文摘

背景。心肌病仍是全球死亡的主要原因,尽管努力和重要的心血管治疗的发展进步,展示新解决方案的需求。在此,我们描述redox-active治疗Mn (III)的影响内消旋-tetrakis (N-ethylpyridinium-2-yl)卟啉,AEOL10113, bmx - 010 (MnTE-2-PyP^{5 +}),对大鼠心脏作为进入新的策略来规避心肌病。方法。Wistar鼠体重250 - 300克被用于两种在体外和在活的有机体内实验,分析细胞内Ca^{2 +}动力学、l型钙^{2 +}电流,^{2 +}火花频率,细胞内活性氧(ROS)水平,心肌细胞和心脏收缩性,在控制和MnTE-2-PyP^{5 +}处理细胞,心,或动物。细胞和心脏治疗20μM MnTE-2-PyP^{5 +}和动物1毫克/公斤,每天ip。此外,我们进行心电图和超声心动图分析。结果。使用隔离大鼠心肌细胞,我们观察到MnTE-2-PyP^{5 +}降低细胞内钙^{2 +}瞬时振幅,在不改变细胞的收缩性。而MnTE-2-PyP^{5 +}没有改变基底ROS水平,有效应力条件下调节心肌细胞氧化还原状态;MnTE-2-PyP^{5 +}减少钙^{2 +}火花频率和增加肌浆网(SR) Ca^{2 +}负载。因此,分析模型包括老鼠心脏显示MnTE-2-PyP^{5 +}保护心脏功能,增加SR Ca^{2 +}负荷,减少心律失常指数,表明一个抗心律失常的作用。在活的有机体内实验表明,MnTE-2-PyP^{5 +}治疗增加Ca^{2 +}瞬态,保存心脏射血分数,并降低心律失常指数和持续时间。MnTE-2-PyP^{5 +}是有效的防止和治疗心律失常。结论。MnTE-2-PyP^{5 +}预防和治疗心律失常的老鼠。与大多数抗心律失常的药物,MnTE-2-PyP^{5 +}保护心脏收缩功能,引起,因此,作为一个潜在的治疗提高心律失常的治疗。

1。介绍

治疗改善,生活方式的改变,和更广泛的采用循证医学已经导致了一个了不起的心血管死亡率下降[30 - 35%1]。然而,尽管所有的努力和进步发展心血管治疗,原发性心肌病仍然是一个主要公共卫生问题和世界各地的死亡的主要原因2,3]。

自从第一次观察到Ca^{2 +}心脏收缩和起搏器活动所需,Ca的角色^{2 +}作为一个信号离子心中已经逐步分析,更好的理解在分子水平上,在Ca和很明显异常^{2 +}体内平衡起到至关重要的作用在许多心血管疾病的发病机制,包括心律失常(4]。遗传基因改变和获得多个Ca的缺陷^{2 +}处理蛋白质会引起心律失常的发病机制在不同类别的心脏病4]。然而,药物治疗只能对其中的一些条件,常常只是部分有效(5]。

Ca^{2 +}心肌细胞内处理被广泛认为是一个潜在的心脏疾病的治疗目标。而Ca的角色^{2 +}渠道在心脏肌肉收缩一直被阐明6),各种电压门控钙的生物物理和遗传的身份^{2 +}频道透露(7,8),造成沿途几类拮抗剂的描述,包括现在的部分规定的治疗心脏疾病,包括心律失常(4]。

因此,Ca^{2 +}通道阻滞剂能够减少异位病灶的自动性的心脏,可用于许多心律失常(4]。总的来说,人们认为减少l型钙电流( )结果在Ca^{2 +}过载肌细胞,减少异位的倾向,从而引发心律失常(4]。此外,强心苷或洋地黄积极inotropes用于治疗心力衰竭的临床实践也表现为Na内源性配体⁺/ K⁺腺苷三磷酸酶。细胞内钙的增加^{2 +}内容协调他们的正性肌力作用,但也被认为是一个触发器的危及生命的心律失常9]。

