OBJECTIF: L'administration d'érythropoïétine recombinante humaine (EPO) en insuffisance rénale chronique (IRC) corrige l'anémie, mais augmente la pression artérielle (PA). Par contre, l'EPO n'a pas d'effet sur la PA en conditions normales. L'effet presseur de l'EPO en IRC est associé à une augmentation de la production d'endothéline-1 (ET-1) et à une baisse de l'expression du récepteur ETB. L'activation ETB par l'ET-1 conduit à une vasodilatation in vivo. Cette étude vise à évaluer l'effet de l'EPO sur la réponse vasodilatatrice médiée par le récepteur ETB chez les rats normaux et urémiques. MÉTHODES: Les rats Wistar sont divisés en deux groupes et reçoivent, pendant trois semaines, par voie s.c, soit le véhicule (saline 0,9%) ou soit l'EPO (100 U/kg). La réponse hémodynamique de la pression artérielle in vivo à l'ET-1 est mesurée par l'artère carotidienne. L'ET-l, l'IRL-1620, un agoniste sélectif des récepteurs ETB. et les antagonistes ETA, le BQ-123, et ETB, le A192621, sont administrés par la veine jugulaire. RÉSULTATS: Les animaux normaux et urémiques qui reçoivent l'EPO ont un hématocrite plus élevé, mais ce traitement augmente seulement la PA des animaux urémiques. L'injection d'ET-1 induit une forte réponse hypotensive transitoire, suivie d'une réponse hypertensive prolongée. Cette réponse hypotensive est augmentée chez les animaux urémiques traités à l'EPO, un phénomène qui n'est pas observé chez les animaux normaux recevant l'rhEPO. L'IRL-1620 produit un effet vasodilatateur similaire à l'ET-1 sans causer d'hypertension. Cet effet vasodilatateur induit par l'IRL-1620 est augmenté chez les animaux normaux et urémiques traités à l'EPO comparativement aux animaux recevant le véhicule. Cependant, nous avons démontré par analyse de type Western que le taux d'enzyme eNOS est diminuée chez les animaux urémiques traités à l'EPO. CONCLUSION : Nos résultats indiquent que l'EPO module de façon différente la réponse vasodilatatrice médiée par le récepteur ETB chez les rats normaux et urémiques. Les changements de la réponse vasodilatatrice médiée par le récepteur ETB pourraient expliquer l'effet hypertenseur provoqué par l'EPO en IRC.

La correction de l'anémie par l'érythropoïétine recombinante humaine (rhEPO) en insuffisance rénale chronique (IRC) s'accompagne d'une élévation de la pression artérielle. Les mécanismes presseurs de l'rhEPO en IRC sont encore mal définis. Des études récentes indiquent que le traitement à l'rhEPO accentue la dysfonction endothéliale déjà présente en urémie. On note une élévation de la production endothéliale d'endothéline-1 (ET-1) et une diminution de la relâche de monoxyde d'azote (NO). Ces changements pourraient aussi être associés à une augmentation de la formation d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui peut accentuer ces changements. Notre étude a pour objectif d'évaluer l'effet d'un antioxydant, le tempol (un mimétique de la superoxide dismutase (SOD)), sur la pression artérielle et la progression de l'insuffisance rénale chez le rat urémique traité à l'rhEPO. Pour ce faire, des rats Wistar rendus urémiques par néphrectomie subtotale 5/6 sont divisés en quatre goupes : urémique (Nx) + véhicule; Nx + rhEPO; Nx + tempol (lmmol/1/jour dans l'eau à boire); et Nx + rhEPO + tempol, pendant quatre semaines. Les rats développent de l'urémie, de l'anémie et de l'hypertension artérielle. Ces derniers effets sont associés à une élévation des concentrations d'ET-1 et de la production de fanion superoxyde. Le traitement à l'rhEPO chez les rats urémiques corrige l'anémie, mais aggrave l'hypertension artérielle et l'insuffisance rénale de même que l'augmentation d'ET-1 et de fanion superoxyde. Le traitement au tempol, chez les deux groupes urémiques, atténue le développement de l'hypertension et la progression des dommages histologiques rénaux qui sont d'ailleurs associés à une réduction des concentrations ET-1 plasmatique, urinaire et rénale ainsi qu'une diminution de la production de fanion superoxyde. En conclusion, le développement de l'hypertension et la progression de l'insuffisance rénale chez le rat urémique sont causés, en partie, par la présence d'un stress oxydatif. Le traitement à l'rhEPO accentue d'avantage le stress oxydatif, et ce dernier serait impliqué dans l'aggravation de l'hypertension et de la progression de l'insuffisance rénale.

