Dietary restriction (DR) without malnutrition encompasses numerous regimens with overlapping benefits including longevity and stress resistance, but unifying nutritional and molecular mechanisms remain elusive. In a mouse model of DR-mediated stress resistance, we found that sulfur amino acid (SAA) restriction increased expression of the transsulfuration pathway (TSP) enzyme cystathionine γ-lyase (CGL), resulting in increased hydrogen sulfide (H2S) production and protection from hepatic ischemia reperfusion injury. SAA supplementation, mTORC1 activation, or chemical/genetic CGL inhibition reduced H2S production and blocked DR-mediated stress resistance. In vitro, the mitochondrial protein SQR was required for H2S-mediated protection during nutrient/oxygen deprivation. Finally, TSP-dependent H2S production was observed in yeast, worm, fruit fly, and rodent models of DR-mediated longevity. Together, these data are consistent with evolutionary conservation of TSP-mediated H2S as a mediator of DR benefits with broad implications for clinical translation.PaperFlickeyJraWQiOiI4ZjUxYWNhY2IzYjhiNjNlNzFlYmIzYWFmYTU5NmZmYyIsImFsZyI6IlJTMjU2In0.eyJzdWIiOiI1MGJkYjRmOTM3NDE2M2ZiMTg3ZmNjNmEyMDFhNTc1YiIsImtpZCI6IjhmNTFhY2FjYjNiOGI2M2U3MWViYjNhYWZhNTk2ZmZjIiwiZXhwIjoxNjc5Mjk4MjMzfQ.V8qXdbtaLAT3ovDBzZSwwxndvK-UQfG2ejlge2oMFM_tYubmoEGGlBAYQsTC7a0ueef3tEtd05gRjhDyicPasVszlXUXyw-wV5ikYC4QBbj_u93mUWcqg9eyXciefhsfNvVvDGqWt2f_Z_0BqK4MybG_CJmg--1MtYcaGM1Z4FbuOg5aEGMTnL-8Eky9McpUsm1jeTPwmdbI3V80zN3J8DUvtueiO-ggVeZUOMbmwZvasuiT5FrLAe_R26rdZIsEjHz36wi6-kgT4otTJPuzJoyUnRRSmp3Uj3SyXoQNrZ7tJCdC69sztBCJ4c2vDD6jDJQFu9eJPNAAoFw4cx_wnA(mp4, (47.93 MB) Download video

A decline in capillary density and blood flow with age is a major cause of mortality and morbidity. Understanding why this occurs is key to future gains in human health. NAD precursors reverse aspects of aging, in part, by activating sirtuin deacylases (SIRT1-SIRT7) that mediate the benefits of exercise and dietary restriction (DR). We show that SIRT1 in endothelial cells is a key mediator of pro-angiogenic signals secreted from myocytes. Treatment of mice with the NAD

Angiogenesis, the formation of new blood vessels by endothelial cells (ECs), is an adaptive response to oxygen/nutrient deprivation orchestrated by vascular endothelial growth factor (VEGF) upon ischemia or exercise. Hypoxia is the best-understood trigger of VEGF expression via the transcription factor HIF1α. Nutrient deprivation is inseparable from hypoxia during ischemia, yet its role in angiogenesis is poorly characterized. Here, we identified sulfur amino acid restriction as a proangiogenic trigger, promoting increased VEGF expression, migration and sprouting in ECs in vitro, and increased capillary density in mouse skeletal muscle in vivo via the GCN2/ATF4 amino acid starvation response pathway independent of hypoxia or HIF1α. We also identified a requirement for cystathionine-γ-lyase in VEGF-dependent angiogenesis via increased hydrogen sulfide (H2S) production. H2S mediated its proangiogenic effects in part by inhibiting mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation, resulting in increased glucose uptake and glycolytic ATP production.