在许多组织中,包括心脏,活性氧(ROS / RNS) /氮物种往往来自线粒体,NADPH氧化酶或uncoupled-nitric氧化合酶(NOS)和保持严密的稳态控制(10,11]。在心血管系统,ROS / RNS已被证明在K的监管发挥着重要的作用⁺,Na⁺、l型钙^{2 +}通道(在原生质的膜),阿诺定受体(RyR2)肌浆网膜(12- - - - - -14]。Mn-porphyrin-based化合物被广泛认为是强力redox-active疗法,能够调节ROS / RNS在几个氧化应激动物模型(15- - - - - -18]。锰(ⅲ)内消旋-tetrakis (N卟啉(MnTE-2-PyP -ethylpyridinium-2-yl)^{5 +}),也称为AEOL10113或bmx - 010,目前正在I / II期临床试验在加拿大和美国15],有意识的遥测男性在猕猴身上临床前毒理学研究表明MnTE-2-PyP管理^{5 +}1毫克/公斤/天的剂量导致心率没有统计上显著的改变或动脉血压19]。

MnTE-2-PyP的药代动力学研究^{5 +}显示出很好的分布复合到心脏(20.,21]。这些数据提示我们MnTE-2-PyP进行调查^{5 +}作为心肌病redox-active实验治疗,特别关注减少Ca^{2 +}压力和保护心脏收缩功能。我们证明MnTE-2-PyP^{5 +}施加在老鼠的心脏保护作用,通过调节Ca^{2 +}动态,减少心律失常评分,保护心脏的收缩功能。此外,MnTE-2-PyP^{5 +}有效地预防和治疗心律失常吗在活的有机体内。

2。方法

2.1。动物

男女双方的所有实验用大鼠(鼠形,200 - 250克)。动物是维持在联邦大学的帕拉伊巴(UFPB),巴西,按照国家卫生研究院动物保健和使用指南。动物实验根据批准协议的动物保健和使用委员会制度UFPB (CEUA协议016/2017)。所有的动物都被斩首安乐死。

2.2。MnTE-2-PyP^{5 +}合成

MnTE-2-PyP^{5 +}合成和表征(其它地方描述的那样22- - - - - -25]。MnTE-2-PyP浓度^{5 +}股票的解决方案确定spectrophotometrically ( )(22- - - - - -24]。此外,MnTE-2-PyP^{5 +}向demetallation非常稳定,即使在强烈的浓酸(如硫酸98%)[26- - - - - -28),或在强大的螯合剂,EDTA等(26- - - - - -29日]。对于这两个在体外和在活的有机体内实验中,MnTE-2-PyP^{5 +}在0.9% NaCl无菌溶液稀释。

2.3。心肌细胞分离和Ca^{2 +}录音

心室老鼠心肌细胞分离和储存直到他们使用如前所述[30.]。细胞内钙^{2 +}分析与Fluo-4 (10μM;表达载体,尤金或))下载心肌细胞。这些细胞被染色了30分钟,然后洗去多余的染料。细胞在1赫兹电刺激产生稳态条件。这些照片是记录在一个蔡司LSM 510元共焦显微镜。作为老Ca的指标^{2 +}负载,10毫米咖啡因刺激(在Ca^{2 +}- - - Na⁺无解决方案)和Ca的振幅^{2 +}瞬态诱发记录(31日]。预处理脉冲(1 Hz)被用于细胞之前咖啡因应用。Ca^{2 +}在休息时心室细胞引发频率都被记录下来。Ca^{2 +}水平被报道 (或 ),在哪里Ca是休息^{2 +}荧光。

2.4。ROS录音

孤立的心肌细胞孵育10μM dihydroethidium(她、分子探针,尤金或)为30分钟37°C和随后用胞外溶液洗净去除多余的染料。图像获取蔡司LSM 510元共焦显微镜。在ImageJ图像分析软件。