Le traitement de l'anémie en insuffisance rénale chronique (IRC) avec l'érythropoïétine recombinante humaine (rhEPO) est accompagné d'une élévation de la pression artérielle. Cet effet presseur de l'rhEPO est présent seulement en IRC. En effet, l'rhEPO n'augmente pas la pression artérielle en condition rénale normale. Nos objectifs sont donc d'élucider les mécanismes qui permettent le maintien de la pression en condition normale et l'effet hypertenseur de l'rhEPO en IRC. Dans une première étude, l'rhEPO est administrée chez des rats Wistar normaux (100U/kg, 3 fois par semaine pendant 3 semaines) tandis qu'un second groupe de rats témoins reçoit le véhicule (saline). L'effet de l'rhEPO sur la réactivité vasculaire est évalué dans des segments d'aorte thoracique isolés. L'expression de l'endotheline-1 (ET-1) et de la NO synthase endothelial (eNOS) est analysée par immunofluorescence en microscopie confocale dans ces mêmes vaisseaux. Les résultats montrent que la pression artérielle systolique et la creatinine sérique sont inchangées chez les animaux traités alors que l'hématocrite est augmenté chez les animaux recevant l'rhEPO. Le traitement à l'rhEPO provoque une augmentation de la contraction à la norepinephrine (NE) dans les segments sans endothelium seulement. D cause également une atténuation de la contraction à l'ET-1 dans les segments dont 1'endothelium est intact ; ce phénomène est corrigé en absence de l'endothélium. L'incubation des segments avec le N -nitro-L-arginine méthyl ester (LNAME), un inhibiteur de la synthèse du monoxide d'azote (NO), rétablit aussi la contraction à l'ET-1. L'expression de l'ET-1 dans l'endothélium des aortes thoraciques demeure inchangée tandis que l'expression de la eNOS est augmentée suite au traitement à l'rhEPO. L'rhEPO entraîne donc l'activation d'un mécanisme compensateur vasodilatateur de l'endothélium. Ce mécanisme impliquerait l'augmentation de la relâche de NO suite à une expression accrue de la eNOS. Dans un deuxième temps, nous avons vérifié l'état de ce mécanisme compensateur en IRC. Nous avons donc comparé un groupe de rats Wistar rendus uremiques par néphrectomie 5/6 (Nx) à un groupe de rats témoins. Les mêmes analyses ont été effectuées pour cette étude. Nous avons observé une augmentation de la pression artérielle ainsi qu'une détérioration de la fonction rénale chez les animaux uremiques. L'IRC ne cause aucune altération de la réponse à F acetylcholine (ACh) mais atténue cependant la vasodilatation au nitroprussiate de sodium (SNP). L'IRC cause également une augmentation de la réponse à la NE dans les segments sans endothelium seulement. La contraction à l'ET-1 est diminuée dans les segments d'aorte des rats Nx dont l'endothélium est intact tandis qu'elle est partiellement accentuée en son absence. La contraction à l'ET-1 est aussi augmentée par l'incubation des segments d'aorte de rats Nx avec le L-NAME. Ces résultats suggèrent que l'atténuation de la réponse à l'ET-1 dans les vaisseaux des rats Nx est causée en partie par une augmentation de la production endothéliale de l'ET-1. Par contre, l'urémie accentue aussi la relâche d'un facteur vasodilatateur, dont le NO, pour contrecarrer l'action des agents vasoconstricteurs (ET-1, NE). En effet, l'expression endothéliale de la eNOS est aussi augmentée dans les vaisseaux des animaux Nx. Enfin, nous avons comparé les mêmes paramètres chez les animaux uremiques recevant ou non le traitement à l'rhEPO. L'rhEPO aggrave l'hypertension et détériore la fonction rénale présente en IRC. L'rhEPO diminue la relaxation à l'ACh et au SNP. Le traitement à l'rhEPO ne modifie pas la contraction à la NE. Elle augmente cependant l'atténuation de la réponse à l'ET-1 en présence de l'endothélium. L'absence d'endothélium et l'incubation avec le L-NAME rétablissent partiellement la contraction à l'ET-1 de façon similaire chez les animaux Nx recevant ou non l'rhEPO. Ces résultats indiquent que l'augmentation de l'expression endothéliale de l'ET-1 par le traitement à l'rhEPO en urémie peut être responsable de l'atténuation accrue de la contraction à l'ET-1 chez les animaux Nx traité à l'rhEPO. Tout comme chez les animaux normaux, l'rhEPO entraîne une augmentation de la relâche de NO suite à l'expression accrue de la eNOS. Ce mécanisme serait par contre insuffisant pour bloquer l'effet hypertenseur de l'rhEPO en urémie. En conclusion, une augmentation de la production de NO suite à l'expression accrue de la eNOS explique, du moins en partie, le maintien de la