With concomitant Doppler echocardiography and multidetector computed tomography (MDCT) measuring aortic valve calcification (AVC) load, this study aimed at defining: 1) independent physiologic/structural determinants of aortic valve area (AVA)/mean gradient (MG) relationship; 2) AVC thresholds best associated with severe aortic stenosis (AS); and 3) whether, in AS with discordant MG, severe calcified aortic valve disease is generally detected.Aortic stenosis with discordant markers of severity, AVA in severe range but low MG, is a conundrum, unresolved by outcome studies.Patients (n = 646) with normal left ventricular ejection fraction AS underwent Doppler echocardiography and AVC measurement by MDCT. On the basis of AVA-indexed-to-body surface area (AVAi) and MG, patients were categorized as concordant severity grading (CG) with moderate AS (AVAi >0.6 cm²/m², MG <40 mm Hg), severe AS (AVAi ≤0.6 cm²/m², MG ≥ 40 mm Hg), discordant-severity-grading (DG) with low-MG (AVAi ≤0.6 cm(2)/m(2), MG <40 mm Hg), or high-MG (AVAi >0.6 cm(2)/m(2), MG ≥40 mm Hg).The MG (discordant in 29%) was strongly determined by AVA and flow but also independently and strongly influenced by AVC-load (p < 0.0001) and systemic arterial compliance (p < 0.0001). The AVC-load (median [interquartile range]) was similar within patients with DG (low-MG: 1,619 [965 to 2,528] arbitrary units [AU]; high-MG: 1,736 [1,209 to 2,894] AU; p = 0.49), higher than CG-moderate-AS (861 [427 to 1,519] AU; p < 0.0001) but lower than CG-severe-AS (2,931 [1,924 to 4,292] AU; p < 0.0001). The AVC-load thresholds separating severe/moderate AS were defined in CG-AS with normal flow (stroke-volume-index >35 ml/m(2)). The AVC-load, absolute or indexed, identified severe AS accurately (area under the curve ≥0.89, sensitivity ≥86%, specificity ≥79%) in men and women. Upon application of these criteria to DG-low MG, at least one-half of the patients were identified as severe calcified aortic valve disease, irrespective of flow.Among patients with AS, MG is often discordant from AVA and is determined by multiple factors, valvular (AVC) and non-valvular (arterial compliance) independently of flow. The AVC-load by MDCT, strongly associated with AS severity, allows diagnosis of severe calcified aortic valve disease. At least one-half of the patients with discordant low gradient present with heavy AVC-load reflective of severe calcified aortic valve disease, emphasizing the clinical yield of AVC quantification by MDCT to diagnose and manage these complex patients.

Aortic valve calcification (AVC) load measures lesion severity in aortic stenosis (AS) and is useful for diagnostic purposes. Whether AVC predicts survival after diagnosis, independent of clinical and Doppler echocardiographic AS characteristics, has not been studied. This study evaluated the impact of AVC load, absolute and relative to aortic annulus size (AVCdensity), on overall mortality in patients with AS under conservative treatment and without regard to treatment. In 3 academic centers, we enrolled 794 patients (mean age, 73 ± 12 years; 274 women) diagnosed with AS by Doppler echocardiography who underwent multidetector computed tomography (MDCT) within the same episode of care. Absolute AVC load and AVCdensity (ratio of absolute AVC to cross-sectional area of aortic annulus) were measured, and severe AVC was separately defined in men and women. During follow-up, there were 440 aortic valve implantations (AVIs) and 194 deaths (115 under medical treatment). Univariate analysis showed strong association of absolute AVC and AVCdensity with survival (both, p < 0.0001) with a spline curve analysis pattern of threshold and plateau of risk. After adjustment for age, sex, coronary artery disease, diabetes, symptoms, AS severity on hemodynamic assessment, and LV ejection fraction, severe absolute AVC (adjusted hazard ratio [HR]: 1.75; 95% confidence interval [CI]: 1.04 to 2.92; p = 0.03) or severe AVCdensity (adjusted HR: 2.44; 95% CI: 1.37 to 4.37; p = 0.002) independently predicted mortality under medical treatment, with additive model predictive value (all, p ≤ 0.04) and a net reclassification index of 12.5% (p = 0.04). Severe absolute AVC (adjusted HR: 1.71; 95% CI: 1.12 to 2.62; p = 0.01) and severe AVCdensity (adjusted HR: 2.22; 95% CI: 1.40 to 3.52; p = 0.001) also independently predicted overall mortality, even with adjustment for time-dependent AVI. This large-scale, multicenter outcomes study of quantitative Doppler echocardiographic and MDCT assessment of AS shows that measuring AVC load provides incremental prognostic value for survival beyond clinical and Doppler echocardiographic assessment. Severe AVC independently predicts excess mortality after AS diagnosis, which is greatly alleviated by AVI. Thus, measurement of AVC by MDCT should be considered for not only diagnostic but also risk-stratification purposes in patients with AS.

