Early outgrowth pro-angiogenic cell number and function do not correlate with left ventricular structure and function in conventional hemodialysis patients: a cross-sectional study

Abstract

Background

Left ventricular hypertrophy (LVH) is commonly found in chronic dialysis (CD) recipients, and is associated with impaired microvascular cardiac perfusion and heart failure. In response to LVH and cardiac ischemia, early outgrowth pro-angiogenic cellS(EPCs) mobilize from the bone marrow to facilitate angiogenesis and endothelial repair. In the general population, EPC number and function correlate inversely with cardiovascular risk. In end-stage renal disease (ESRD), EPC number and function are generally reduced.

Objectives

To test whether left ventricular abnormalities retain their potent ability to promote EPC reparative responses in the setting of ESRD.

Design

Cross-sectional study.

Setting

St. Michael’s Hospital, Toronto, Ontario, Canada.

Patients

47 prevalent chronic dialysis recipients.

Measurements

(1) circulating CD34 ⁺ and CD133 ⁺ EPC number, (2) cultured EPC migratory ability, in vitro differentiation potential, and apoptosis rate, and (3) cardiac magnetic resonance-measured LV mass, volume and ejection fraction.

Methods

Bivariate correlation analysis was performed with Spearman's rho test.

Results

Of the 47 patients (mean age: 54 ± 13 years), the mean delivered urea reduction was 74 ± 10 %. Mean LV mass was 123 ± 38 g. Circulating CD34 ⁺ and CD133 ⁺ EPCs represented 0.14 % (IQR: 0.05 – 0.29 %) and 0.05 % (IQR: 0.01 – 0.10 %) of peripheral blood mononuclear cells. There were no significant correlations between any EPC parameter and measures of LV mass or ejection fraction.

Limitations

Lack of a non-ESRD control population, and the inability to measure all parameters of EPC function due to limitations in blood sampling. Our inability to measure cardiac VEGF expression prevented an assessment of changes in cardiac EPC mobilization signals.

Conclusions

These data suggest that in ESRD, the reparative EPC response to cardiac hypertrophy may be blunted. Further investigation of the effects of uremia on EPC physiology and its relationship to cardiac injury are required.

Abrégé

Contexte

L’hypertrophie ventriculaire gauche (HVG), qui est associée à la perfusion cardiaque microvasculaire alterée et à l’insuffisance cardiaque, n’est pas rare chez les patients qui reçoivent une dialyse chronique. En réponse à l’HVG et à l’ischémie cardiaque, les cellules proangiogéniques à croissance précoce (CPCP) se mobilisent au sein de la moelle osseuse afin de faciliter l’angiogenèse et la réparation endothéliale. Dans l’ensemble de la population, le nombre et l’activité des CPCP sont inversement proportionnels au risque cardiovasculaire. Dans le cas d’insuffisance rénale chronique terminale (IRT), le nombre et l’activité des CPCP sont généralement réduits.

Objectifs

Vérifier si les anomalies du ventricule gauche demeurent aussi efficaces à promouvoir les actions réparatrices des CPCP dans le contexte de l’IRT.

Contexte

St. Michael’s Hospital, à Toronto, en Ontario, au Canada

Participants

47 cas prévalents de patients qui reçoivent une dialyse chronique

Mesures

(1) le nombre de CPCP CD34 ⁺ et CD133 ⁺ en circulation, (2) l’habileté migratoire des CPCP, le potentiel de différentiation in vitro, le taux d’apoptose, et (3) la mesure de la masse ventriculaire gauche par imagerie cardiaque à résonnance magnétique

Méthodes

L’analyse de la corrélation simple a été effectuée au moyen du coefficient de corrélation des rangs de Spearman.

Résultats

On a observé une réduction de 74 ± 10 % en moyenne parmi les 47 participants (moyenne d’âge : 54 ± 13 ans). La masse ventriculaire gauche était de 123 ± 38 g en moyenne. Les CPCP CD34 ⁺ et CD133 ⁺ en circulation représentaient 0,14 % (IQR : 0,05–0,29 %) et 0,05 % (IQR : 0,01–0,10 %) des cellules mononuclées de sang périphérique. On n’a observé aucune corrélation substantielle entre les paramètres relatifs aux CPCP et les mesures de la masse ventriculaire gauche, ou la fraction d’éjection.

Limites de l’étude

L’absence d’une population témoin non atteinte d’IRT, de même que l’inhabilité de mesurer tous les paramètres de l’activité des CPCP, en raison des limites de l’échantillon sanguin. Notre incapacité à mesurer l’expression du facteur de croissance endothéliale vasculaire nous a empêchés d’effectuer l’analyse des modifications dans les signaux cardiaques de mobilisation des CPCP.

Conclusions

Ces données suggèrent que dans le cas d’une IRT, la réponse réparatrice des CPCP à l’hypertrophie cardiaque peut être atténuée. Des observations plus poussées sur les effets de l’urémie sur la physiologie des CPCP et sur le lien avec les lésions cardiaques seraient nécessaires.