pression artérielle en condition normale suite au traitement à l'rhEPO. Ce mécanisme compensateur est également activé en IRC mais ne serait pas modulé par le traitement à l'rhEPO. Il serait alors insuffisant pour prévenir l'augmentation de la pression artérielle. / Treatment of anemia in chronic renal failure (CRF) with recombinant human erythropoietin (rhEPO) is associated with increased blood pressure. This hypertensive effect of rhEPO is present only in CRF. Indeed, rhEPO does not increase blood pressure in normal renal conditions. The aim of our work is to elucidate the mechanisms involved in the maintenance of normal blood pressure in normal conditions and the hypertensive effect induced by rhEPO in CRF. In a first study, normal Wistar rats were treated with rhEPO (100U/kg, 3 times per week for 3 weeks) while the second group of control rats received the vehicle (saline). The effect of rhEPO on vascular reactivity was evaluated in isolated thoracic aorta segments. The expression of endothelin-1 (ET-1) and endothelial nitric oxide synthase (eNOS) was assessed by immunofluorescence with confocal microscopy in these same vessels. The results show that blood pressure and serum creatinine were unchanged in normal rats treated with rhEPO, whereas hematocrit was increased in the same animals. RhEPO caused an increase of contraction response to norepinephrine (NE) only in segments without endothelium. It also caused an attenuation of ET-1 contraction in segments where endothelium was intact; this phenomenon was corrected in the absence of endothelium. The incubation of segments with NG -nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME), a nitric oxyde (NO) synthesis inhibitor, also restored the ET-1 contraction. ET-1 expression in thoracic aorta endothelium was unchanged, whereas eNOS expression was increased after rhEPO therapy. Thus, rhEPO activates an endothelium-dependent compensatory mechanism. This mechanism involves increased NO release due to enhanced expression of eNOS. Secondly, we evaluated this compensatory mechanism in CRF. Wistar rats were rendered uremic by subtotal 5/6 nephrectomy and were compared with sham-operated control rats. The analyses in the first study were repeated. We found an increase in blood pressure and a deterioration of renal function in uremic rats. CRF did not affect the response to acethylcholine (Ach) but decreased sodium nitroprusside (SNP) vasorelaxation. However, CRF led to an alteration in the contraction response to NE in thoracic aorta segments without endothelium. The contraction to ET-1 was attenuated in segments from uremic rats with intact endothelium whereas it was partially increased in its absence. The ET-1 contraction was also restored by the incubation of segments with L-NAME. These results suggest that the attenuation of the ET-1 response in uremic rats is related, at least in part, to the increase in endothelial ET-1 production. On the other hand, uremia also accentuates the endothelial release of vasodilators, such as NO, which counteract the effects of the vasoconstrictors (ET-1, NE). Moreover, the endothelial expression of eNOS was also increased in vessels from uremic rats. Finally, we compared the same parameters in uremic rats with and without rhEPO treatment. rhEPO aggravated hypertension and exacerbated the deterioration in renal function already present in CRF. rhEPO led to a decrease in the vasodilatation to ACh and SNP. Treatment with rhEPO had no effect on the contraction to NE. However, it increased the attenuation of ET-1 contraction in thoracic aorta segments with endothelium. Endothelium denudation and incubation with L-NAME partially restored the contraction to ET-1 similarly in untreated and rhEPO-treated uremic rats. These results indicate that the increased endothelial expression of ET-1 induced by rhEPO in uremic rats is responsible for the increase in the attenuation response to ET-1. In the same way, as in normal rats, rhEPO led to an increase in NO release due to increased eNOS expression. However, this mechanism appears to be insufficient to prevent the vasopressor effect of rhEPO in uremia. In conclusion, increased production of NO as a result of increased eNOS expression may explain, at least in part, the maintenance of normal blood pressure under normal condition following rhEPO therapy. This compensatory mechanism is also activated in uremia, but is unaffected by rhEPO, and its effect is thus insufficient to prevent the development of hypertension in CRF.