Elevated lipoprotein(a) (Lp[a]) is associated with aortic stenosis (AS). Oxidized phospholipids (OxPL) are key mediators of calcification in valvular cells and are carried by Lp(a). This study sought to determine whether Lp(a) and OxPL are associated with hemodynamic progression of AS and AS-related events. OxPL on apolipoprotein B-100 (OxPL-apoB), which reflects the biological activity of Lp(a), and Lp(a) levels were measured in 220 patients with mild-to-moderate AS. The primary endpoint was the progression rate of AS, measured by the annualized increase in peak aortic jet velocity in m/s/year by Doppler echocardiography; the secondary endpoint was need for aortic valve replacement and cardiac death during 3.5 ± 1.2 years of follow-up. AS progression was faster in patients in the top tertiles of Lp(a) (peak aortic jet velocity: +0.26 ± 0.26 vs. +0.17 ± 0.21 m/s/year; p = 0.005) and OxPL-apoB (+0.26 ± 0.26 m/s/year vs. +0.17 ± 0.21 m/s/year; p = 0.01). After multivariable adjustment, elevated Lp(a) or OxPL-apoB levels remained independent predictors of faster AS progression. After adjustment for age, sex, and baseline AS severity, patients in the top tertile of Lp(a) or OxPL-apoB had increased risk of aortic valve replacement and cardiac death. Elevated Lp(a) and OxPL-apoB levels are associated with faster AS progression and need for aortic valve replacement. These findings support the hypothesis that Lp(a) mediates AS progression through its associated OxPL and provide a rationale for randomized trials of Lp(a)-lowering and OxPL-apoB-lowering therapies in AS. (Aortic Stenosis Progression Observation: Measuring Effects of Rosuvastatin [ASTRONOMER]; NCT00800800)

The aim of this case match study was to compare the outcome of patients with paradoxical low-flow (left ventricular ejection fraction [LVEF] ≥50% but stroke volume index <35 ml/m2), low-gradient (mean gradient [MG] <40 mm Hg), a priori severe (aortic valve area [AVA] ≤1.0 cm2) aortic stenosis (AS) (PLG-SAS group) with that of patients with a severe AS (AVA ≤1.0 cm2) and consistent high-gradient (MG ≥40 mm Hg) (HG-SAS group) and with that of patients with a moderate AS (AVA >1.0 cm2 and MG <40 mm Hg) (MAS group). In patients with preserved LVEF, a discordance between the AVA (in the severe range) and the gradient (in the moderate range) raises uncertainty with regard to the actual severity of the stenosis and thus the therapeutic management of the patient. In a prospective cohort of AS patients with LVEF ≥50%, we identified 187 patients in the PLG-SAS group. These patients were retrospectively matched: 1) according to the gradient, with 187 patients with MAS; and 2) according to the AVA, with 187 patients with HG-SAS. Patients with PLG-SAS had reduced overall survival (1-year: 89 ± 2%; 5-year: 64 ± 4%) compared with patients with HG-SAS (1-year: 96 ± 1%; 5-year: 82 ± 3%) or MAS (1-year: 96 ± 1%; 5-year: 81 ± 3%). After adjustment for other risk factors, patients with PLG-SAS had a 1.71-fold increase in overall mortality and a 2.09-fold increase in cardiovascular mortality compared with the 2 other groups. Aortic valve replacement was significantly associated with improved survival in the HG-SAS group (hazard ratio: 0.18; p = 0.001) and in the PLG-SAS group (hazard ratio: 0.50; p = 0.04) but not in the MAS group. Prognosis of patients with paradoxical low-flow, low-gradient severe AS was definitely worse than those with high-gradient severe AS or those with moderate AS. The finding of a low gradient cannot exclude the presence of a severe stenosis in a patient with a small AVA and preserved LVEF and should mandatorily prompt further investigation.

