Lipidcsökkentők és a HDL funkció. A lipidcsökkentő kezelés hatékonyságát befolyásoló genetikai és egyéb tényezők

Átírás

1 Lipidcsökkentők és a HDL funkció. A lipidcsökkentő kezelés hatékonyságát befolyásoló genetikai és egyéb tényezők Dr. Harangi Mariann Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum I. Belklinika, Anyagcsere Betegségek Tanszék

2 A HDL szerkezete lipid: foszfolipid koleszterin triglicerid fehérje: apolipoprotein (A, C, E) enzimek lipid transzfer fehérjék denzitás: g/cm 3 HDL

3 máj Pre-β HDL makrofág ABCA1 A-I HDL2b CE CETP Tg A koleszterin-észter trigliceridre történő cseréje a CETP segítségével LCAT: lecitin: koleszterin aciltranszferáz CETP: koleszterinészter transzfer protein HTGL: humán hepatikus triglicerid lipáz A triglicerid hidrolízise a HTGL segítségével A-I PON1 HTGL HDL2a A-I Nascens HDL LCAT LCAT A-I PAFAH PON1 Nem észerifikált koleszterin felvétel, majd észterifikálás az LCAT által HDL3 Nem észerifikált koleszterin felvétel, majd észterifikálás az LCAT által

4 HDL Sitori CR, Mombelli G: CETP antagonism versus agonism in cardiovacular prevention and plaque regression. Clin Lipidol 2009;1:

5 A humán paraoxonáz 1 (PON1) A PON1 egy kalcium dependens észter-hidroláz, melynek génje a 7. kromoszóma hosszú karján kódolt. A HDL azon szubpopulációjához kötődik, mely apolipoprotein A-I-et (apo A-I-et) és apolipoprotein J-t (apo J-t) tartalmaz. A lipid-peroxidációt gátló hatását, mely gátolja az LDL oxidatív módosulását, számos in vitro és in vivo tanulmányok igazolta. Csökkent PON1 aktivitást észleltek olyan kórképekben, amelyekben az érelmeszesedésre való hajlam fokozott.

6 Az intima-média vastagság és a PON1 aktivitás közötti összefüggés 1,3 1,2 Spearman R= p= ,1 1,0 0,9 0,8 IMT (mm) 0,7 0,6 95% confidence 0, PON1 (U/L) Harangi M, Seres I, Magyar MT, Csípő I, Sipka S, Valikovics A, Csiba L, Bereczki D, Paragh G: Association between human paraoxonase-1 activity and intima-media thickness in young subjects with carotid artery stenosis. Cerebrovasc Dis, 2008; 25:

7 A lipidoxidációs termékek hatása az artériákra Károsodott endothel függő vazodilatáció (lisopc) Fokozott vazokonstrikció (izoprosztánok) Adhéziós molekulák expressziója (koleszterin oxidok) Szöveti faktor expresszió (oxldl) Cytotoxicitás necrosis Fokozott thrombocyta aggregáció (lisopc) Protektív enzimek fokozott génexpressziója Fokozott monocyta -> makrofág differenciálódás (oxldl)

8 A PON aktivitás, a PON/HDL ill. a koleszterin koncentráció és a DNS károsodásközötti összefüggés Károsodott sejtek Ép sejtek Harangi M, Remenyik E, Seres I, Varga Z, Katona E, Paragh G: Determination of DNA damage induced by oxidative stress in hyperlipidemic patients. Mutat Res 2002; 513:17-25

9 DNS károsodás H 2 O 2 hatására normo- és hyperlipidaemiás betegekben VS ,9 288,2 51,3 63 hyerlipidaemiás n=24 normál lipidszint n=8 H2O2 kontroll Harangi M, Remenyik E, Seres I, Varga Z, Katona E, Paragh G: Determination of DNA damage induced by oxidative stress in hyperlipidemic patients. Mutat Res 2002; 513:17-25