La correction de l'anémie par l'érythropoïétine recombinante humaine (rhEPO) en insuffisance rénale chronique (IRC) s'accompagne d'une augmentation de la pression artérielle. Nos travaux antérieurs indiquent que l'rhEPO accentue la dysfonction endothéliale qui est présente en IRC en augmentant la production d'endothéline-1 (ET-1). Par contre, en condition rénale normale, la pression artérielle et la concentration vasculaire d'ET-1 demeurent inchangées suite au traitement à l'rhEPO. Ces résultats suggèrent que l'rhEPO exerce un effet différent sur la production des hormones vasoactives telles la thromboxane A2 (TXA2) et la prostacycline (PGL) et sur le système ET-1 en IRC et chez l'animal normal. Notre étude démontre que l'administration d'rhEPO en IRC s'accompagne d'une augmentation supplémentaire de TXA? alors que le niveau de PGL demeure inchangé. Le ratio TXA2/PGL est donc augmenté ce qui suggère que la production de PGL est insuffisante pour contrer les effets de la TXA2. En effet, le blocage de la synthèse de TXA2 avec le ridogrel prévient l'hypertension artérielle induite par l'rhEPO en urémie alors que le blocage simultané de la TXA2 et de la PGI2 avec l'acide acétylsalicylique est inefficace. Ces résultats soulignent l'importance de préserver la production de PGI2 lors de l'administration d'rhEPO en IRC. Chez l'animal normal, nous avons observé que l'administration d'rhEPO n'affecte pas la pression artérielle et la concentration vasculaire d'ET-1. Nous avons alors émis l'hypothèse que le récepteur (R) ETB (impliqué dans la clairance) pourrait jouer un rôle compensateur sur la pression artérielle et la clairance de l'ET-1 lors de l'administration d'rhEPO chez l'animal normal. En effet, nos résultats démontrent que l'expression de PARNm du récepteur ETH est augmentée ainsi que sa densité sur l'endothélium des vaisseaux d'animaux traités à l'rhEPO. Afin de démontrer l'effet compensateur du récepteur ETB, nous avons administré de l'rhEPO à des souris ETBR hétérozygotes <+) , ETA<+/_) et sauvages. Le traitement à l'rhEPO cause une augmentation significative de la pression artérielle et de la concentration vasculaire d'ET-1 seulement chez les souris ETBR(+/) . Ainsi, ces résultats démontrent que l'rhEPO peut moduler le système ET1/ETHR en condition normale. Cette augmentation de l'expression du récepteur ETB pourrait contribuer à maintenir la pression artérielle lors de l'administration d'rhEPO à des animaux normaux. À l'inverse, des conditions où le récepteur ETB est déficitaire, comme chez les souris ETBR ( + ) et lors de ITRC, pourraient entraîner une augmentation de la pression artérielle lors de l'administration d'rhEPO. Des analyses de l'expression de gènes par microarray ont aussi été menées sur les aortes de ces rats. Les résultats révèlent que l'effet de l'rhEPO sur l'expression des gènes est différent entre les rats normaux et urémiques. En effet, l'analyse de ces données suggère que des gènes comme la superoxyde dismutase et la glutathionc peroxydase pourraient être impliqués dans l'hypertension artérielle induite par l'rhEPO en IRC. Ces résultats permettent d'identifier de nouvelles avenues de recherche qui permettront d'élucider les mécanismes physiopathologiques de cette forme iatrogénique d'hypertension artérielle. En conclusion, mes travaux de recherche au doctorat révèlent que l'rhEPO exerce une action pléiotropique sur les vaisseaux sanguins et cette action est différente entre le rat normal et le rat urémique. Chez l'animal urémique, l'rhEPO accentue la dysfonction endothéliale déjà existante et l'hypertension artérielle alors que chez le rat normal, l'administration d'rhEPO est associée à des mécanismes compensatoires permettant de maintenir la pression artérielle