Abstract Inhibition of the master growth regulator mTORC1 (mechanistic target of rapamycin complex 1) slows ageing across phyla, in part by reducing protein synthesis. Various stresses globally suppress protein synthesis through the integrated stress response (ISR), resulting in preferential translation of the transcription factor ATF-4. Here we show in C. elegans that inhibition of translation or mTORC1 increases ATF-4 expression, and that ATF-4 mediates longevity under these conditions independently of ISR signalling. ATF-4 promotes longevity by activating canonical anti-ageing mechanisms, but also by elevating expression of the transsulfuration enzyme CTH-2 to increase hydrogen sulfide (H 2 S) production. This H 2 S boost increases protein persulfidation, a protective modification of redox-reactive cysteines. The ATF-4/CTH-2/H 2 S pathway also mediates longevity and increased stress resistance from mTORC1 suppression. Increasing H 2 S levels, or enhancing mechanisms that H 2 S influences through persulfidation, may represent promising strategies for mobilising therapeutic benefits of the ISR, translation suppression, or mTORC1 inhibition.

Abstract Background Kidney transplantation using deceased donors still suffers from high post-operative dysfunction rate. During implantation into the recipient, the kidney rewarms. This second warm ischemia time, which is not monitored, is harmful especially if prolonged. We recently developed an intra-abdominal cooling device that efficiently prevents kidney rewarming during robotic transplantation, and prevent ischemia-reperfusion injuries. Here, we tested the benefits of this cooling device during open kidney transplantation in pigs. Materials Kidneys were procured from large pigs by open bilateral nephrectomy. Following procurement, kidneys were flushed with 4°C Institut Georges Lopez-1 preservation solution, and placed on ice for 128.5 ± 23.2 min. The cooling device was used to continuously cool down the kidney during the vascular anastomosis time. Methods Animals underwent double sequential autologous open renal transplantation with (n = 7) and without (n = 6) intra-abdominal cooling. Renal cortex temperature and urine output were monitored. The severity of the ischemia reperfusion lesions was analyzed by histology (modified Goujon score). Results Mean anastomosis time was similar between groups (43.9 ± 13 min). At reperfusion, the renal cortex temperature was lower in the group with cooling (4.3 ± 1.1°C vs 26.5 ± 5.5°C p <0.001 ). The cooled kidneys tended to be protected from injury, including some histopathological ischemia–reperfusion lesions. With the device, kidneys had a better immediate post-operative urine output ( p=0.05 ). Conclusions Our results indicate that the intra-abdominal cooling device significantly reduces second warm ischemic time during transplantation, is technically safe, and does not prolong anastomotic time.

Abstract Background Intimal hyperplasia (IH) remains a major limitation in the long-term success of any type of revascularization. IH is due to vascular smooth muscle cell (VSMC) dedifferentiation, proliferation and migration. The gasotransmitter Hydrogen Sulfide (H 2 S) inhibits IH in pre-clinical models. However, there is currently no clinically approved H 2 S donor. Here we used sodium thiosulfate (STS), a clinically-approved source of sulfur, to limit IH. Methods Hypercholesterolemic LDLR deleted (LDLR -/- ), WT or CSE -/- male mice randomly treated with 4g/L STS in the water bottle were submitted to focal carotid artery stenosis to induce IH. Human vein segments were maintained in culture for 7 days to induce IH. Further in vitro studies were conducted in primary human vascular smooth muscle cell (VSMC). Findings STS inhibited IH in mice and in human vein segments. STS inhibited cell proliferation in the carotid artery wall and in human vein segments. STS increased polysulfides in vivo and protein persulfidation in vitro , which correlated with microtubule depolymerization, cell cycle arrest and reduced VSMC migration and proliferation. Interpretation STS, a drug used for the treatment of cyanide poisoning and calciphylaxis, protects against IH in a mouse model of arterial restenosis and in human vein segments. STS acts as an H 2 S donor to limit VSMC migration and proliferation via microtubule depolymerization. Funding This work was supported by the Swiss National Science Foundation (grant FN-310030_176158 to FA and SD and PZ00P3-185927 to AL); the Novartis Foundation to FA; and the Union des Sociétés Suisses des Maladies Vasculaires to SD. Graphical Abstract Research in context Evidence before this study Intimal hyperplasia (IH) is a complex process leading to vessel restenosis, a major complication following cardiovascular surgeries and angioplasties. Therapies to limit IH are currently limited. Pre-clinical studies suggest that hydrogen sulfide (H 2 S), an endogenous gasotransmitter, limits restenosis. However, despite these potent cardiovascular benefits in pre-clinical studies, H 2 S-based therapeutics are not available yet. Sodium thiosulfate (Na 2 S 2 O 3 ) is an FDA-approved drug used for the treatment of cyanide poisoning and calciphylaxis, a rare condition of vascular calcification affecting patients with end-stage renal disease. Evidence suggest that thiosulfate may generate H 2 S in vivo in pre-clinical studies. Added value of this study Here, we demonstrate that STS inhibit IH in a surgical mouse model of IH and in an ex vivo model of IH in human vein culture. We further found that STS increases circulating polysulfide levels in vivo and inhibits IH via decreased cell proliferation via disruption of the normal cell’s cytoskeleton. Finally, using CSE knockout mice, the main enzyme responsible for H 2 S production in the vasculature, we found that STS rescue these mice from accelerated IF formation. Implications of all the available evidence These findings suggest that STS holds strong translational potentials to limit IH following vascular surgeries and should be investigated further.

