Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Σανούδου Δέσποινα, Αναπλ. Καθηγήτρια, Δ' Παθολογική Κλινική, Ιατρική Σχολή, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Λιανίδου Ευρύκλεια, Καθηγήτρια Αναλυτικής Χημείας και Κλινικής Χημείας, Τμήμα Χημείας, Σχολή Θετικών Επιστημών, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Χρόνη Αγγελική, Ερευνήτρια Α', Ινστιτούτο Βιοεπιστημών και Εφαρμογών ΕΚΕΦΕ "Δημόκριτος".
Πρωτότυπος Τίτλος:
Αξιολόγηση μοριακής δράσης ανασυσταμένης HDL, που περιέχει ανθρώπινες απολιποπρωτεΐνες apoA-I ή apoE3 αγρίου τύπου, στα ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και ειδικότερα στην έκφραση miRNAs
Μεταφρασμένος τίτλος:
Αξιολόγηση μοριακής δράσης ανασυσταμένης HDL, που περιέχει ανθρώπινες απολιποπρωτεΐνες apoA-I ή apoE3 αγρίου τύπου, στα ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα αορτής και ειδικότερα στην έκφραση miRNAs
Περίληψη:
Η αθηροσκλήρωση είναι η κύρια αιτία καρδιαγγειακής νόσου παγκοσμίως. Οι διαθέσιμες όμως θεραπείες παρουσιάζουν σημαντικούς περιορισμούς ως προς την αποτελεσματικότητα ή/και την ασφάλειά τους. Οι διαταραχές της ακεραιότητας και της λειτουργίας του ενδοθηλίου διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο σε όλα τα στάδια της αθηροσκλήρωσης. Ο πολλαπλασιασμός και η μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων (ECs) αποκαθιστούν την ακεραιότητα του ενδοθηλίου, ενώ η διατήρηση της ομοιόστασης της χοληστερόλης είναι απαραίτητη για την ομαλή λειτουργία του. Αν και έχει δειχθεί in vivo πως η χορήγηση ανασυσταμένης HDL (rHDL) λειτουργεί αθηροπροστατευτικά αυξάνοντας την ανάστροφη ροή χοληστερόλης και η επίδρασή των rHDL apoA-I και apoE3 στη γονιδιακή έκφραση των ECs έχει αποτελέσει αντικείμενο προηγούμενης μελέτης της ομάδας μας, η πιθανή επίδραση τους στην έκφραση miRNAs των ECs δεν έχει ακόμα μελετηθεί. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν ο εντοπισμός πιθανών αθηροπροστατευτικών επιδράσεων των συγκεκριμένων τύπων rHDL στα ECs και ο χαρακτηρισμός των ενδεχόμενων ρόλων των miRNAs στους μηχανισμούς μέσω των οποίων ασκούνται. Χρησιμοποιώντας μικροσυστοιχίες oλιγονουκλεοτιδίων (GeneChip™ miRNA 2.0 Array, Affymetrix) που αξιολογούν αλλαγές έκφρασης όλων των γνωστών miRNAs, μελετήθηκαν φυσιολογικά ανθρώπινα ECs αορτής μετά από έκθεση στους δύο τύπους rHDL. Μετά από λεπτομερή βιοπληροφορική ανάλυση των αποτελεσμάτων των μικροσυστοιχιών με κριτήρια ανάλυσης την αλλαγή έκφρασης με λόγο (fold change, FC) ≥ ±1,5 και πιθανότητα λάθους (false discovery rate, FDR) ≤ 0,05 παρατηρήθηκαν αλλαγές σε 8 miRNAs. Τα miR-3188, miR-3185, miR-1231, miR-3195, miR-2861, miR-1915 και miR-638 υποεκφράζονταν σε στατιστικά σημαντικό βαθμό μετά τη χορήγηση rHDL-apoΑ-Ι και το miR-503 μετά τη χορήγηση rHDL-apoE3. Δεν βρέθηκαν miRNAs με στατιστικά σημαντική υπερέκφραση. Ακολούθησε η αναζήτηση πειραματικά