetic structural changes in the wall of aorta Four weeks after diabetes induction, aminoguanidine completely prevented the diabetes-induced decrease of relaxation to Ach, decreased AGE blood levels and RAGE expression and improved the induced diabetic structural changes. These results are in favour of a implication of the AGE pathway in diabetes-related endothelial dysfunction. The use of anti AGE or AGE-RAGE inhibitors provide new avenues for diabetes. In conclusion, results suggest the possibility of endothelial dysfunction prevention and lead to hope the decrease of cardiovascular events
Les modifications artérielles liés au vieillissement ou au diabète telles que la dysfonction endothéliale contribuent à augmenter le risque de survenue d'événements cardiovasculaires. La dysfonction endothéliale, coronaire ou périphérique, est reconnue comme un facteur indépendant de survenue d'évènements cardiovasculaires indépendamment de la présence d'athérosclérose ou de facteur de risque d'athérosclérose. Des approches thérapeutiques capables de prévenir ou de restaurer la dysfonction endothéliale pourrait aider à réduire le risque de survenue d'accidents cardiovasculaires. Ce travail a pour but d'évaluer les effets de deux molécules, l'une sur la dysfonction endothéliale liée à l'âge, l'autre sur la dysfonction liée au diabète. En prévention primaire et secondaire, l'aspirine à faible dose réduit l'incidence des évènements cardiovasculaires. La première partie de ce travail étudie les effets de l'aspirine à faible dose sur la dysfonction endothéliale chez des souris C57B/J6. La dysfonction endothéliale liée à l'âge est établie par la réponse à l'acétylcholine (ACh) de segments aortiques précontractés par phenylephrine (Phe) et isolés de souris âgées de 12-, 36-, 60- et 84 semaines. Les effets de l'aspirine à faible dose sont étudiés chez des souris présentant une altération de la relaxation endothélium-dépendante. Les effets de l'âge et du traitement par aspirine sur la structure de la paroi ont été déterminés sur des coupes aortiques de souris. Les effets de l'aspirine sur des marqueurs du stress oxydants, le malondialdehyde (MDA) et l'8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OhdG) ont été étudiés. Comparée à celle des souris âgées de 12 semaines, la relaxation endothelium-dépendante était significativement réduite chez les souris âgées de 60- et 84-semaines (p<0.05). Les souris âgées de 68 semaines traitées par aspirine avaient une meilleure relaxation endothélium-dépendante comparées aux souris contrôles du même âge (83.9%±4 vs 66.3%±5; p<0.05). L'aspirine à faible dose diminuait les concentrations de 8-OHdG au sein de la paroi aortique (p<0.05), mais n'avait pas d'effet significatif sur l'épaisseur intima-média. L'effet protecteur de l'aspirine n'a pas été observé lorsque le traitement a été initié chez des souris plus âgés (96 semaines). L'aspirine à faible dose est capable de prévenir la dysfonction endothelium-dépendante chez des souris vieillissantes. Cependant l'absence d'effet chez des souris plus âgées montre que le traitement doit être initié tôt. Les mécanismes impliqués dans l'effet protecteur de l'aspirine à faible dose pourrait être le stress oxydant. Les AGE sont impliqués dans la dysfonction endothéliale notamment liée au diabète, via des phénomènes de quenching du NO et d'interaction AGE-RAGE, cette dernière entraînant une augmentation du stress oxydant. La deuxième partie de notre travail analyse l'action de l'aminoguanidine, puissant inhibiteur des AGE sur la dysfonction endothéliale liée au diabète. La dysfonction endothéliale de souris C57B/6J rendues diabétiques par injection de streptozotocine, est établie par la réponse à l'acétylcholine (ACh) de segments aortiques précontractés par phenylephrine (Phe) et isolés de souris après 4 et 8 semaines de diabète. Des dosages d'AGE sériques par technique ELISA et une évaluation de l'expression de RAGE par technique de western blot ont été réalisés sur des broyats aortiques. Après 4 semaines de diabète, comparée à celle des contrôles, la relaxation endothélium dépendante était diminuée de 24% (p<0,01) et s'altérait encore après 8 semaines de diabète. Cette dysfonction endothéliale était associée à une augmentation significative des AGE sériques, de l'expression de RAGE et à des anomalies histologiques significatives.Le traitement par aminoguanidine permettait d'une part de prévenir les anomalies de relaxation endothelium dépendante observées chez les souris diabétiques de 4 semaines, réduisait les AGE sériques et l'expression de RAGE et d'autre part améliorait les anomalies histologiques vasculaires. Ces résultats suggèrent une implication de la voie des AGE dans la dysfonction endothéliale liées au diabète. L'utilisation de molécules anti AGE ou inhibiteurs de l'interaction AGE-RAGE ouvre de larges perspectives thérapeutiques du diabète. En conclusion, l'ensemble de ces résultats suggèrent la possibilité de prévention de la dysfonction endothéliale et ainsi laisse espérer la diminution de survenue d'évènements cardiovasculaires