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Coquerel D, Lamoureux J, Chagnon F, Trân K, Sage M, Fortin-Pellerin E, Delile E, Sainsily X, Fournier J, Dumont AA, Auger-Messier M, Sarret P, Marsault E, Praud JP, Fülöp T, Lesur O. Apelin-13 in septic shock: effective in supporting hemodynamics in sheep but compromised by enzymatic breakdown in patients. Sci Rep 2021; 11:22770. [PMID: 34815457 PMCID: PMC8611018 DOI: 10.1038/s41598-021-02087-4] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/30/2021] [Accepted: 11/09/2021] [Indexed: 11/23/2022] Open
Abstract
Sepsis is a prevalent life-threatening condition related to a systemic infection, and with unresolved issues including refractory septic shock and organ failures. Endogenously released catecholamines are often inefficient to maintain blood pressure, and low reactivity to exogenous catecholamines with risk of sympathetic overstimulation is well documented in septic shock. In this context, apelinergics are efficient and safe inotrope and vasoregulator in rodents. However, their utility in a larger animal model as well as the limitations with regards to the enzymatic breakdown during sepsis, need to be investigated. The therapeutic potential and degradation of apelinergics in sepsis were tested experimentally and in a cohort of patients. (1) 36 sheep with or without fecal peritonitis-induced septic shock (a large animal experimental design aimed to mimic the human septic shock paradigm) were evaluated for hemodynamic and renal responsiveness to incremental doses of two dominant apelinergics: apelin-13 (APLN-13) or Elabela (ELA), and (2) 52 subjects (33 patients with sepsis/septic shock and 19 healthy volunteers) were investigated for early levels of endogenous apelinergics in the blood, the related enzymatic degradation profile, and data regarding sepsis outcome. APLN-13 was the only one apelinergic which efficiently improved hemodynamics in both healthy and septic sheep. Endogenous apelinergic levels early rose, and specific enzymatic breakdown activities potentially threatened endogenous apelin system reactivity and negatively impacted the outcome in human sepsis. Short-term exogenous APLN-13 infusion is helpful in stabilizing cardiorenal functions in ovine septic shock; however, this ability might be impaired by specific enzymatic systems triggered during the early time course of human sepsis. Strategies to improve resistance of APLN-13 to degradation and/or to overcome sepsis-induced enzymatic breakdown environment should guide future works.
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Affiliation(s)
- David Coquerel
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Unité Des Soins Intensifs Médicaux Et Service de Pneumologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, 3001 12th Avenue Nord, Sherbrooke, QC, J1H 5N4, Canada
| | - Julie Lamoureux
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Centre de Recherche Sur Le Vieillissement, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Unité Des Soins Intensifs Médicaux Et Service de Pneumologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, 3001 12th Avenue Nord, Sherbrooke, QC, J1H 5N4, Canada
| | - Frédéric Chagnon
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Unité Des Soins Intensifs Médicaux Et Service de Pneumologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, 3001 12th Avenue Nord, Sherbrooke, QC, J1H 5N4, Canada
| | - Kien Trân
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Pharmacologie-Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Michael Sage
- Départements de Pédiatrie Et de Pharmacologie/Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Etienne Fortin-Pellerin
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Départements de Pédiatrie Et de Pharmacologie/Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Eugénie Delile
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Unité Des Soins Intensifs Médicaux Et Service de Pneumologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, 3001 12th Avenue Nord, Sherbrooke, QC, J1H 5N4, Canada
| | - Xavier Sainsily
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Médecine, Service de Cardiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Pharmacologie-Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Justin Fournier
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Médecine, Service de Cardiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Pharmacologie-Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Audrey-Ann Dumont
- Département de Médecine, Service de Cardiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Mannix Auger-Messier
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Médecine, Service de Cardiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Institut de Pharmacologie de Sherbrooke (IPS), Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Philippe Sarret
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Pharmacologie-Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Institut de Pharmacologie de Sherbrooke (IPS), Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Eric Marsault
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Département de Pharmacologie-Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Institut de Pharmacologie de Sherbrooke (IPS), Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Jean-Paul Praud
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada.,Départements de Pédiatrie Et de Pharmacologie/Physiologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Tamàs Fülöp
- Centre de Recherche Sur Le Vieillissement, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada
| | - Olivier Lesur
- Centre de Recherche Clinique du CHUS, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC, Canada. .,Unité Des Soins Intensifs Médicaux Et Service de Pneumologie, Faculté de Médecine Et Des Sciences de La Santé, Université de Sherbrooke, 3001 12th Avenue Nord, Sherbrooke, QC, J1H 5N4, Canada.
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