Background/Objectives: Nelumbo nucifera Gaertn. (lotus) seeds have traditionally been used to treat hypertension, though their mechanisms remain unclear. This study investigated the antihypertensive effects of lotus seed extract (LSE) and its mechanisms in rats with N^ω-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)-induced hypertension. Methods: Male Sprague Dawley rats received L-NAME (40 mg/kg/day) in drinking water and were treated orally with LSE (5, 10, or 100 mg/kg/day), captopril (5 mg/kg/day), or a combination of LSE and captopril (2.5 mg/kg/day each) for 5 weeks. Hemodynamic parameters and histological changes in the left ventricle and aorta were assessed. Mechanistic studies included measurements of plasma nitric oxide (NO) metabolites, malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) activity, angiotensin II (Ang II), angiotensin-converting enzyme (ACE) activity, and protein expression via western blot. Results: L-NAME elevated systolic blood pressure and induced cardiovascular remodeling, oxidative stress, and renin-angiotensin system activation. LSE treatment reduced blood pressure, improved antioxidant status, increased NO bioavailability, and downregulated gp91^phox and AT₁R expression. The combination of low-dose LSE and captopril produced stronger effects than LSE alone, with efficacy comparable to captopril. Conclusions: These findings suggest that LSE exerts antihypertensive effects via antioxidant activity and inhibition of the renin-angiotensin system, supporting its potential as an adjunct therapy for hypertension.

Background/Objectives: Enhancing endothelial nitric oxide (NO) bioavailability through natural products may provide a promising strategy for the prevention and management of hypertension. This study investigated the phytochemical composition of ethanolic lotus (Nelumbo nucifera) seed extract (LSE), its vasorelaxant mechanisms, effects on endothelial NO production, and antihypertensive activity. Methods: LSE was characterized via LC-ESI-QTOF-MS using accurate mass data and fragmentation patterns. Vasorelaxant effects were evaluated in isolated rat aortas, and the underlying mechanisms were explored using pharmacological inhibitors. NO production was assessed in human endothelial EA.hy926 cells. Hypotensive activity was examined in normotensive rats following intravenous administration of LSE (10, 30, and 100 mg/kg). Molecular docking was performed to analyze interactions between LSE bioactive compounds and endothelial nitric oxide synthase (eNOS). Results: LC-ESI-QTOF-MS analysis identified 114 compounds, including primary and secondary metabolites. LSE induced vasorelaxation in endothelium-intact aortas, which was reduced by endothelium removal (p < 0.001) and by L-NAME (p < 0.001). LSE also inhibited receptor-operated, Ca²⁺ channel-mediated vasoconstriction (p < 0.05). In vivo, LSE decreased blood pressure in a dose-dependent manner. In EA.hy926 cells, LSE (750 and 1000 µg/mL) increased NO production, an effect attenuated by L-NAME. Molecular docking showed that LSE alkaloids, including nelumborine, nelumboferine, neferine, and isoliensinine had strong affinities for binding with eNOS at the tetrahydrobiopterin (BH4) binding site. Nelumborine exhibited the highest affinity, suggesting its potential as an eNOS modulator. Conclusions: LSE promotes vasorelaxation through the stimulation of endothelium-derived NO release and Ca²⁺ influx inhibition, contributing to blood pressure reduction. These findings support LSE as a potential natural antihypertensive supplement.

Phosphodiesterase-5 (PDE5) inhibitors are the gold standard for treating pulmonary arterial hypertension (PAH). Good selectivity for PDE5 is associated with reduced side effects and greater vasorelaxant effect on pulmonary arteries (PA). This study investigated the vasorelaxant effects of a series of quinazoline-based PDE5 inhibitors and their precise mechanisms action using rat isolated PA and aorta, as compared to sildenafil. Their effects on rat hepatocytes (viability and CYP activities) were also evaluated. Compounds 5 and 11 displayed lower human PDE5 IC50 of the analogs studied here and induced a greater relaxant effect on PA (EC50 0.94±0.30 and 1.03±0.23 µM, respectively). As compared to sildenafil (EC50 =0.05±0.02 µM on PA), the relaxant effect of 5 and 11 on PA was lower but their selectivity for PA compared to aorta was higher. The effects of 5 and 11 were reduced by NG -nitro-L-arginine methyl ester, 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxaline-1-one, but not by indomethacin or potassium channels blockers. They also enhanced the relaxant effect of sodium nitroprusside, and inhibited extracellular Ca2+ influx and intracellular Ca2+ release. Compounds 5 and 11 did not reduce hepatocyte viability except at concentration >10 µM, inhibited CYP3A at 10 µM, like sildenafil, but did not induce CYP1A. In conclusion, this study identified 2 quinazoline analogues with good PDE5 inhibitory activity and good selectivity for the pulmonary vasculature. Their relaxant effect involves both the potentiation of nitric oxide-sGC-cGMP pathway and calcium inhibition. These compounds are potential leads for developing new drugs for PAH.