Abstract Objectives Hypertension is a major risk factor for intimal hyperplasia (IH) and restenosis following vascular and endovascular interventions. Pre-clinical studies suggest that hydrogen sulfide (H 2 S), an endogenous gasotransmitter, limits restenosis. While there is no clinically available pure H 2 S releasing compound, the sulfhydryl-containing angiotensin-converting enzyme inhibitor Zofenopril is a source of H 2 S. Here, we hypothesized that Zofenopril, due to H 2 S release, would be superior to other non-sulfhydryl containing angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEi), in reducing intimal hyperplasia. Materials Spontaneously hypertensive male Cx40 deleted mice (Cx40 −/− ) or WT littermates were randomly treated with Enalapril 20 mg (Mepha Pharma) or Zofenopril 30 mg (Mylan SA). Discarded human vein segments and primary human smooth muscle cells (SMC) were treated with the active compound Enalaprilat or Zofenoprilat. Methods IH was evaluated in mice 28 days after focal carotid artery stenosis surgery and in human vein segments cultured for 7 days ex vivo . Human primary smooth muscle cell (SMC) proliferation and migration were studied in vitro . Results Compared to control animals (intima/media thickness=2.3±0.33), Enalapril reduced IH in Cx40 −/− hypertensive mice by 30% (1.7±0.35; p=0.037), while Zofenopril abrogated IH (0.4±0.16; p<.0015 vs. Ctrl and p>0.99 vs. sham-operated Cx40 −/− mice). In WT normotensive mice, enalapril had no effect (0.9665±0.2 in control vs 1.140±0.27; p>.99), while Zofenopril also abrogated IH (0.1623±0.07, p<.008 vs. Ctrl and p>0.99 vs. sham-operated WT mice). Zofenoprilat, but not Enalaprilat, also prevented intimal hyperplasia in human veins segments ex vivo . The effect of Zofenopril on carotid and SMC correlated with reduced SMC proliferation and migration. Zofenoprilat inhibited the MAPK and mTOR pathways in SMC and human vein segments. Conclusion Zofenopril provides extra beneficial effects compared to non-sulfhydryl ACEi to reduce SMC proliferation and restenosis, even in normotensive animals. These findings may hold broad clinical implications for patients suffering from vascular occlusive diseases and hypertension. Graphical Abstract What this paper adds The current strategies to reduce intimal hyperplasia (IH) principally rely on local drug delivery, in endovascular approach. The oral angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEi) Zofenopril has additional effects compared to other non-sulfyhydrated ACEi to prevent intimal hyperplasia and restenosis. Given the number of patients treated with ACEi worldwide, these findings call for further prospective clinical trials to test the benefits of sulfhydrated ACEi over classic ACEi for the prevention of restenosis in hypertensive patients.

