MECANISMOS DE ATEROGENESIS LIPOPROTEINAS MODIFICADAS

MECANISMOS DE ATEROGENESIS

LIPOPROTEINAS MODIFICADAS

Prof Dra Laura Schreier

Laboratorio de Lípidos y Aterosclerosis

Depto. Bioquímica Clínica

Fac de Farmacia y Bioquímica-Hospital de Clínicas,

Universidad de Buenos Aires- [email protected] I N F I B I O C - U B AI N F I B I O C - U B A

ATEROGENESIS

sintomático

Decadas Años Meses -Dias Meses

Sano subclínico

umbral

Progresión de la placa ateromatosa

Laboratorio de Lipidos y Aterosclerosis Universidad de Buenos Aires-Argentina

Proceso lento que comienza en los primeros años de vida y puede acelerarse con la presencia de los factores de riesgo.

Gran disparidad en

la expresión clínica

de la aterosclerosis

Foco en mecanismos con fines terapéuticos

http://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http://faroviejo.com.mx/weblog/modules/wordpress/wp-content/uploads/2010/03/viejitos.jpg&imgrefurl=http://faroviejo.com.mx/2010/03/los-viejitos-y-las-munecas-chiste/&usg=__aokEsHqAWYDmotK-ASOZGNz0vzU=&h=264&w=164&sz=24&hl=es&start=19&zoom=1&itbs=1&tbnid=_tJtEDbD1yBzIM:&tbnh=112&tbnw=70&prev=/images?q=viejitos&hl=es&gbv=2&tbs=isch:1

http://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http://chicago.cervantes.es/imagenes/Image/fotosinteriores/dibujonios.gif&imgrefurl=http://chicago.cervantes.es/es/cursos_espanol/estudiantes_espanol/cursos_ninos_espanol.htm&usg=__mhJF_8DQdb-XPhmul1vYCA0DnF8=&h=340&w=348&sz=13&hl=es&start=1&zoom=1&itbs=1&tbnid=C2cRSIrevuAvEM:&tbnh=117&tbnw=120&prev=/images?q=ni%C3%B1os&hl=es&gbv=2&tbs=isch:1

HIPOTESIS PASAJE Y RETENCION DE LP

OXIDACION DE LP Y OTRAS MOLECULAS

RESPUESTA INFLAMATORIA RESPUESTA INMUNE

Laboratorio de Lipidos y Aterosclerosis

Universidad de Buenos Aires-Argentina

ATEROGENESIS

Célula Endotelial

AMPLIFICACION DE LA RESPUESTA INFLAMATORIA

LDL Linfocito T Monocitos

MCSF, TNF-, IL-1

Célula Muscular Lisa

Matriz Extracelular Citoquinas TNF-; INF-, CD40

Formación de la Capa Fibrosa (Colágeno, Proteoglicanos

Apoptosis) CORE LIPIDICO

Apoptotic Cells

Ox-LDL

MMPs

EXACERBANTES



HIPOTESIS PASAJE Y RETENCION DE LP-ApoB

OXIDACION DE LP Y OTRAS MOLECULAS.

INFLAMACIÓN

RESPUESTA INMUNE



ATEROGENESIS

Disparador

Evidencias de la hipótesis Pasaje y Retención de las LP-ApoB:

• Disminución de LDL previene ECV Disminuye la probabilidad de que las LP -Apo B entren al endotelio y sean retenidas

• Modelos animales knock-out LDL-/-, hipobetalipoproteinemia, non sense PCSK9

• Nuevos enfoques de tratamientos que tienden a impedir la interacción de LP-ApoB con moléculas de la matriz extracelular que permiten la retención

El colesterol per se no causa aterosclerosis. El complejo LP-ApoB tiene las propiedades para ser aterogenicas

Ferrence B, Cardiology Clinics , 2018, 36:203-11 Laboratorio de Lipidos y Aterosclerosis


3 factores que influencian el pasaje y retención de LP-ApoB

1. Tamaño, composición de las LP-ApoB

2. Interacción fisicoquímica entre LP-ApoB y moléculas de la matriz extracelular

3. Rol de moléculas pro-retentivas: LPL, esfingomielinasa, PLA2



HDL

LDL

IDL/RLP

VLDL pequeña

QUILOMICRONES

PLA

SMA

PAR

ED A

RTER

IAL

?

VLDL grandes?