Phosphodiesterase-5 inhibitory and vasodilator action of quinazoline derivatives: Les inhibiteurs de la phosphodiestérase-5 (PDE5) représentent le traitement de référence de l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP), mais ils entraînent également des effets secondaires systémiques liés à un manque de sélectivité pour cette enzyme. Une nouvelle série de dérivés de quinazolines, les N2,N4-disubstituted quinazoline 2,4-diamines, a été développée, avec les composés 4, 5, 8, 9, 10 et 11 présentant une bonne sélectivité pour la PDE5 murine. L’objectif de la thèse a été de caractériser leurs effets inhibiteurs de la PDE5 humaine, leurs mécanismes d'action vasculaire sur l'artère pulmonaire (AP) par comparaison à l'aorte et l'artère mésentérique (AM), ainsi que leur toxicité vasculaire (VSMC) et hépatique (viabilité et induction/inhibition des cytochromes P450 (CYP) de rat). Les composés 5 et 11 ont montré la plus forte activité inhibitrice de la PDE5 humaine, sans cytotoxicité pour les VSMC. Ces 2 composés exercent un effet vasodilatateur sur l’AP, moins efficace que le sildenafil mais plus sélectif de l’AP par rapport à l’aorte. Leurs effets vasorelaxants au niveau de l’AP sont en partie endothélium-dépendants. Ils impliquent une potentialisation de la voie de l'oxyde nitrique (°NO)/guanylate cyclase soluble (sGC)/monophosphate de guanosine cyclique (cGMP) et une inhibition des flux calciques (extra- et intracellulaires) dans l’AP. Leurs mécanismes vasodilatateurs sont différents au niveau de l’AM où ils s’avèrent être activateurs du canal KCa, inhibiteurs calciques et antagonistes alpha-1 (α1)-adrénergiques. Les composés 5 et 11 n'ont pas réduit la viabilité des hépatocytes, mais ont un faible effet inhibiteur du CYP3A à 10 µM de manière similaire au sildénafil. Contrairement aux 2 précédents composés, le composé 8 a présenté une meilleure sélectivité aortique par rapport à l’AP, nous conduisant à évaluer son effet sur la vasculature systémique en utilisant la nifédipine comme comparateur. Au niveau de l’AM, l’effet vasodilatateur du composé 8 est comparable à celui de la nifédipine. Sur le plan mécanistique, l’effet du composé 8 est endothélium-indépendant, et repose sur une potentialisation de la voie sGC/cGMP, l'ouverture du canal KCa, un effet inhibiteur de l’influx calcique et antagoniste des récepteurs α1-adrénergiques. L'administration intraveineuse du composé 8 (0.05 et 0.1 mg/kg) a induit une hypotension artérielle, similaire à la nifédipine pour abaisser la pression artérielle diastolique et la pression artérielle moyenne, mais inférieure concernant l’effet sur la pression artérielle systolique. Le composé 8 n'a affecté la viabilité des hépatocytes et les activités des CYP, sauf à des concentrations élevées (>10 µM) auxquelles un faible effet inhibiteur sur le CYP1A et 3A a été observé. En revanche, la nifédipine a montré un fort effet inducteur sur les activités des CYP1A, 2B, 2C et 3A. En conclusion, le travail de thèse a permis d’identifier 2 composés (5 et 11) qui combinent un effet inhibiteur de la PDE5 humaine, une sélectivité pour la vasculature pulmonaire via des effet endothélium-dépendants et indépendants, une faible toxicité hépatique et une faible risque d’interaction médicamenteuses via les CYPs. Nous avons également identifié un nouveau composé (composé 8) qui présente avec un puissant effet vasodilatateur sur les vaisseaux de résistance, endothélium-indépendant, entraînant un effet hypotenseur et associé à un faible risque de toxicité hépatique. Ces résultats démontrent que les N2,N4-disubstituted quinazoline 2,4-diamines peuvent servir de bases pour le développement de nouveaux médicaments pour de l'HTAP ou de l'hypertension artérielle. Notre étude ouvre des perspectives d’études in vivo qui devront à tester (i) les effets des composés 5 et 11 sur des modèles d'HTAP et (ii) les effets du composé 8 sur des modèles d'hypertension artérielle.