Abstract Background The number of patients in need of a liver transplant far exceeds the supply of available organs. This imbalance could be dramatically reduced should the donor organ pool be expanded by rendering marginal cases transplantable rather than discarded. The poly-pharmacological drug cocktail CEPT (Chroman-1, Emricasan, Polyamine, and Trans-ISRIB (integrated stress inhibitor)) has been found to improve the in-vitro viability of human pluripotent stem cells (hPSCs) following cryopreservation. It is worth exploring CEPT’s ability to inhibit various apoptotic pathways and preserve cellular function for potentially mitigating warm ischemic stress of the anhepatic phase of graft implantation and promoting more rapid graft recovery following reperfusion with continuous treatment. Methods Rat livers without warm ischemia and CEPT supplementation are the healthy control: fresh (n=3) group. Room-temperature warm ischemia was used to replicate the anhepatic phase of graft implantation in the control (n=6) group and the experimental CEPT group (n=6) without and with CEPT supplementation, respectively. Transplantation was modeled by ex-vivo reperfusion at 37°C for six hours with William’s E-based hepatocyte culture media and with CEPT supplementation in the CEPT group. Results Livers treated with CEPT during warm ischemia and subsequent reperfusion have improved hepatocellular function as indicated by increased oxygen O 2 utilization, stable pH, and improved cholangiocyte function indicated by the increased hourly rate of bile production. Furthermore, resistance, an endothelial injury marker, and caspase 3/7, an apoptotic marker, were lower. Conclusion To improve the utilization of available donor livers, different stages of the organ transplantation process can be optimized. The anhepatic phase, which includes the period from the removal of the native liver from the recipient to the reperfusion of the donor’s graft liver through the portal vein during graft implantation, can be targeted using CEPT for mitigating warm ischemia-induced injury that occurs during vascular anastomosis. (S1 Fig: Graphical abstract)

The vascular system experiences an age-associated decline in tissue perfusion and response to ischemic diseases. The factors driving this age-associated neovascularization decline remain unclear. While old endothelial cells (ECs) adopt a pro-angiogenic gene expression profile, we observed a stark reduction in the proliferative capacity of old ECs, while migratory capabilities remain intact. This is paralleled by a drastic decline in glycolytic capacity and ATP production, which likely act as limiting factors to neovascularization. These findings may provide new strategies to restore EC function in aging, thereby improving organ resilience and extending health- and lifespan.

Endovascular aneurysm sealing (EVAS) appeared to be an innovative alternative to conventional endovascular abdominal aortic aneurysm repair. However, high rates of mid-term failure of the EVAS led to withdrawal of the device from the market. The study aim was to report mid-term outcome of patients treated with EVAS alone or associated with chimneys (ChEVAS) and their management complications. In this single centre study, all consecutive Nellix between 2013 and 2016 were included. Primary endpoint was device failure: (1) a triad of caudal migration of the Nellix stents > 5 mm, separation of the endobags (> 5 mm), and sac enlargement (> 5 mm), with or without visible endoleak, (2) secondary rupture of the aneurysm, (3) surgical explant of the graft, or (4) any intervention for a type I endoleak. Overall mortality, aneurysm related mortality, and re-intervention rates were analysed. Fifty patients (male n = 43, female n = 7) were included. Median follow up was 3.05 years (interquartile range [IQR] 0.52, 4.63) and follow up index was 0.51 (IQR 0.10, 0.88). Device failures occurred in 17 patients (34%). Overall and aneurysm related mortality during the follow up period were 30% and 13%. Fourteen (28%) patients required re-interventions. Five EVAS patients (17.2%) presented with complications. Type Ia were managed by device explantation for three patients, and endovascular aneurysm repair in Nellix for two patients. Type Ib endoleak was managed with an iliac branched device and limb extension. Nine ChEVAS patients (42.9%) presented with complications. Type Ia was managed by Nellix stent prolongation and renal extension, two multibranched thoraco-abdominal devices, and two device explantations. Type Ib endoleak was managed by limb extension and stent complications by stent angioplasty and ilio-renal bypass. Mid-term outcome of EVAS is poor. All patients who underwent EVAS implantation must be informed and should undergo frequent surveillance. Open repair and device explantation should be considered as the primary treatment.