Endothelial Cell Indoleamine 2, 3-Dioxygenase 1 Alters Cardiac Function After Myocardial Infarction Through Kynurenine.


Journal

Circulation
ISSN: 1524-4539
Titre abrégé: Circulation
Pays: United States
ID NLM: 0147763

Informations de publication

Date de publication:
09 02 2021
Historique:
pubmed: 5 12 2020
medline: 22 12 2021
entrez: 4 12 2020
Statut: ppublish

Résumé

Ischemic cardiovascular diseases, particularly acute myocardial infarction (MI), is one of the leading causes of mortality worldwide. Indoleamine 2, 3-dioxygenase 1 (IDO) catalyzes 1 rate-limiting step of L-tryptophan metabolism, and emerges as an important regulator of many pathological conditions. We hypothesized that IDO could play a key role to locally regulate cardiac homeostasis after MI. Cardiac repair was analyzed in mice harboring specific endothelial or smooth muscle cells or cardiomyocyte or myeloid cell deficiency of IDO and challenged with acute myocardial infarction. We show that kynurenine generation through IDO is markedly induced after MI in mice. Total genetic deletion or pharmacological inhibition of IDO limits cardiac injury and cardiac dysfunction after MI. Distinct loss of function of IDO in smooth muscle cells, inflammatory cells, or cardiomyocytes does not affect cardiac function and remodeling in infarcted mice. In sharp contrast, mice harboring endothelial cell-specific deletion of IDO show an improvement of cardiac function as well as cardiomyocyte contractility and reduction in adverse ventricular remodeling. In vivo kynurenine supplementation in IDO-deficient mice abrogates the protective effects of IDO deletion. Kynurenine precipitates cardiomyocyte apoptosis through reactive oxygen species production in an aryl hydrocarbon receptor-dependent mechanism. These data suggest that IDO could constitute a new therapeutic target during acute MI.

Sections du résumé

BACKGROUND
Ischemic cardiovascular diseases, particularly acute myocardial infarction (MI), is one of the leading causes of mortality worldwide. Indoleamine 2, 3-dioxygenase 1 (IDO) catalyzes 1 rate-limiting step of L-tryptophan metabolism, and emerges as an important regulator of many pathological conditions. We hypothesized that IDO could play a key role to locally regulate cardiac homeostasis after MI.
METHODS
Cardiac repair was analyzed in mice harboring specific endothelial or smooth muscle cells or cardiomyocyte or myeloid cell deficiency of IDO and challenged with acute myocardial infarction.
RESULTS
We show that kynurenine generation through IDO is markedly induced after MI in mice. Total genetic deletion or pharmacological inhibition of IDO limits cardiac injury and cardiac dysfunction after MI. Distinct loss of function of IDO in smooth muscle cells, inflammatory cells, or cardiomyocytes does not affect cardiac function and remodeling in infarcted mice. In sharp contrast, mice harboring endothelial cell-specific deletion of IDO show an improvement of cardiac function as well as cardiomyocyte contractility and reduction in adverse ventricular remodeling. In vivo kynurenine supplementation in IDO-deficient mice abrogates the protective effects of IDO deletion. Kynurenine precipitates cardiomyocyte apoptosis through reactive oxygen species production in an aryl hydrocarbon receptor-dependent mechanism.
CONCLUSIONS
These data suggest that IDO could constitute a new therapeutic target during acute MI.

Identifiants

pubmed: 33272024
doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.050301
doi:

Substances chimiques

Indoleamine-Pyrrole 2,3,-Dioxygenase 0
Kynurenine 343-65-7

Types de publication

Journal Article Research Support, Non-U.S. Gov't

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

566-580

Subventions

Organisme : British Heart Foundation
ID : CH/10/001/27642
Pays : United Kingdom
Organisme : British Heart Foundation
ID : RG/15/11/31593
Pays : United Kingdom

Commentaires et corrections

Type : CommentIn
Type : CommentIn

Auteurs

Nada Joe Melhem (NJ)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Mouna Chajadine (M)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Ingrid Gomez (I)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Kiave-Yune Howangyin (KY)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Marion Bouvet (M)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Camille Knosp (C)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Yanyi Sun (Y)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Marie Rouanet (M)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Ludivine Laurans (L)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Olivier Cazorla (O)

PHYSIOLOGIE ET MÉDECINE EXPÉRIMENTALE DU COEUR ET DES MUSCLES (PHYMEDEXP), Institut national de la santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier, Centre Hospitalier Régional Universitaire (CHRU) Montpellier, France (O.C., J.F.).

Mathilde Lemitre (M)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

José Vilar (J)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Ziad Mallat (Z)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).
Division of Cardiovascular Medicine, University of Cambridge, Addenbrooke's Hospital, United Kingdom (Z.M.).

Alain Tedgui (A)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Hafid Ait-Oufella (H)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Jean-Sébastien Hulot (JS)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Jacques Callebert (J)

Service de Biochimie, Assistance Publique Hôpitaux de Paris, and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale UMR942, Hôpital Lariboisière, France (J.C., J.-M.L.).

Jean-Marie Launay (JM)

Service de Biochimie, Assistance Publique Hôpitaux de Paris, and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale UMR942, Hôpital Lariboisière, France (J.C., J.-M.L.).

Jeremy Fauconnier (J)

PHYSIOLOGIE ET MÉDECINE EXPÉRIMENTALE DU COEUR ET DES MUSCLES (PHYMEDEXP), Institut national de la santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier, Centre Hospitalier Régional Universitaire (CHRU) Montpellier, France (O.C., J.F.).

Jean-Sébastien Silvestre (JS)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

Soraya Taleb (S)

Université de Paris, Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, France (N.-J.M., M.C., I.G., K.-Y.H., M.B., C.K., Y.S., M.R., L.L., M.L., J.V., Z.M., A.T., H.A.-O., J.-S.H., J.-S.S., S.T.).

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