10 Jiang XS et al. Mol Cell Proteomics (Mar 2010) doi: /mcp.M MCP200 A statinok hatásmechanizmusa

11 DeGraba TJ: Srtoke 2004, 35: A sztatinok pleiotróp hatásai a vaszkuláris működésre Plakkstabilitás sejtes infiltráció kollagén, simaizomsejt Endothel diszfunkció endothelin-1 enos, miokardiális perfúzió, a vasa vasorum védelme Antithrombotikus szöveti faktor, PAI-1 EC fibrinolitikus aktivitás, tpa, enos, adenozin Angiogenezis sejtes infiltráció PI-3 kináz/akt Keringő EPC SZTATIN Antiinflammatorikus NF-kB, IL-1, TNF, Leukocyta EC aktiváció, CRP Citoprotektív CRP, komplement károsodás enos, PI-3/Akt Antioxidáns NAD(P)H oxidáz, Szuperoxid anion, LDL oxidáció szabadgyökkötők Immunmoduláns IFN indukálta MHC II, Makro/T-sejt aktiváció, LFA-1 aktivitás

12 1. generáció C H 3 O H HO O H O O CH 3 C H 3 O CH 3 HO O H O O CH 3 H 3 C O H HO O H CO 2 Na OH CH 3 C H 3 Lovastatin C H 3 Simvastatin HO Pravastatin 2. generáció 3. generáció HO HO CO 2 Na OH OH CO Ca ++ 2 HO CO 2 Na OH F N F N F N CH 3 O Fluvastatin Atorvastatin Cerivastatin Pitavavastatin Rosuvastatin

13 Az atorvastatin lipid és nem lipid hatásai Az atorvastatin az egyik leggyakrabban alkalmazott HMG-CoA reduktáz gátló. Lipid hatások: Csökkenti az LDL-c szintet, ezáltal antiatherogén hatású, bizonyítottan csökkenti a kardiovaszkuláris mortalitást és morbiditást. A HDL-c szintre kis dózisban kb. 5%-os emelő, nagyobb dózisokban kevésbé kifejezett hatást észleltek. Nem lipid hatások: Aviram és mtsai azt találták, hogy az atorvastatin hidroxilált metabolitjai in vitro képesek gátolni a lipoproteinek oxidációját. Mason és mtai azt igazolták, hogy az atorvastatin o-hydroxy metabolitja dózisfüggő módon gátolta az LDL oxidációját. Munkacsoportunk korábbi vizsgálatai az atorvastatin PON1 aktivitást növelő hatását támasztották alá.

14 Az oxidatív DNS károsodás mértéke visual score-ban (VS), ill. a VS és a PON aktivitás közötti összefüggés atorvastatin kezelés előtt és után VS * before treatment after treatment visual score r= r=-0.56 *p< PON (U/l) p<0.05 Harangi M, Seres I, Varga Z, Emri G, Szilvássy Z, Paragh G, Remenyik E. Atorvastatin effect on high-density lipoprotein-associated paraoxonase activity and oxidative DNA damage. Eur J Clin Pharmacol Dec;60(10):

15 Normál, egészséges HDL heterogenitása

16 ApoL-I PON1 PLTP ApoJ PON3 ApoF PAFAH Davidson WS et al. ATVB 2009;29:

17 100% A HDL szubpopulációk %-os aránya és az LDL partikulumok mérete az atorvastatin kezelés előtt és után 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 32,2 24,9 42,3 kezelés előtt *p<0.001, **p< %* -1.57%** +8.13%* 26 23,4 50,8 kezelés után HDL2b HDL2a HDL3 nm 29 28, , ,5 26 *p< kezelés előtt +3,29%* 27,9 kezelés után Betegek: Vizsgálatunkba 33 IIa és IIb típusú hypercholesterinaemiás beteget vontunk be. Átlag életkoruk év, a nők és férfiak aránya16/17 volt. Módszerek: A 3 hónapos 20 mg/nap atorvastatin kezelés előtt és után lipidszint meghatározások történtek standard laboratóriumi módszerekkel. A HDL szubfrakciók és az LDL méret meghatározását gradiens gél elektroforézissel végeztük. Harangi M, Mirdamadi ZH, Seres I, Molnar M, Kassai A, Derdak Z, Derdak Z, Paragh G: Atorvastatin effect on the distribution of HDL subfractions and human paraoxonase activity. Transl Res 2009; 153:

18 A betegek laboratóriumi eredményei Kezelés előtt Kezelés után változás (%) Cholesterin (mmol/l) * -31.6* Triglycerid (mmol/l) * -30.9* HDL-c (mmol/l) LDL-c (mmol/l) * -39.4* apoa1 (g/l) apob (g/l) * -45.0* LDL/apoB * -11.4* Lp(a) oxldl (U/l ) * -46.0* Paraoxonáz aktivitás (U/l) * 5.0* Arylesterase aktivitás (U/l) LCAT (nmol/ml/h) ** 27.0** CETP (pmol/ml/h) * -5.3* *p<0.001, **p<0.01, #p<0.05 Harangi M, Mirdamadi ZH, Seres I, Molnar M, Kassai A, Derdak Z, Derdak Z, Paragh G: Atorvastatin effect on the distribution of HDL subfractions and human paraoxonase activity. Transl Res 2009; 153:

19 PON1 polimorfizmusok ~140 kb 7q21-q22 PON2 PON3 PON1 centromer -909 G/C -832 G/A -162 G/A -108 T/C (CA)n -126 G/C L55M Q192R A/G C/T 13 promoter régió SNPs (5 karakterizált) -108C = ~2X PON1 mint -108T 2 kódoló régió SNPs Q192R = katalitikus hatékonyság 1 intron polymorphic CA repeat 9 3 UTR SNPs ~200 Új polymorphismus (Dr. Debbie Nickerson, UW) SeattleSNPs <

20 A humán paraoxonáz 1 (PON1) A PON1 aktivitást részben genetikai tényezők határozzák meg. A két leggyakoribb PON1 polimorfizmus a Gln192->Arg (Q->R) és a Leu55- >Met (L->M). Mindkét polimorfizmus a fokozott érelmeszesedési hajlam független rizikófaktorának számít. A PON1 aktivitásra kifejezettebb hatással a 192-es lókusz polimorfizmusa rendelkezik. Ez a hatás az enzimaktivitásra szubsztrátfüggő. Míg a Q alloenzim gyorsabban hidrolizálja a diazoxont, a sarint és más ideggázokat, addig az R alloenzim nagyobb affinitást mutat a paraoxon vagy feniroxon iránt. Más szubsztrátokat, mint például a fenilacetátot (ún. arileszteráz aktivitás) mindkét alloenzim hasonló sebességgel bontja.

21 A kettős szubsztrát módszer fenotípus meghatározás PON1 Gln192->Arg (Q->R) polimorfizmus B/B A/B A/A

22 A PON1 fenotípus befolyásolja a statinok paraoxonáz aktivitásra és lipidszintekre kifejtett hatását 200 AA phenotype AB + BB phenotype Paraoxonase activity (U Before ATO n.s. SIM n.s. FLU p<0.05 ALL n.s. After Before ATO p<0.001 SIM p<0.001 FLU p<0.001 ALL p<0.001 After Mirdamadi ZH, Sztanek F, Seres I, Derdak Z, Harangi M, Paragh G: The human paraoxonase-1 phenotype modifies the effect of statins on paraoxonase activity and lipid parameters. Br J Clin Pharmacol 2008; 66(3):

23 A PON1 fenotípus befolyásolja a statinok paraoxonáz aktivitásra és lipidszintekre kifejtett hatását Mirdamadi ZH, Sztanek F, Seres I, Derdak Z, Harangi M, Paragh G: The human paraoxonase-1 phenotype modifies the effect of statins on paraoxonase activity and lipid parameters. Br J Clin Pharmacol 2008; 66(3):

24 A koleszterin felszívódás és szintézis gátlása SZTATIN STOP STOP EZETIMIB Shepherd J. The role of the exogenous pathway in hypercholesterolaemia. Eur Heart J Suppl 2001;3(Suppl E):E2 E5.; Bays H. Ezetimibe. Expert Opin Investig Drugs 2002;11:

25 A koleszterin felszívódás folyamata micella Kefeszegély UC, Sito NPC1L1 ABCG5/ G8 UC, Sito 5 MTP DGAT2 apob48 TG, CE Preformált apob48 ACAT2 UC apoa4 apob48 NPC1L1 apoa4 ER enterocyta ezetimib NPC1L1 UC, Sito riboszóma nucleus lefűződés Golgi 3 APOBE C1 apob RNS apoa4 apoa4 apob48 Transzport vezikula SARB 1 fúzió apoa4 apoa4 apoa4 apoa4 apob48 szekréció CM apob-független abszorpció apob45 ABCA1 Harangi M, Balogh I, Harangi J, Paragh G.. Orv Hetil Aug 22;151(34): apoa1 apoa1 apoa1 apoa1 apoa1 Nascent HDL HDL3 HDL2

26 Niemann-Pick C1 like 1 A NPC1L1 egy bélhámsejteken expresszálódó membránfehérje, melyen keresztül a koleszterin a bél lumenéből a béhámsejtekbe jut. A koleszterincsökkentő ezetimib a NPC1L1-hez kötődve kompetitív módon gátolja a koleszterin felszívódást. A koleszterin felszívódás, és a lipidcsökkentő szerek hatékonyságában tapasztalt igen nagy egyéni különbségek hátterében felmerült néhány NPC1L1 polimorfizmus oki szerepe. Adapted from Altmann SW et al Science 2004;303: ; Davis JP et al Genomics 2000;65: Sparrow CP, Patel S, Baffic J et al. J Lipid Res 1999; 10:

27 NPC1L1 polimorfizmus meghatározás A NPC1L1 polimorfizmusok közül a legújabb irodalmak alapján kiválasztásra került a -133A>G polimorfizmus. Ez a polimorfizmus szignifikáns hatást fejt ki a NPC1L1 promóter aktivitásra, és pravastatin kezelés során szignifikánsan befolyásolta a statin lipidcsökkentő hatását. Polisecki E, Peter I, Simon JS, et al. Genetic variation at the NPC1L1 gene locus, plasma lipoproteins, and Heart disease risk in the elderly. J Lipid Res Feb 10. [Epub ahead of print] PubMed PMID: Martín B, Solanas-Barca M, García-Otín AL, et al. An NPC1L1 gene promoter variant is associated with autosomal dominant hypercholesterolemia. Nutr Metab Cardiovasc Dis Sep 10. [Epub ahead of print] PubMed PMID:

28 Az endogén és exogén koleszterin-anyagcsere vizsgálata szterol meghatározás FID1 A, Front Signal (KOLEST0209\KOLEST \054F0401.D) pa a-cholestane Cholesterol a-Cholest-7en-3-b-ol A szérum szterol szintek mérése gázkromatográftömegspektrometriás (GC-MS) módszerrel történik Lanosterol min cholestenol Szintézis markerek koleszterin sqalene lanosterol latosterol desmosterol cholestenol Felszívódási markerek sitosterol campesterol avenasterol brassicasterol stigmasterol cholestanol (5-alfacholestane)

29 DEBRECENI EGYETEM KUTATÓ-ELITEGYETEM Bevonás V0 V1 TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 Bevonás V-1 Statin monoterápiában részesülő beteg Eddig lipidcsökkentő terápiában nem részesült beteg 1 hónap washout EZETROL 10 mg 3 hónapig 1 hónap washout simvastatin 40 mg 3 hónapig atorvastatin 20 mg 3 hónapig rosuvastatin 10 mg 3 hónapig fluvastatin 40 mg 3 hónapig simvastatin 40 mg +EZE 10 mg 3 hónapig atorvastatin 20 mg +EZE 10 mg 3 hónapig rosuvastatin 10 mg +EZE 10 mg 3 hónapig fluvastatin 40 mg +EZE 10 mg 3 hónapig 11 hónap Az EZETIMIB-STATIN vizsgálat algoritmusa A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

