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Erschienen in: Translational Stroke Research 1/2020

18.03.2019 | Original Article

Vascular Arginase Is a Relevant Target to Improve Cerebrovascular Endothelial Dysfunction in Rheumatoid Arthritis: Evidence from the Model of Adjuvant-Induced Arthritis

verfasst von: Romain Bordy, Aurore Quirié, Christine Marie, Daniel Wendling, Perle Totoson, Céline Demougeot

Erschienen in: Translational Stroke Research | Ausgabe 1/2020

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Abstract

Emerging data revealed that rheumatoid arthritis (RA) is associated with higher risk of cerebrovascular diseases. Whereas cerebral endothelial dysfunction is acknowledged as a critical aspect of cerebrovascular diseases, its presence in RA and the mechanisms involved are currently unknown. By using the model of rat adjuvant-induced arthritis (AIA), the present study investigated cerebrovascular reactivity in pressurized middle cerebral arteries (MCA) on day 33 post-immunization. The results revealed that arthritis induced a dramatic decrease in the vasodilatory response to acetylcholine (ACh), ADP, and bradykinin (n = 7–9 arteries, p < 0.0001). By using nor-NOHA, L-NAME, BH4, and Tempol, the results showed that the reduced response to ACh relied on arginase overactivation (n = 8), low NOS activity (n = 8), BH4 deficiency (n = 9), and excessive superoxide production (n = 9). Immunohistological analysis revealed an endothelial upregulation of arginase 2 (p < 0.05, n = 5–6) and NADPH oxidase (p < 0.05, n = 5–7) while eNOS expression was unchanged in AIA (n = 6). To assess whether arginase inhibition may be a relevant therapeutic, AIA rats were treated with an arginase inhibitor (nor-NOHA, 40 mg/kg/day, i.p., n = 20 rats) daily from day 10 to day 33 post-immunization. The treatment alleviated the impaired response of MCA to endothelium-dependent agonists, through an increase in NOS signaling and a suppression of BH4 deficiency and superoxide overproduction. By contrast, it did not change the course of arthritis. In conclusion, arthritis induced a cerebrovascular endothelial dysfunction involving an imbalance in the arginase/NOS pathway. Arginase inhibition appears as a promising therapy beyond anti-rheumatic drugs for reducing the risk of cerebrovascular diseases in RA.
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Metadaten
Titel
Vascular Arginase Is a Relevant Target to Improve Cerebrovascular Endothelial Dysfunction in Rheumatoid Arthritis: Evidence from the Model of Adjuvant-Induced Arthritis
verfasst von
Romain Bordy
Aurore Quirié
Christine Marie
Daniel Wendling
Perle Totoson
Céline Demougeot
Publikationsdatum
18.03.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Translational Stroke Research / Ausgabe 1/2020
Print ISSN: 1868-4483
Elektronische ISSN: 1868-601X
DOI
https://doi.org/10.1007/s12975-019-00699-7

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