To date, only two replicated loci, LPA and PALMD, have been identified as causal genes for calcific aortic valve stenosis (CAVS) using genome-wide and transcriptome-wide association study (TWAS). To identify additional susceptibility genes for CAVS, we performed a GWAS meta-analysis totaling 5,115 cases and 354,072 controls of European descent. Four loci achieved genome-wide significance, including two new loci: IL6 (interleukin 6) on 7p15.3 and ALPL (alkaline phosphatase) on 1p36.12. A TWAS integrating an eQTL study of 233 human aortic valves identified NAV1 (neuron navigator 1) on 1q32.1 as a new candidate causal gene. The CAVS risk alleles were associated with higher mRNA expression of NAV1 in valve tissues. Association results at the genome-wide scale showed genetic correlation with coronary artery disease and cardiovascular risk factors. Our study highlights three new loci implicating inflammation, mineralization and blood vessel integrity in CAVS pathogenesis and supports shared genetic etiology with cardiovascular traits.

Background: Myxomatous mitral valve dystrophy (MVD) is the first cause of mitral valve prolapse (MVP), a common disease affecting 2 to 3 % of the population. The first causal mutation in the FLNA gene (FLNA-P637Q), was associated with MVD in 2007. Recently, the FlnA-P637Q KI rat model was generated and phenotyped. Using multimodality imaging, MVD was diagnosed as early as 3 weeks (D21) and signature of chemotaxis and immune cell migration was described at the transcriptomic level. Aims: This study aims to delineate the contribution of macrophages recruitment and activation to the pathophysiology of MVD. Methods: New-born (D0), two days (D2) and seven days (D7) KI and WT animals were phenotyped. Anatomopathological score was used to assed MV morphological alterations. MV cell proportions were analyzed by flow cytometry (D7 and D21), and molecular phenotyping was done by bulk RNAseq (D7). WT and KI MVs were dissociated for valvular interstitial cells (VICs) primary culture and subsequent in vitro studies. Results: At D21, a 2-fold increased proportion of myeloid cells in KI MV compared to WT was detected by flow cytometry (13% vs 7%, p<0.05). Interestingly, although no morphological differences were seen after birth (D0 and D2; p>0.05), MV remodeling, characteristic of MVD, was observed and quantified at D7 (histological score: 7 in KI vs 4 in WT; p<0.001). Consistently, transcriptomic data of D7-MV revealed enrichment of GO-Terms (p<0.05) related to morphogenesis and development, cytoskeleton and extracellular matrix, and cellular activation and differentiation. Chemotaxis and cytokine related pathways were also enriched (p<0.05), but no difference in myeloid cell proportions was seen by flow cytometry at D7 (7% in WT and KI, p>0.05). Furthermore, monocytes adhesion assay showed an increased monocytes adhesion to KI-VICs compared to WT-VICs (p<0.01). This could be partly mediated by ICAM1 over-expression observed in KI-VICs (p<0.05). Of note, TNFa pro-inflammatory stimulation exacerbated ICAM1 expression in KI-VICs and monocytes adhesion. Conclusion: At seven days, the FLNA-KI rats model display MVD associated to a pro-inflammatory signature without increase in macrophage proportion, as observed at later stages. In vitro, KI-VICs have a higher expression of adhesion molecule ICAM1 and are more susceptible to inflammatory stimuli. This results in increased adhesion of monocytes to VICs.

Background: Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) inhibition reduces plasma concentrations of low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C), apolipoprotein B (apoB) and lipoprotein(a) [Lp(a)]. Atherogenic lipoprotein levels have been linked with calcific aortic valve stenosis (CAVS). Our objectives were to determine the association between variants in PCSK9 and lipoprotein-lipid levels, coronary artery disease (CAD) and CAVS, and to evaluate if PCSK9 could be implicated in aortic valve interstitial cells (VICs) calcification. Methods: We built a genetic risk score weight for LDL-C levels (wGRS) using 10 independent PCSK9 single nucleotide polymorphisms and determined its association with lipoprotein-lipid levels in 9692 participants of the EPIC-Norfolk study. We investigated the association between the wGRS and CAD and CAVS in the UK Biobank, as well as the association between the PCSK9 R46L variant and CAVS in a meta-analysis of published prospective, population-based studies (Copenhagen studies, 1463 cases/101,620 controls) and unpublished studies (UK Biobank, 1350 cases/349,043 controls, Malmo Diet and Cancer study, 682 cases/5963 controls and EPIC-Norfolk study, 508 cases/20,421 controls). We evaluated PCSK9 expression and localization in explanted aortic valves by capillary Western blot and immunohistochemistry in patients with and without CAVS. Von Kossa staining was used to visualize aortic leaflet calcium deposits. PCSK9 expression under oxidative stress conditions in VICs was assessed. Results: The wGRS was significantly associated with lower LDL-C and apoB (p<0.001), but not with Lp(a). In the UK Biobank, the association of PCSK9 variants with CAD were positively correlated with their effects on apoB levels. CAVS was less prevalent in carriers of the PCSK9 R46L variant [odds ratio=0.71 (95% confidence interval, 0.57-0.88), p<0.001]. PCSK9 expression was elevated in the aortic valves of patients with aortic sclerosis and CAVS compared to controls. In calcified leaflets, PCSK9 co-localized with calcium deposits. PCSK9 expression was induced by oxidative stress in VICs. Conclusion: Genetic inhibition of PCSK9 is associated with lifelong reductions in the levels of non-Lp(a) apoB-containing lipoproteins as well as lower odds of CAD and CAVS. PCSK9 is abundant in fibrotic and calcified aortic leaflets. Oxidative stress increases PCSK9 expression in VICs. These results provide a rationale for performing randomized clinical trials of PCSK9 inhibition in CAVS.