à un niveau normal. Nos résultats fournissent des évidences d'un nouveau rôle modulateur de l'rhEPO sur les vaisseaux sanguins et permettront de développer des approches thérapeutiques plus spécifiques pour le traitement de l'hypertension artérielle induite par l'rhEPO en IRC. / The treatment of anemia with recombinant human erythropoietin (rhEPO) in chronic renal failure (CRF) induces hypertension. Our previous studies showed that rhEPO increases the existing endothelial dysfunction in rats with CRF by stimulating the production of endothelin-1 (ET-1). In contrast, in normal animals, blood pressure and vascular ET-1 concentrations remain unchanged following rhEPO therapy. These results prompted us to verify whether rhEPO exerts a different effect on the production of vasoactive hormones such as thromboxane A2 (TXA2) and prostacyclin (PGI2), and on the vascular ET-1 system in CRF and normal animals. Our study showed that rhEPO administration in CRF rats is associated with a further increase in vascular TXA2 concentrations, while prostacyclin (PGE) levels remained unchanged. The ratio of TXA2/PGI2 was increased, suggesting that PGI2 production is insufficient to oppose the effects of TXA2. Consistent with this finding, TXA2 synthesis blockade with ridogrel prevented rhEPO-induced hypertension in uremic rats while the inhibition of the synthesis of both TXA2 and PGI2 with acetylsalicylic acid was ineffective. These results stress the importance of preserving PGI2 production when treating rhEpoinduced hypertension in CRF. In normal animals, we observed that rhEPO administration does not affect blood pressure and vascular ET-1 concentrations. We hypothesised, that the ETB receptor (a clearance receptor) could play a compensatory role in maintaining ET-1 levels in normal animals under rhEPO treatment. In keeping with that, the vascular expression of the ETB receptor as well as its endothelial density were increased in normal rats receiving rhEPO. To further document the compensatory role of the ETB receptor (R), we administered rhEPO to ETBR heterozygous <+/) , ETAR <+/_) and wildtype mice. The administration of rhEPO caused an increase in blood pressure and vascular ET-1 concentrations in ETBR mice exclusively. These results indicate that rhEPO can modulate the endothelial ET-1/ETBR system in normal conditions. This increase in endothelial expression of the ETBR may contribute to maintaining normal blood pressure during rhEPO administration in normal animals. In contrast, conditions with deficient ETBR expression, such as in ETBR( + ' mice orCRF rats, may lead to hypertension while receiving rhEPO therapy. Microarray gene expression analyses were also performed on the aorta of these rats. We observed that the effect of rhEPO on gene expression is different between normal and uremic rats. Indeed, the results suggest that genes such as superoxide dismutase and glutathione peroxydase might be involved in hypertension induced by rhEPO in CRF. These results pave the way toward new research directions in elucidating the physiopathogenic mechanisms of this iatrogenic form of hypertension. In conclusion, my doctoral studies reveal that rhEPO exerts a pleiotropic action on blood vessels and this action is different between normal and CRF animals. In uremic conditions, the administration of rhEPO aggravates the existing endothelial dysfunction and hypertension whereas in normal animals there are compensatory mechanisms that contribute to maintaining blood pressure normal. Our results provide further insights into novel modulatory actions of rhEPO on blood vessels which are highly relevant to the development of more specific and rational approaches for the management of rhEPOinduced hypertension in CRF.