Interaction of recombinant octameric hemoglobin with endothelial cells

Hemoglobin-based oxygen carriers (HBOCs) may generate oxidative stress, vasoconstriction and inflammation. To reduce these undesirable vasoactive properties, we increased hemoglobin (Hb) molecular size by genetic engineering with octameric Hb, recombinant (r) HbβG83C. We investigate the potential side effects of rHbβG83C on endothelial cells. The rHbβG83C has no impact on cell viability, and induces a huge repression of endothelial nitric oxide synthase gene transcription, a marker of vasomotion. No induction of Intermolecular-Adhesion Molecule 1 and E-selectin (inflammatory markers) transcription was seen. In the presence of rHbβG83C, the transcription of heme oxygenase-1 (oxidative stress marker) is weakly increased compared to the two other HBOCs (references) or Voluven (control). This genetically engineered octameric Hb, based on a human Hb βG83C mutant, leads to little impact at the level of endothelial cell inflammatory response and thus appears as an interesting molecule for HBOC development.

RésuméLes transporteurs d’oxygène à base d’hémoglobine (HBOCs) peuvent induire stress oxydant, vasoconstriction et inflammation. Afin de réduire ces propriétés vasoactives indésirables, nous avons augmenté, par génie génétique, la taille moléculaire de l’hémoglobine (Hb) produisant une Hb octamérique recombinante (r), la rHbβG83C. La rHbβG83C n’a pas d’impact sur la viabilité des cellules endothéliales et induit une répression très importante de la transcription du gène de la NO synthase (marqueur de vasoactivité). Aucune induction de la transcription de gènes des molécules d’adhésion ICAM-1 et E-sélectine (marqueurs d’inflammation) n’a été mise en évidence. En présence de rHbβG83C, la transcription du gène de l’hème oxygénase-I (marqueur de stress oxydant) est faiblement augmentée en comparaison du cas des deux autres HBOCs références et au Voluven (témoin). La rHbβG83C, basée sur un mutant de l’Hb humaine, présente moins d’impact au niveau de la réponse inflammatoire des cellules endothéliales et semble donc être une molécule intéressante pour le développement d’un HBOC.