PASAJE DE LIPOPROTEINAS ES FUNCION DEL TAMAÑO Limite 70nm



Pre-lesión

Retención temprana

Ingreso de monocitos

Transformación en cel. espumosas

Respuestas avanzadas a la retencion de LP

Ira Tabas et al, Circulation 2017 Laboratorio de Lipidos y Aterosclerosis


Respuesta a la Retención de las LP-ApoB

Iniciadores claves

Respuestas locales



• Mutagénesis del dominio de unión de ApoB a GAG:

disminuyen la retención de LDL y la aterosclerosis

• Manipulación de la matriz extracelular

para alterar la afinidad

• Knockouts de enzimas de la pared arterial

implicadas en la retención y agregación

• Producción de mABs para bloquear sitios de unión de ApoB

a cadenas de GAG en la matriz arterial

Investigaciones actuales tienden a disminuir la retención de las LP-ApoB en la pared arterial

Delgado Roche L, Brito V et al Free Rad Biol Med 2015



Laboratorio de Lipidos y Lipoproteinas


LIPOPROTEINAS MODIFICADAS

TEJIDOS PERIFERICOS

SANGRE

PARED ARTERIAL

LP

TIPICA

MACROFAGOS

R-LDL

LP

MODIFICADA

R-LDL



SUBFRACCIONES DE LIPOPROTEINAS

Quilo-

micrones

VLDL

Remanentes de

quilomicrones

IDL

LDL

HDL2

HDL1

HDL4

HDL3

Lp(a)

DIAMETRO (A)

DE

NS

IDA

D

>

Laboratorio de Lipidos y Lipoproteinas Universidad de Buenos Aires-Argentina

1/D

ensi

dad

Tamaño

LDL pequeña y densa

Baja afinidad a proteoglicanos Alta afinidad a proteoglicanos

Area accesible a apo B 36 % Area accesible a apo B 64 %

• MAYOR PASAJE Y RETENCION EN PARED ARTERIAL.

• MAYOR OXIDABILIDAD



Carga e-

Schreier L et al Nutr Cardiovasc Dis, 2004

11419 hombres y mujeres, 11 años de seguimiento, 1158 individuos (11.3%) desarrollaron CHD

LDL pyd se asoció fuertemente a un perfil lipídico-lipoproteico aterogénico y diabetes

LDL pyd se asoció a enfermedad coronaria, aun en ausencia de col-LDL elevado

Corrección por: edad, sexo, raza, tabaquismo, BMI, HT, Col-HDL, TG, medicación, DM, SM, hs-CRP

LDL pequeña y densa LDL grande y liviana

LDL GRANDES

Y LIVIANAS

LDL PEQUEÑAS

Y DENSAS LDL TIPICAS

IDL

Lipasa

Hepática

Lipasa

Hepática

_

estrogenos

+ insulina

androgenos

progesterona

triiodotironina

Lipasa

Hepática

FORMACION DE LDL PEQUEÑA Y DENSA



CETP

VLDL

col TG

LDL MODIFICADAS

LDL PEQUEÑA Y DENSA

LDL GLICADA

LDL OXIDADA √



OXIDACION

LDL

STRESS

OXIDATIVO

DISFUNCION

ENDOTELIAL

ATEROSCLEROSIS



LDL oxidada

Hallazgo de LDL-ox y

lipoperóxidos en áreas de

la placa ateromatosa

Efecto antiaterogénico de

la terapia antioxidante

Anticuerpos anti LDL-ox en

pacientes con aterosclerosis

carotídea severa

Incremento en la susceptibilidad

de LDL a la oxidación en pacientes

CAD, normo y dislipémicos



PROPIEDADES PROATEROGENICAS DE LDL OXIDADA

• Incremento en la captación por receptores scavenger

• Acción quimiotáctica para monocitos y cel T circulantes

• Inhibición de la movilidad de macrófagos en la intima

• Acción mitogénica sobre macrófagos y cel musculares lisas

• Induce la expresión de genes vasculares: MCP-1, CSF, IL1, VCAM1, ICAM1

• Acción citotóxica sobre células endoteliales

• Inhibición de la vasodilatación inducida por NO

• Aumento de las vias procoagulantes: inducción del FT y agreg. plaquet

• Carácter inmunogénico, genera auto-Ac y activa cel

• Está involucrada en el SCA y promoveria la ruptura de placa



LDL nativa Monocitos

circulantes

Célula espumosa

LDL nativa

Daño

endotelial

Monocitos

residentes

macrófagos

Sustancias

reactivas

del oxígeno

LDL oxidada LDL oxidada

+ -

I

II

III

IV

De qué depende la oxidacion de LDL ?