30 Apolipoprotein E A májon lévő chylomicron és VLDL remnant receptorok ligandja, melynek segítségével ezek a lipoproteinek kiürülnek a keringésből, valamint az LDL receptor ligandja Emberben 3 különböző apo E allél ismert: E2: a 112-es és a 158-as pozícióban ciszteinnel E3: az európai népesség 60-80%-ban van jelen, a 112-es pozícióban cisztein, a 158- asban arginin van. E4: a 112- és 158-as pozícióban argininnel Az allélek kombinációi apoe izoformákat hoznak létre, öröklődésük kodomináns. Az Apo E3-hoz képest az Apo E2 affinitása csökkent, az apoe 4-é fokozott az LDL (ApoB/E) receptorhoz. Az E2 a famíliáris dysbetalipoproteinaemiához társul (a VLDL és CM clearance csökkent) Az apo E4 növeli a hyperlipidaemia és a kardiovaszkuláris megbetegedések kockázatát.

31 Az apolipoprotein E genotípus hatása az ezetimib monoterápia hatékonyságára Összkoleszterin LDL-koleszterin triglicerid

32 A statin okozta myopathiák csoportosítása myopathia Tünetekkel járó myopathia Tünetmentes myopathia Általános elnevezés minden statin szedéssel összefüggő izomproblémára A vázizomra vonatkozó minden tünet és jel, beleértve a myalgiát (izomfájdalom), az izomgyengeséget (szubjektív és objektív) és izomgörcsöt CK emelkedés objektív izomgyengeség vagy szujektív panaszok nélkül A CK emelkedés mértéke szerinti beosztás (tünetektől függetlenül) Enyhe CK emelkedés Közepes CK emelkedés Jelentős CK emelkedés CK a normál érték felső határa (ULN) feletti, de <10x ULN CK > 10x ULN, de < 50x ULN CK > 50x ULN Thompson PD et al. Assessment of statin safety by muscle experts. Am J Cardiol 2006; 97: 69C

33 Az apolipoprotein E genotípus hatása statin okozta myopathia kockázatára

34 Enzim és protein változások a HDL molekulában akut fázis reakció hatására Ansell et al. JACC 2005:1792 8

35 Proinflammatorikus HDL meghatározása Vérvétel akut gyulladásos betegektől RA betegektől egészséges kontrol személyektől LDL szeparálás ultracentrifugálással (poolozott LDL) Lipid gélelektroforézis HDL LDL HDL kicsapás egészséges és beteg egyének szérumából

36 Proinflammatorikus HDL meghatározása H 2 O 2 LDL haem oxidált LDL degradált haem hem-specifikus antioxidáns aktivitás a HDL milyen mértékben képes gátolni az LDL oxidációját? az LDL hem-katalizálta lipidperoxidációjának milyen a kinetikája? hogyan változik a betegből származó HDL hozzáadására? LDL oxidatív rezisztenciájának mértékét a delta T at vmax értékkel jellemezzük (lag time), mely a hem degradáció sebességmaximumáig eltelt időt jelenti.

37 Proinflammatorikus és normál HDL hatása az LDL oxidatív rezisztenciájára

38 A DALI rendszer működése LDL hemoperfúzió LDL hemoperfúzió: DALI (direct adsorption of lipoproteins) A pozitív töltésű LDL kötődik a negatív töltésű, oszlophoz kötött polianionos poliakrilát-poliamidhoz teljes vérből eltérő méretű oszlopok, ezért gyermekeknél is jól alkalmazható spo.escardio.org

39 Az LDL aferezis hatása kéthetes kezelési periódusok esetén

40 Egyéb kedvező hatások A kezelések javítják az NO dependens vazodilatációt Az agyi perfúziót az alsó végtagok vérátáramlását a myocardiális perfúziót az endothel funkciót a koronáriák tónusát Fokozzák az EDRF termelést Csökkentik az LDL-oxidációt A kezelések során az alvadási rendszer V, VIII, XI és XII faktorai csökkennek akutan, (leginkább a DSA és DALI kezelések során) a HELP okozza a fibrinogén legkifejezettebb csökkenését A kezelés alatti minimális protrombin idő megnyúlás minden kezelés esetében átmeneti