2.5。测量的l型钙^{2 +}当前的

全细胞电压钳记录是在22日至25日完成epc - 9.2°C使用膜片钳放大器(HEKA电子、Rheinland-Pfalz、德国)如前所述[32,33]。l型钙^{2 +}电流( )测量是通过使用内部解决方案如下(毫米):5氯化钠,120年中海,20 TEACl 5 EGTA, 10个玫瑰和pH值7.2(调整使用CsOH 1.0米)。外部解决方案组成如下(毫米):5.4氯化钾、氯化钠140 1.8 CaCl₂1 MgCl₂,10个玫瑰,10葡萄糖和pH值7.2与氢氧化钠(1.0米)。测量MnTE-2-PyP的效果^{5 +}在密度中,我们使用一个持有−80 mV的潜力。接下来,灭活两个电压门控钠⁺渠道和衣架式Ca^{2 +}渠道,50毫秒的prestep−40 mV应用。然后,膜电位是交换为300 ms 0 mV。使用这个协议之前、期间和之后清洗掉每个MnTE-2-PyP浓度^{5 +}。

2.6。测量LV肌细胞缩短

细胞收缩性是评估如前所述34]。简而言之,孤立的细胞被置于室安装在舞台上的一个倒置显微镜(Eclipse TS 100;尼康、日本)。室与Tyrode灌注的解决方案(毫米):150氯化钠,氯化钾的5.4,0.5 MgCl₂1.8 CaCl₂,10个玫瑰,10葡萄糖和pH值设置为7.4。所有实验在室温下进行。细胞被刺激合同1 Hz女士4平方脉冲。缩短测量使用video-edge检测采集系统(美国马IonOptix,弥尔顿)。Sarcomeric缩短被表示为一个百分比的舒张LV肌细胞的长度。连续5肌细胞收缩之前平均分析。细胞缩短,最大的收缩和放松,和时间的10%被确定为所有组收缩和放松。

2.7。心房收缩性

左心房是安装在一个器官在修改Krebs-Henseleit室和维护解决方案(学校)包含(120毫米)氯化钠,氯化钾的5.4,1.2 MgCl₂1.25 CaCl₂,11葡萄糖,27 NaHCO₃,2不₂阿宝₄(pH值7.4),含氧carbogen混合物(95%啊₂和5%的公司₂)和维护 。心房电刺激(1赫兹,80 V, 1.5毫秒,SD9刺激器,草)。组织置于5 mN紧张,和一个等距测力传感器(惠普的赔率自贸区Sunborn)是用来记录收缩力。经过30分钟的稳定,MnTE-2-PyP^{5 +}添加了累计浴(1、3、10、30、100年和300年μ米)。

2.8。肌质网状Ca^{2 +}负载

心脏很快被删除,放置在一个Krebs-Henseleit解决方案不断沸腾0 95%₂和5%的公司₂,左心房解剖。左心房是与一个等距测力传感器(草FT03)显微操纵器垂直安装。刺激(刺激SD9草)与0.5毫秒的脉冲持续时间超阈值的电压,和频率的刺激是1 Hz 30分钟到达平衡的时间。稳定水平和postrest收缩20年代后暂停在刺激观察caffeine-treated(10毫米)或caffeine-treated包含20μM MnTE-2-PyP^{5 +}。测量了最后第一收缩后收缩前停下来休息间隔。