FACTORES

QUE DEPENDEN

DE LA

LIPOPROTEINA

FACTORES

QUE DEPENDEN

DEL MEDIO

- Contenido en ác. grasos poliinsat.

- Anti-ox liposolub.(Vit E, b-carot...)

- Grado de glicosilación

- Modificaciones en su Estructura

- Radicales libres

- Metales: Cu2+, Fe2+, Se2+,

- Anti-ox plasmát, Vit C, SOD

- HCY , ac.úrico

- Producción de NO

- Actividad a-oxidante de HDL

LDLox



Lab. Lípidos y Lipoproteínas-UBA

Ensayo de susceptibilidad a la oxidación

Oxidación in vitro de la lipoproteína con cobre

Medida de los productos de la oxidación

Dienos Conjugados

TBARS

Medida de LDL oxidadas:

Su evaluación directa en plasma no revela

lo que realmente sucede en la pared arterial



0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 50 100 150 200 250 300

Tiempo (min)

DO

23

4 n

m

Tiempo

lag

LDL + Cu

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Diab Cont

T iempo

lag

(min)



LDL SUSCEPTIBILITY TO “IN VITRO” OXIDATION IN

ATHEROSCLEROTIC CARDIOVASCULAR DISEASE (CVD).

*

0

15

30

45

60

75

100

115

CONTROLES PACIENTES

TB

AR

S (

nm

ol M

DA

/mg

pro

t. L

DL

)

P<0.01

CVD Controls

DL=25

NL=25 0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 30 60 90 120 150 180 210

CVD

Controls

Cu+LDL

nm

ol M

DA

/mg

LD

L p

rot


Universidad de Buenos Aires-Argentina Schreier L et al, Clin Biochem 1998

MODIFICACIONES DE HDL

FUNCION ANTIATEROGENICA

OXIDACION DE HDL

HDL RICA EN TG

HDL CON APO- A-II



OXIDABILIDAD HDL



Tiempo lag

*

0

5

10

min

Velocidad

*

0

2

4

6

8

nm

ol D

C/m

in.m

g

TBARS

*

0

20

40

60

80

nm

ol M

DA

/mg

pro

t

Máx prod DC

*

0

100

200

300

nm

ol/m

g p

rot

OXIDABILIDAD DE HDL

* p<0.05;

• Diabéticos

• Controles

HDL de pacientes diabeticos tipo 2

presentó mayor oxidabilidad



Las modificaciones mencionadas ocurren aún

cuando los niveles de colesterol en LDL y HDL

o de TG son normales

L p(a)

Lab de Lipidos y Aterosclerosis Universidad de Buenos Aires-Argentina

LDL

Apo B100

Kringle

Apoproteina (a)

Lp(a) : LDL + 1proteina adicional apo (a)

Puentes disulfuros

Lp(a) es semejante a LDL pero metabólicamente diferente

Lab de Lipidos y Aterosclerosis


dominio proteasa

http://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http://www.skagenhus.com/store/images/categories/kringle-1.jpg&imgrefurl=http://www.skagenhus.com/store/index.php?main_page=index&cPath=5&usg=__XZYapBTL_u1KqNHUDHVuesQYl7g=&h=525&w=700&sz=138&hl=es&start=3&zoom=1&itbs=1&tbnid=qPhZlagz36eH-M:&tbnh=105&tbnw=140&prev=/search?q=kringle&hl=es&biw=1259&bih=848&gbv=2&tbm=isch&ei=YxjDTZ67JoPSsAOVz6DyDw

The Emerging Risk

Factors Collaboration JAMA 2009

A. Ajustado por sexo y edad

B. Ajustado por presion sist,

Tabaq., diab, BMI, col-LDL



IAM y muerte causas

coronarias n=9318 casos IAM y muerte causas

coronarias n=8362 casos

Relación entre la concentración de Lp(a) y riesgo de enfermedad coronaria

Lp(a)

