Circulating Proangiogenic Progenitor Cells Independently Predict Functional Capacity in Heart Failure Patients

BackgroundEndothelial dysfunction is an important underlying mechanism in the pathophysiology of heart failure (HF). Circulating proangiogenic progenitor cells (CPCs) are endothelial and hematopoietic progenitor cells involved in the process of vasculogenesis repairing damaged and dysfunctional endothelium. Our aim was to evaluate whether an independent association exists between CPCs and functional capacity in HF patients.MethodsThis cross-sectional study included 121 ambulatory HF patients with reduced left ventricular ejection fraction seen at a single institution. We analyzed the association between CPCs, measured as circulating CD34+VEGFR2+ cells and early outgrowth colony forming units (EO-CFUs), and patients’ functional capacity measured as peak oxygen consumption (V˙o2).ResultsThe mean age was 55 ± 11 years; 96 patients (79%) were male. Forty-three patients (36%) had ischemic cardiomyopathy. Patients were taking optimal HF therapy (96% taking β-blockers, 91% taking renin-angiotensin inhibitors, and 60% had an implanted internal cardiac defibrillator). In univariate analyses, CD34+VEGFR2+ cells were inversely associated with peak V˙o2 (P   = 0.02) while EO-CFUs showed a positive association with peak V˙o2 (P < 0.01). These associations persisted after adjusting for sex, New York Heart Association class, body mass index, diabetes, cardiac resynchronization therapy, ischemic cardiomyopathy and b-type natriuretic peptide levels.ConclusionsCultured EO-CFUs may represent a measure of functional capacity and vasculogenesis potential while CD34+VEGFR2+ cells represent the mobilized cells in response to endothelial damage. Our study suggests that lower EO-CFUs (worse cell function) and higher CD34+VEGFR2+ cells are associated with poorer functional capacity.

RésuméIntroductionLe dysfonctionnement endothélial est un important mécanisme sous-jacent de la pathophysiologie de l’insuffisance cardiaque (IC). Les cellules progénitrices proangiogéniques circulantes (CPC) sont les cellules progénitrices endothéliales et hématopoïétiques impliquées dans le processus de vasculogenèse par la réparation des dommages et du dysfonctionnement de l’endothélium. Notre but était d’évaluer si un lien indépendant existe entre les CPC et la capacité fonctionnelle des patients ayant une IC.MéthodesCette étude transversale incluait 121 patients ambulatoires provenant d’un seul établissement, et ayant une IC et une réduction de la fraction d’éjection ventriculaire gauche. Nous avons analysé le lien entre les CPC, mesuré par les cellules CD34+VEGFR2+ circulantes et la croissance précose d'unités formant une colonie (CFU-EO : early outgrowth colony forming units  ), et la capacité fonctionnelle des patients mesurée par la consommation maximale d’oxygène (V˙o2 : consommation d’oxygène).RésultatsL’âge moyen était de 55 ± 11 ans; 96 patients (79 %) étaient des hommes. Quarante-trois (43) patients (36 %) avaient une cardiomyopathie ischémique. Les patients suivaient un traitement optimal pour leur IC (96 % prenaient des β-bloquants, 91 % prenaient des inhibiteurs du système rénine-angiotensine, et 60 % avaient subi une implantation de défibrillateur cardiaque interne). Dans les analyses univariées, les cellules CD34+VEGFR2+ étaient inversement liées à la V˙o2 maximale (P   = 0,02) alors que les FCU-EO montraient un lien positif avec la V˙o2 (P < 0,01). Ces liens persistaient après l’ajustement sur le sexe, la classification de la New York Heart Association, l’indice de masse corporelle, le diabète, le traitement de resynchronisation cardiaque, la cardiomyopathie ischémique et les concentrations de peptides natriurétiques de type B.ConclusionsLa culture des FCU-EO peut représenter une mesure de la capacité fonctionnelle et le potentiel de vasculogenèse alors que les cellules CD34+VEGFR2+ représentent la mobilisation des cellules en réponse au dommage endothélial. Notre étude suggère que de plus faibles FCU-EO (le pire fonctionnement cellulaire) et des cellules CD34+VEGFR2+ plus élevées sont associées à une capacité fonctionnelle médiocre.