2.9。Langendorff Preparation-Perfused心

动物安乐死10 - 15分钟后腹腔内注射肝素1000 IU /公斤。心脏灌注解剖,通过 主动脉树桩Krebs-Henseleit解决方案包含(mM)氯化钠(学校),120;氯化钾,5.4;MgCl₂1.2;CaCl₂1.25;葡萄糖,11;NaHCO₃,27岁;和不₂阿宝₄2 (pH值7.4)。保持在灌注液 10毫升/分钟的压力在不断氧化(5%股份有限公司₂和95%啊₂)。电活动记录利用三个铂电极(Ag) / AgCl,生理盐水1 M电解溶液)放置在室接近感应电信号的心。心脏灌注与学校最初的20分钟的时间。平衡后,心被灌注了12分钟学校,与学校+ 20 12分钟μM MnTE-2-PyP^{5 +}与学校,最后30分钟时间。高钙模型被用来确定心律失常。因此,20分钟后稳定,心被灌注了25分钟正常灌注学校在34°C,开始与高钙(HC) 25分钟(3.3毫米)和HC + 20和25分钟μM MnTE-2-PyP^{5 +}。

2.10。在体外心律失常

在体外心律失常是确定在一个孤立的心如前所述35]。心受到灌注与学校包含1.25毫米的钙(对照组)在20分钟34°C。稳定后,心灵受到灌注与3.3毫米高钙(HC组)或高钙的20倍μM MnTE-2-PyP^{5 +}在25分钟。心律失常分数定如前所述[36]。因此,量化心律失常,25分钟的实验分为3分钟间隔和心律失常最后分数增加。

2.11。测量左心室压力

左心室内的压力测量使用水引入腔的左心室舒张压不变的15毫米汞柱通过调整音量的气球,连接到一个压力传感器(Amp FE221、桥梁、ADInstruments、澳大利亚)耦合到一个放大器(PowerLab 8/35, ADInstruments)。心室压力加工用专用软件(LabChart 8 Pro, ADInstruments)。

2.12。在活的有机体内MnTE-2-PyP^{5 +}安全

测试在活的有机体内MnTE-2-PyP安全^{5 +}动物被随机分成两组:(1)控制着0.9%生理盐水(1毫升/公斤/天,i.p)和(2)MnTE-2-PyP^{5 +}(1毫克/公斤/天,i.p。),治疗15天。MnTE-2-PyP的剂量方案^{5 +}政府选择基于鼠模型实验进行之前由我们集团(17,37,38]。

2.13。在活的有机体内心电图测量

动物与氯胺酮麻醉(80毫克/公斤,i.p。);表面心电图测量进行了使用皮下的电极放置在连接到一个心脏镜DII领导安排,放大和数字化(PowerLab ADInstruments 4/35,美国)。心电图信号记录15分钟,然后动物注射咖啡因(120毫克/公斤,i.p。)和肾上腺素(2毫克/公斤,i.p)。数据分析在LabChart 8(美国ADInstruments)和心律不齐的分数测量如前所述36]。

2.14。在活的有机体内心律失常的易感性

动物被注射地塞米松(4毫克/公斤,i.p。) 7天引起心律失常。预防协议,动物收到MnTE-2-PyP^{5 +}(1毫克/公斤/天,i.p。)在地塞米松的7天。治疗协议,动物只有地塞米松,直到第五天MnTE-2-PyP^{5 +}(1毫克/公斤/天,i.p。)和地塞米松(4毫克/公斤,i.p。)天6和7。老鼠被随机分为四组:实验1:控制;2:地塞米松;3:地塞米松+ MnP(治疗);4:地塞米松+ MnP(预防)。

2.15。M-Mode超声心动图

心脏功能的条件下被二维评估指导M-mode超声心动图halothane-anesthetized老鼠如前所述的39]。简单地说,动物被放置在仰卧位前爪敞开和trichotomized。经胸廓的超声心动图进行使用SonoSite M-Turbo超声波系统B(美国)配有14 MHz线性传感器。