Calcific aortic valve stenosis (CAVS) is a common and life-threatening heart disease with no drug that can stop or delay its progression. Elucidating the genetic factors underpinning CAVS is an urgent priority to find new therapeutic targets. Major landmarks in genetics of CAVS include the discoveries of NOTCH1 and LPA. However, genetic variants in these genes accounted for a small number of cases and low population-attributable risk. Here we mapped a new susceptibility locus for CAVS on chromosome 1p21.2 and identified PALMD (palmdelphin) as the causal gene. PALMD was revealed using a transcriptome-wide association study (TWAS), which combines a genome-wide association study (GWAS) of 1,009 cases and 1,017 ethnically-matched controls with the first large-scale expression quantitative trait loci (eQTL) mapping study on human aortic valve tissues (n=233). The CAVS risk alleles and increasing disease severity were both associated with lowered mRNA expression levels of PALMD in valve tissues. The top variant explained up to 12.5% of the population-attributable risk and showed similar effect and strong association with CAVS (P=1.53x10-10) in UK Biobank comparing 1,391 cases and 352,195 controls. The identification of PALMD as a susceptibility gene for CAVS provides new insights about the genetic nature of this disease and opens new avenues to investigate its etiology and develop much-needed therapeutic options.

Introduction: Calcific aortic valve stenosis is the more frequent valvular disease, affecting more than 10% of patients >75 years old. Surgical or transcatheter aortic valve replacement is the only treatment available. There is an increase use of bioprosthetic valves, even if they present a limited durability with the progressive development of structural bioprosthetic deterioration (SVD). Recent clinical studies highlighted an association between circulating lipid factors, such as proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9), Lipoprotein (a) and LDL-cholesterol, and SVD. However, the underlying mechanisms remain unknown. Objective: We aim at deciphering the role of hypercholesterolemia and/or PCSK9 on the early processes leading to SVD. Methods: Subcutaneous implantation of bioprosthetic tissue was performed on 10-week old wild type (WT), PCSK9 knock-out (KO) and PCSK9 overexpressing C57BL/6J mice for 28 days. A qualitative anatomopathological score evaluating cell density, infiltration, and tissue degradation was developed. Infiltrated immune cells were characterized by IHC, with a focus on anti- (CD163+) and pro-inflammatory (F4/80+) macrophages, lymphocytes (CD3+) and polynuclear eosinophils (CCR3+). Results: An important infiltration of mononuclear cells into the explanted punches was observed among the 3 groups (n=10 mice/group). Cell recruitment was more pronounced in mice overexpressing PCSK9 compared to WT and KO. The anatomopathological score of PCSK9 overexpressing mice was significantly higher as compared to WT and KO (7.0 [4.1-8.4] vs 4.0 [3.0-4.5] and 2.8 [2.0-3.9], respectively; p=0.008). The infiltrate was mainly composed of macrophages (CD163+ F4/80+) and polynuclear eosinophils, even if few lymphocytes were observed. Polynuclear eosinophils were more abundant in mice overexpressing PCSK9 compared to WT and KO (p=0.01 and p=0.002). Conclusion: Hypercholesterolemia and/or high PCSK9 level promote the cellular response against the bioprosthetic tissue. It potentiates the infiltration of polynuclear eosinophils and macrophages, pointing out for an exacerbated inflammatory response, post implantation. Deeper cellular/molecular analyses are ongoing to provide mechanistic clues to better understand the link between hypercholesterolemia/PCSK9 and the early inflammatory processes leading to SVD.