Effect of knockdown of Giα proteins using antisense oligodeoxynucleotides encapsulated in cationic liposomes on the development of hypertension in spontaneously hypertensive rats

L'hypertension artérielle est l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans le monde. La compréhension des mécanismes qui sont à la base du développement de l'hypertension offrira de nouvelles perspectives pour un meilleur contrôle de l'hypertension. Nous avons précédemment montré que le niveau des protéines Giα-2 et Giα-3 est augmenté chez les rats spontanément hypertendus (SHR) avant l'apparition de l'hypertension. Le traitement avec les inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’Angiotensine (IEC) est associé à une diminution de l’expression des protéines Gi. De plus, l'injection intrapertoneale de la toxine de la coqueluche inactive les deux protéines Giα et empêche le développement de l'hypertension chez les SHR. Cependant, la contribution spécifique des protéines Giα-2 et Giα-3 dans le développement de l'hypertension n'est pas encore connue. Dans la présente étude, l’Anti-sens oligodésoxynucléotide (AS-ODN) de Giα-2 et Giα-3 (1mg/Kg en poids corporel) encapsulé dans des liposomes cationiques PEG / DOTAP/ DOPE ont été administrés par voie intraveineuse aux SHR pré-hypertendus âgé de trois semaines et aux Wistar Kyoto (WKY) rats de même âge. Les contrôles des WKY et SHR non traités ont été injectés avec du PBS stérile, liposomes vides ou oligomères sens. La pression artérielle (PA) a été suivie chaque semaine en utilisant la technique manchon caudal. Les rats ont été sacrifiés à l'âge de six semaines et neuf semaines. Le coeur et l'aorte ont été utilisés pour étudier l'expression des protéines Gi. Le knockdown des protéines Giα-2 par l’injection de Giα-2-AS a empêché le développement de l'hypertension à l'âge de six semaines. Par la suite, la PA a commencé à augmenter rapidement et a atteint le niveau que l'on retrouve dans les groupes témoins à l'âge de neuf semaines. D'autre part, la PA du groupe traité avec le Giα-3-AS a commencé à augmenter à l'âge de quatre semaines. Dans le groupe des SHR-Giα-3-AS, la PA a augmenté à l’âgé de six semaines, mais moins que celle de SHR-CTL. Le coeur et l'aorte obtenues des SHR Giα-2-AS et Giα-3-AS à partir de l’âgé de six semaines ont eu une diminution significative de l’expression des protéines Giα-2 et Giα-3 respectivement. Dans le groupe des WKY Giα-2-AS et Giα-3-AS l'expression des protéines Giα-2 et Giα-3 respectivement a diminué malgré l'absence de changement dans la PA par rapport aux WKY CTL. À l'âge de neuf semaines, les SHR traités avec du Giα-2-AS et Giα-3-AS avaient la même PA et expression des protéines Gi que le SHR CTL. Ces résultats suggèrent que les deux protéines Giα-2 et Giα-3 sont impliqués dans le développement de l'hypertension chez les SHR, mais le knockdown de Giα-2 et pas de Giα-3 a empêché le développement de l'hypertension. Hypertension is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world. Understanding the mechanisms underlying the development of hypertension will provide new insights into better control of hypertension. We have previously shown that the levels of Giα-2 and Giα-3 proteins were augmented in SHR before the onset of hypertension. Antihypertensive (ACE) inhibitor is associated with decreased Gi-proteins. In addition, intrapertoneal injection of pertussis toxin (PTX) inactivated both Giα proteins and prevented the development of hypertension in SHR. However, the specific contribution of Giα-2 and Giα-3 proteins in hypertension development is still not known. In the present study, Giα-2 and Giα-3 Antisense oligodeoxynuleotide (AS-ODN) (1 mg/Kg body weight) encapsulated in PEG/DOTAP/DOPE cationic liposomes were administrated intravenously to three-week-old pre-hypertensive SHR and their age-matched WKY while control WKY and SHR were injected with sterile PBS, empty liposomes or sense oligomer. Blood pressure (BP) was monitored weekly using tail-cuff technique. The rats were sacrificed at the age of six weeks and nine weeks. Heart and aorta were used to study Gi proteins expression. The knockdown of Giα-2 protein by Giα-2-AS injection prevented the development of hypertension up to the age of six weeks; thereafter the BP began to increase rapidly and reached the same level found in control groups at the age of nine weeks. On the other hand, the BP of the Giα-3-AS treated group began to increase at the age of four weeks. The SHR Giα-3-AS had augmented BP at six weeks but lower than that of SHR-CTL. The heart and aorta obtained from six week-old SHR Giα-2-AS and Giα-3-AS had significant decrease in Giα-2 and Giα-3 proteins expression respectively. WKY Giα-2-AS and Giα-3-AS had decreased in Giα-2 and Giα-3 protein expression respectively despite having no change in BP compared to CTL WKY. At the age of nine weeks, the SHR Giα-2-AS and Giα-3-AS had the same BP and Gi protein expression as the control SHR. These results suggest that both Giα-2 and Giα-3 proteins are implicated in the development of hypertension in SHR but the knockdown of Giα-2 not Giα-3 has prevented the development of hypertension.

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