2.16。统计分析

数据了 。使用学生的样本进行了比较 - - - - - -测试双官能团分析或单向方差分析之后,事后多重比较分析。在所有统计测试, 被用作衡量的统计学意义。

3所示。结果

3.1。MnTE-2-PyP^{5 +}减少了Ca^{2 +}信号保护心肌细胞收缩性

调查是否MnTE-2-PyP^{5 +}调节钙^{2 +}在心脏的信号,我们执行^{2 +}瞬态分析分离心肌细胞含有Fluo-4 / (5μ米),孵化与新月MnTE-2-PyP浓度为90分钟^{5 +}(2 - 200μ米),观察到显著减少峰值Ca^{2 +}瞬态浓度的方式(图1(一))。然而,Ca的动力学^{2 +}衰变为T90改变只有200μ浓度(数据1 (b)和1 (c))。考虑到20μM MnTE-2-PyP^{5 +}Ca峰值浓度降低大约50%^{2 +}瞬态,我们选择这个浓度继续实验。为了进一步了解MnTE-2-PyP^{5 +}影响心脏细胞,我们进行了一次分析Ca^{2 +}瞬态从5到15分钟。再一次,MnTE-2-PyP^{5 +}促进了Ca峰值明显下降^{2 +}瞬态,15分钟后观察孵化(图1 (d)),没有导致Ca的动力学改变^{2 +}衰变(图1 (e)和1 (f))。另外,我们观察到MnTE-2-PyP^{5 +}改变不了基底Fluo-4荧光(补充视频吗1 - 4)。

考虑到MnTE-2-PyP^{5 +}是一个超氧化物歧化酶(SOD)模仿(目前公认的广义氧化还原调制器)(17,18),我们使用dihydroethidium(她),荧光,cell-permeable,活性氧(ROS)指标,来评估MnTE-2-PyP^{5 +}影响心肌细胞ROS水平。MnTE-2-PyP^{5 +}改变不了基底的ROS水平。然而,众所周知,MnTE-2-PyP^{5 +}生理上,抗氧化活性在氧化应激条件下,我们使用异丙肾上腺素(ISO)作为细胞的压力源。正如所料,ISO诱导增加在荧光MnTE-2-PyP阻止的^{5 +}(数据2(一个)和2 (b)),这表明MnTE-2-PyP^{5 +}是在压力条件下有效地调节心肌细胞氧化还原状态。然而,随着MnTE-2-PyP^{5 +}并没有改变心肌细胞的基底ROS水平,这一结果表明,Ca的观察减少吗^{2 +}MnTE-2-PyP引起的瞬态^{5 +}可能是独立于它的抗氧化作用。

为l型钙^{2 +}渠道高瓦斯)和阿诺定受体正常Ca (RyR)是至关重要的^{2 +}信号,我们调查了MnTE-2-PyP^{5 +}对l型钙的影响^{2 +}电流( )使用全细胞电压钳记录。数据2 (d)- - - - - -2 (f)表明MnTE-2-PyP^{5 +}诱导显著减少电流密度,与降低峰值Ca兼容^{2 +}瞬态。此外,我们测量Ca^{2 +}火花频率,有趣的是,MnTE-2-PyP^{5 +}减少基底火花频率(图2 (c)Ca的增加)和预防^{2 +}火花频率由ISO(图2 (c))。

当我们观察这些变化在兴奋收缩偶联(ECC)的关键组件和考虑到Ca的重要性^{2 +}离子对细胞收缩,我们接下来分析MnTE-2-PyP^{5 +}对心肌细胞收缩性的影响。值得注意的是,尽管减少在Ca峰值^{2 +}瞬态,没有改变部分缩短,收缩长度,或舒张MnTE-2-PyP的长度^{5 +}治疗心肌细胞观察,直接与确立阻滞剂verapamil-treated集团(数字3(一个)- - - - - -3 (d))。这个结果是值得注意的,因为它表明,尽管MnTE-2-PyP^{5 +}减少钙^{2 +}瞬态,它保留了心肌细胞收缩性。