επιβεβαιωμένων και η πρόβλεψη πιθανών στόχων για το καθένα. Ανάλυση με το πρόγραμμα Ingenuity Pathway Analysis έδειξε πως τόσο τα miRNAs όσο και οι στόχοι τους, εμπλέκονται σε εύρος κυτταρικών λειτουργιών, κάποιες από τις οποίες σχετίζονται άμεσα με τη λειτουργία των ECs και ενδεχομένως με την αθηροσκλήρωση. Ο λειτουργικός χαρακτηρισμός των στόχων των miRNAs έδειξε ότι στους στόχους των mir-3185 και miR-2861 περιλαμβάνονται σημαντικά γονίδια του μεταβολισμού χοληστερόλης, ενώ οι στόχοι του miR-503 περιλαμβάνουν σημαντικούς ρυθμιστές της αγγειογένεσης. Βιβλιογραφικά βρέθηκε ότι το miR-503 είναι ρυθμιστής της αγγειογένεσης. Η υπερέκφρασή του την εμποδίζει, μειώνοντας τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των ECs, ενώ η αναστολή του έχει τα αντίθετα αποτελέσματα. Ανάμεσα στους στόχους του βρίσκονται γονίδια με σημαντική επίδραση στον πολλαπλασιασμό (EFNB2, FLT1, NR4A1, ADAMTS4) και τη μετανάστευση (EFNB2, FLT1, PTGIR, COL4A1) των ECs. Ο συνδυασμός με τα δεδομένα της προηγούμενης μελέτης γονιδιακής έκφρασης υποδεικνύει ότι η rHDL-apoE3 θα μπορούσε να επάγει τον πολλαπλασιασμό των ECs μέσω ενός άξονα rHDL-apoE3 – miR-503↓ – mRNA στόχων↑. Αν και μέχρι στιγμής δεν έχει αναφερθεί κάποιος ρόλος για τα miR-3185 και miR-2861 στη ρύθμιση του μεταβολισμού της χοληστερόλης, ανάμεσα στους πιθανούς στόχους τους βρίσκονται γονίδια σημαντικά για όλες σχεδόν τις λειτουργίες του. Από αυτά, τα HMGCR, MVK και CYP51A1 κωδικοποιούν για ένζυμα που συμμετέχουν άμεσα στο μονοπάτι βιοσύνθεσης χοληστερόλης. Ο συνδυασμός με τα δεδομένα της προηγούμενης μελέτης υποδεικνύει την πιθανή ύπαρξη ενός άξονα της μορφής rHDL-apoA-I (ή η εκροή χοληστερόλης που προκαλεί) – miR-3185 και miR-2861↓ – mRNA των HMGCR, MVK και CYP51A1↑ – επαγωγή της βιοσύνθεσης χοληστερόλης. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που εξετάζει την επίδραση των rHDL-apoA-I και rHDL-apoE3 στην έκφραση miRNAs από φυσιολογικά ΗΑΕCs καθώς και το ρόλο των miRNAs στις πιθανές αθηροπροστατευτικές δράσεις της rHDL. Το miR-503 έχει τη δυνατότητα να επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των ECs, συμβάλλοντας στην αποκατάσταση της ενδοθηλιακής συνέχειας, ενώ τα miR-3185 και miR-2861, μπορούν να επάγουν την ελεγχόμενη βιοσύνθεση χοληστερόλης, συμβάλλοντας στη διατήρηση της ομοιόστασής της στα ECs. Μέσω αυτών των δράσεων τα miR-3185, miR-2861 και miR-503 έχουν τη δυνατότητα να διαμεσολαβούν αθηροπροστατευτικές επιδράσεις των rHDL-apoA-I και rHDL-apoE3 στα ECs, αποτελώντας πολλά υποσχόμενους θεραπευτικούς στόχους, που αξίζει να μελετηθούν σε μεγαλύτερο βάθος και περισσότερα επίπεδα, ώστε να τεθούν οι βάσεις για την περαιτέρω αξιοποίησή τους στο χώρο της πρόληψης και αντιμετώπισης της αθηροσκλήρωσης.
Λέξεις-κλειδιά:
Αθηροσκλήρωση, rΗDL-apoA-I, rHDL-apoE3, miRNAs, ενδοθηλιακά κύτταρα, πολλαπλασιασμός & βιοσύνθεση χοληστερόλης.