•El número de repeticiones en el KIV tipo 2 determina marcada

heterogeneidad en tamaño y peso molecular 40 isoformas que varían entre

200 a 800 KDa

•El tamaño posee relación inversa con la concentración Lp(a) más

pequeñas se producen más rápidamente y se degradan menos


La variación genética del Kringle IV tipo 2 heterogeneidad de tamaño

inversamente relacionado con la concentración

El genotipo kringle IV tipo 2 presenta asociación con el riesgo CVD

Copenhagen City Heart Study



TIPICA DISTRIBUCION DE Lp(a) EN POBLACION GENERAL (CAUCASICOS)

(n=3000) (n=3000)

Copenhagen general Population study 2003-2004



Lp(a)

•Atraviesa desde el plasma hacia la intima

•Es más ávida de retención que la LDL

•Se une a la matriz extracel. por apo B y apo(a)

•Apo(a) se une a proteinas de la matriz (fibrina)

•Contribuye con su colesterol a la expansión de la placa

•Promueve reclutamiento de monocitos via inflamatoria

•Carrier de FL oxidados proinflamatorios

•Contiene PLA2-LP, cliva AG oxidados a cadenas cortas

El rol de Lp(a) en la aterogenesis

Lab de Lipidos y Aterosclerosis


LDL nativa

Célula

espumosa

LDL oxidada

O2

O2

O2

Lp(a)

Lp(a)

MExt

Metabolism, 2013 Hoover-Plow J, Huang M

LP(a) y Plasminógeno


Competencia inhibe la actividad

de la plasmina y la fibrinolisis

LDL Lp(a) Epidemiologia en

Humanos

Asociación directa en

numerosos estudios


numerosos estudios

Estudios genéticos

en humanos


numerosos estudios

Hipercolest. fliar


numerosos estudios

Polimorf. KringleIV tipo2

Estudios de

Mecanismos

Mecanismos claramente

demostrados: Acum.LDL en la

intima causa aterosclerosis

Mecanismos similares a LDL

+ efectos protrombóticos y

antifibrinolíticos

Modelos animales Efectos proaterogénicos en

numerosos estudios

Efectos proaterogénicos en

numerosos estudios (monos)

Estudios de

Intervención

Ensayos con estatinas

dieron la prueba final de

causalidad

No hay hasta el momento

tratamiento especifico para

Lp(a)

Randomizacion

Mendeliana

Variante LDLR

Aumento LDL riesgo CV

Variante en LPA

Aumento nivel Lp(a)riesgo

CV

Comparación de evidencias que demuestran a C-LDL y Lp(a)elevados como causantes de CVD


Muchas gracias por su atención

Curvas de dosis-respuesta: Medida de la vasorrelajación de anillos de aorta pre-contraídos y en presencia de lipoproteínas


0

20

40

60

80

100

-10 -8 -6 -4 -2

Acetilcolina Log (M)

% R

ela

jac

ión

Re

laxa

tio

n (

%)

-10 -8 -6 -4 -2

Acetylcholine (Log M)

Control

Typical VLDL

Typical LDL

Atypical VLDL

Endotelio 100% Pre-contraido x Nor-adrenalina

Maxima relajation

Inhibicion de la relajacion

VLDLs anormales promueven Disfuncion endotelial

Más allá del nivel plasmático de TG, VLDL con composición alterada induce

Disfunción endotelial contribuyendo al proceso aterogénico


Inhibition of relaxation

p<0.01

**vs HDL+VLDL, p<0.01

0

20

40

60

80

100

-9 -7 -5

% R

ela

xa

tio

n

Acetylcholine Log (M)

TG- enriched VLDL

HDL

TG -enriched VLDL+HDL

Control

Aumento del flujo al subendotelio

Retención en la íntima

LPL

LPL

LPL

Partículas grandes son rápidamente hidrolizadas

O2-

O2-

LRT/RLP

Ejercen disfunción endotelial NO,

Penetran y son retenidas sin modificación previa

Disminuyen tamaño

Agregación plaquetaria, citoquinas y molec. adhesión

Mecanismo Aterogénico de los RLP


y = 16.351x - 0.6342

r = 0.638

p<0.01

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

VLDL Chol/TG

Km

(u

M)

Afinidad

VLDL-TG Schreier L, 2002

0

20

40

60

80

100

-10 -8 -6 -4 -2

Acetilcolina Log (M)

% R

ela

jac

ión

Rel

axat

io

n (

%)

Control

Typical VLDL

Typical LDL

Atypical VLDL

Zago V 2013

PCR

MECANISMOS DE ATEROGENESIS LIPOPROTEINAS MODIFICADAS

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