3.2。MnTE-2-PyP^{5 +}保护心脏收缩性降低心律失常指数

基于影响分离心肌细胞中观察到,我们决定调查MnTE-2-PyP^{5 +}行动对心脏收缩性。首先,使用孤立左心房的准备,这是观察到MnTE-2-PyP^{5 +}没有唤起改变收缩力,dT / dT (+), dT / dT(-)(数据吗3 (e)- - - - - -3 (g)),确凿的孤立的心肌细胞和获得的数据表明MnTE-2-PyP^{5 +}保护心肌细胞收缩,也在组织分析。此外,在Langendorff-perfused心,MnTE-2-PyP^{5 +}并没有改变开发的左心室压力(LVDP)(图3 (h))。此外,我们证实心脏收缩、舒张和心动周期持续时间被MnTE-2-PyP不修改^{5 +}(补充图。S1A-C)。总的来说,这些数据表明,尽管MnTE-2-PyP^{5 +}严重降低了Ca^{2 +}在孤立的心肌细胞信号,它保留了心脏收缩性。

当我们观察到的改变^{2 +}在孤立的心肌细胞,引发频率如果MnTE-2-PyP,我们还测试了^{5 +}改变了SR Ca^{2 +}内容孤立的心房。与孤立的单元格数据一致,MnTE-2-PyP^{5 +}增加了SR Ca^{2 +}负载在大约66%,这有助于解释维护心脏收缩性(补充无花果。S1D和E)。

考虑Ca的参与^{2 +}离子引发心律失常,我们使用Langendorff-perfused心来测试是否MnTE-2-PyP^{5 +}可能会改变心脏的电活动。心电图(ECG),记录被用来分析心电图的间隔和片段。结果表明,心率和QRS波群的长度被MnTE-2-PyP不修改^{5 +}(数据4(一)- - - - - -4 (c))。然而,QTcV显著缩短和PRi增加(数据4 (d)和4 (e))。此外,如果MnTE-2-PyP调查^{5 +}心律失常可能目标,孤立心脏灌注高钙(HC)诱发心律失常。图4 (f)显示正常心电图跟踪控制情况(前面板)和诱发心律失常HC-perfused心中(下半部分)。如图4 (g)HC灌注明显增加,心律失常评分和MnTE-2-PyP^{5 +}减少HC-induced心律失常。此外,大多数的心律失常证明控制情况的严重程度较低,如室性过早搏动(VPB,图4 (h))。相比之下,HC-perfused心心室颤动(VF),最严重的心律失常类型。值得注意的是,MnTE-2-PyP^{5 +}避免最严重的心律失常事件的发生率(图4 (h))。

3.3。MnTE-2-PyP^{5 +}增加钙^{2 +}瞬态和保护心脏功能在活的有机体内

基于我们的在体外结果,我们可视化MnTE-2-PyP^{5 +}作为一个潜在的治疗方法对于某些心律失常。因此,我们设计了在活的有机体内实验大鼠MnTE-2-PyP的影响进行调查^{5 +}在心脏。动物是每日1毫克/公斤MnTE-2-PyP治疗^{5 +}注射(ip) 15天。首先,我们测试了MnTE-2-PyP^{5 +}对Ca的影响^{2 +}瞬态。心肌细胞从MnTE-2-PyP^{5 +}治疗大鼠增加峰值Ca^{2 +}瞬态和T90 Ca的时候了^{2 +}腐烂,不同于我们在敏锐地观察到治疗孤立的细胞(数字5(一个)- - - - - -5 (c))。此外,我们验证了SR负载的增加在体外,我们决定调查SR负载从对待动物心肌细胞分离。同意在体外实验中,MnTE-2-PyP^{5 +}治疗增加SR Ca^{2 +}负载约14%(图5 (d))。

此外,心脏重量/体重(HW / BW)和心脏重量/胫骨长度(HW / TL)比率进行评估MnTE-2-PyP心脏肥大的标志^{5 +}对待动物。如数据所示5 (e)和5 (f),这些参数没有不同于对照组。接下来,通过超声心动图分析,我们证实MnTE-2-PyP^{5 +}对待动物没有区别射血分数(EF)相比,控制(图5 (g)),这表明MnTE-2-PyP^{5 +}保护心脏的收缩性在活的有机体内。综上所述,这些研究结果表明MnTE-2-PyP^{5 +}在1毫克/公斤/天ip不改变正常的心脏功能在活的有机体内。

3.4。MnTE-2-PyP^{5 +}有效地预防和治疗心律失常在活的有机体内

考虑到MnTE-2-PyP强劲的影响^{5 +}在预防心律失常在孤立的心,我们评估其抗心律失常的财产在活的有机体内。通过使用一个dexamethasone-induced心律失常模型,我们测试了MnTE-2-PyP的预防和治疗措施^{5 +}。图6(一)心电图显示代表连同痕迹记录心律失常的类型:孤立VPB,持续VPB和VT。值得注意的是,在预防和治疗协议,MnTE-2-PyP^{5 +}完全是有效减少心律失常评分和持续时间(数据吗6 (b)和6 (c)),恢复控制概要文件。当我们分析室性心律失常的严重程度,我们观察到MnTE-2-PyP^{5 +}防止发生室性心动过速(VT)(图6 (d))。然而,尽管MnTE-2-PyP^{5 +}减少心律失常的持续时间,是无法逆转的相对发生VT(图6 (d))。

更好地查看MnTE-2-PyP的多个操作^{5 +},图7提出了一种MnTE-2-PyP示意图总结的主要的影响^{5 +}这两个在体外和在活的有机体内。

更好地查看MnTE-2-PyP的多个操作^{5 +},图7提出了一种MnTE-2-PyP示意图总结的主要的影响^{5 +}这两个在体外和在活的有机体内。

4所示。讨论

心律失常是猝死的重要原因;因此,适当的治疗这些条件是至关重要的。事实上,在过去的二十年里,已经有了很大的进步在心律失常的管理。然而,大多数抗心律失常的药物被证明是无效的或危险的患者室性心律失常(40),展示新的治疗策略的必要性。

虽然治疗的主要含有儿茶酚胺的多态室性心动过速(CPVT)β封锁,也是早期的证据表明,阻塞确立的阻断剂维拉帕米可防止室性心律失常(41]。总的来说,人们认为减少结果在Ca^{2 +}过载的肌细胞,减少异位倾向会引发心律失常(4]。同意这些发现,我们的研究表明,急性MnTE-2-PyP管理^{5 +}孤立的心肌细胞减少峰值Ca^{2 +}瞬态在这些细胞,与降低 。此外,急性MnTE-2-PyP管理^{5 +}孤立的心里导致减少心律失常指数、严重性、心律失常和持续时间,展示,第一次MnTE-2-PyP^{5 +}代表了一个新的领导分子治疗心律失常。

此外,虽然在体外急性使用MnTE-2-PyP^{5 +}减少钙^{2 +}瞬态在心肌细胞中,在活的有机体内15天使用MnTE-2-PyP^{5 +}在健康老鼠并没有改变^{2 +}短暂的心肌细胞。虽然这些结果可能起初似乎不一致,当我们认为MnTE-2-PyP^{5 +}减少钙^{2 +}火花率和SR负载增加,长期以来,这两个效应组合可能占最终增加Ca^{2 +}瞬态观察在活的有机体内。此外,当我们和其他人(15,17,18MnTE-2-PyP]表明,压力条件^{5 +}防止氧化应激,这种效应也可以贡献,长期,细胞恢复基底瞬态动力学。因此,阿尔梅达et al。42)表明,aldosterone-treated心肌细胞增加和Ca^{2 +}瞬态,血管紧张素-(1 - 7)恢复基底尽管增加Ca^{2 +}瞬态。进一步调查表明,这种改变在Ca^{2 +}瞬态是由Ca的减少造成的^{2 +}火花频率和顺向SR负荷增加。MnTE-2-PyP^{5 +}通过改善Ca显然是通过一个类似的机制^{2 +}在长期的瞬态。此外,系统性的MnTE-2-PyP抗氧化作用^{5 +}必须考虑在心血管健康在活的有机体内。

通过减少外围血管收缩和LV后负荷,钙通道阻滞剂被认为有潜在作用慢性心力衰竭(HF)的管理。然而,第一代dihydropyridine nondihydropyridine钙通道阻滞剂也有心肌镇静剂活动(43]。一些临床试验已证明没有临床效益或更糟糕的是心力衰竭患者预后与这些药物治疗(44- - - - - -48]。尽管他们更大的选择性血管平滑肌细胞钙通道,第二代钙通道阻滞剂,dihydropyridine衍生品如氨氯地平、非洛地平,未能证明任何功能或心力衰竭患者的生存获益49- - - - - -53]。在一起,这些数据表明,尽管钙通道阻滞剂在心律失常的管理有一个重要的角色,他们是有限的使用,尤其是在心力衰竭患者。

虽然使用钙通道阻滞剂心律失常治疗往往是由于心肌镇静剂的活动,在这里,我们表明,MnTE-2-PyP^{5 +}预防和治疗心律失常,同时保留在心肌细胞和心脏收缩性的水平。这些组合的影响反应在很大差距在心律失常的治疗,特别是在心力衰竭患者。

值得注意的是,我们的研究表明,MnTE-2-PyP^{5 +}保护心肌细胞和心脏收缩性和产生抗心律失常的作用在体外和在活的有机体内代表,因此,一个潜在的新战略收缩障碍患者治疗心律失常。此外,尽管减少钙瞬态峰值通常是与心脏收缩性,减少调制的蛋白质参与钙处理或收缩机械可以改变这种关系。通过这种方式,Vanzelli el al (54]。表明心力衰竭小鼠用卡维地洛治疗没有改善心脏部分缩短而不是改变峰值钙瞬变。虽然我们没有直接分析这些机制,我们推测MnTE-2-PyP^{5 +}效果可能有点相关的机制被Vanzelli el al (54]。进一步的调查显然是需要披露实际MnTE-2-PyP^{5 +}(s)的作用机制。

最后,重要的是要强调使用Mn porphyrin-based SOD模拟对心血管治疗处于起步阶段。第一次报告55)是最近发表在一个类似的锰卟啉的能力,MnTnBuOE-2-PyP^{5 +}(bmx - 001) [28),抑制主动脉瓣硬化在老鼠和人类模型。我们这里显示典型的Mn-porphyrin MnTE-2-PyP^{5 +}代表了一种简单的,承诺redox-active治疗对于预防和治疗心律失常,保护心脏收缩功能。综上所述,这些数据加强锰卟啉的治疗潜力完全未知的心脏领域的应用。

数据可用性

这个手稿的一部分受到专利注册。因为作者没有数据可用性声明。

的利益冲突

作者宣称I.B.H.顾问和持有股票BioMimetix合资有限责任公司。I.B.H.和杜克大学专利权利和授权技术BioMimetix合资有限责任公司。

确认

这项工作是由CNPq、FINEP FAPEMIG。A.M.B.和J.F.S.N.承认斗篷(巴西)博士奖学金。

补充材料

补充1。补充图1:(a - c)持续时间收缩,心脏舒张,心动周期,计算心电图记录在孤立的心,和(D)代表左心房收缩的痕迹。稳定水平和postrest收缩20年代后暂停在刺激观察caffeine-treated(10毫米)或caffeine-treated包含20μM MnTE-2-PyP^{5 +}。

补充2。补充图1:条形图(E)的收缩力每组的平均水平。测量了最后第一收缩后收缩前停下来休息间隔。补充视频1 - 4:代表的视频Fluo-4 (10μM;表达载体,尤金或))下载心肌细胞,在刺激(1 Hz),记录在一个蔡司Axio观察者A1荧光显微镜。