Η σημασία των υποδοχέων PPAR και RXR στη διαδικασία της αθηρογένεσης

Abstract

Background: Atherosclerosis and its complications, such as myocardial infarction and stroke represent the leading cause of morbidity and mortality in the developed world. Carotid and cerebrovascular disease have major public health implications given the associated morbidity and mortality; however, the best treatment for this disease remains uncertain. Peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPAR-γ) and its nuclear partners, Retinoid X Receptors (RXRs) have been recognized as crucial players in the pathogenesis of atherosclerosis and promising therapeutic targets for the treatment of cardiovascular complications. Aim: The present study aimed to assess the clinical significance of PPAR-γ, RXR-α RXR-β and RXR-γ expression in different cellular populations localized within carotid atherosclerosis lesions. Methods: Carotid atherosclerotic plaques were obtained by standard endarterectomy procedure from 134 patients with carotid artery disease. PPAR-γ, RXR-α RXR-β and RXR-γ expression was assessed by immunohistochemistry and was correlated with patients’ medical history, risk factors and medication intake. Results: Patients presenting coronary artery disease (CAD) and coronary artery by-pass grafting/percutaneous transluminal coronary angioplasty (CABG/PTCA) were characterized by significantly increased incidence of low PPAR-γ expression in both macrophages and smooth muscle cells (p=0.032 and p=0.046, p=0.046 and p=0.028, respectively). Low PPAR-γ expression in smooth muscle cells was also more frequently observed in patients with amaurosis fugax (p=0.008), amaurosis fugax/stroke (p=0.020) or amaurosis fugax/transient ischemic attack (p=0.028) compared to asymptomatic ones. Low RXR-α expression in macrophages was more frequently observed in hypertensive (p=0.048) and hyperlipidaemic patients (p=0.049). Patients presenting advanced carotid stenosis also showed increased incidence of low RXR-α and RXR-β expression in smooth muscle cells (p=0.015 and p=0.003, respectively). Low RXR-β expression in smooth muscle cells was also more frequently observed in patients presenting CAD and enhanced plasma levels of homocysteine (p=0.036 and p=0.037, respectively). Symptomatic patients showed significantly increased incidence of low RXR-γ in macrophages and smooth muscle cells compared to asymptomatic ones (p=0.014 and p=0.021, respectively). Patients with smoking history also showed significantly increased incidence of low RXR-γ in macrophages (p=0.049). Conclusions: PPAR-γ, RXR-α RXR-β and RXR-γ immunohistochemical expression was assessed for the first time in patients with advanced carotid atherosclerotic lesions that underwent carotid endarterectomy for vascular repair and was significantly associated with important clinicopathological parameters, such as patients’ medical history, risk factors and medication intake. Low expression levels of PPAR-γ, RXR-α RXR-β and RXR-γ proteins in both macrophages and smooth muscle cells were associated with a more pronounced disease progression in patients with advanced carotid atherosclerotic lesions. These finings suggest that ligand activation of the receptors under study may be proved a more effective therapeutic intervention in patients at an early stage of carotid atherosclerosis. However, further research conducted on distinct patients' groups (e.g. only diabetic or non diabetic patients, only symptomatic or asymptomatic patients, only patients with or no evidence of CAD), as well as on patients receiving preoperatively therapy with thiazolidinediones, such as pioglitazone and rosiglitazone, is required to delineate the clinical implication of PPAR-γ and its nuclear partners RXRs in advanced stages of carotid atherosclerosis.

Εισαγωγή: Η αθηροσκλήρωση και οι κλινικές επιπλοκές που αυτή συνεπάγεται αποτελούν τη σημαντικότερη αιτία νοσηρότητας και θνησιμότητας στο δυτικό κόσμο, συμπεριλαμβανομένης και της Ελλάδας. Πρόσφατες μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι ο υποδοχέας PPAR-γ και η αλληλεπίδρασή τους με τους υποδοχείς RXRs παίζουν σημαντικό ρόλο σε ένα ευρύ φάσμα παθοφυσιολογικών μηχανισμών που εμπλέκονται στην εξέλιξη της αθηροσκληρυντικής νόσου. Αποτελεί δε σήμερα έναν από τους πιο ενδιαφέροντες και πολλά υποσχόμενους μοριακούς στόχους για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων στον τομέα της πρόληψης και θεραπεία της αθηροσκλήρυνσης αλλά και των καρδιαγγειακών επιπλοκών της. Σκοπός: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνήθηκε η κλινική σημασία της έκφρασης των υποδοχέων PPAR-γ, RXR-α, RXR-β και RXR-γ σε παθολογοανατομικά παρασκευάσματα ενδαρτηρεκτομής καρωτίδων αρτηριών ασθενών με προχωρημένες αθηροσκληρυντικές αλλοιώσεις. Μέθοδος: Η έκφραση των υπό μελέτη πρωτεϊνών προσδιορίστηκε με την τεχνική της ανοσοϊστοχημείας στους κυτταρικούς πληθυσμούς των μακροφάγων, λείων μυϊκών και ενδοθηλιακών κυττάρων της αθηρωματικής πλάκας καρωτίδων αρτηριών από ασθενείς που υποβλήθησαν σε χειρουργική επέμβαση ενδαρτηρεκτομής και συσχετίσθηκε με την ύπαρξη συμπτωματολογίας και παραγόντων κινδύνου, καθώς και με τα κλινικοεργαστηριακά δεδομένα καθώς και την προεγχειρητική θεραπευτική αγωγή των ασθενών. Αποτελέσματα: Χαμηλή έκφραση πρωτεΐνης PPAR-γ στα μακροφάγα και στα λεία μυϊκά κύτταρα συσχετίσθηκε σε στατιστικά σημαντικό βαθμό με την ύπαρξη στεφανιαίας νόσου και αορτοστεφανιαίας παράκαμψης/αγγειοπλαστικής στεφανιαίας αρτηριών (p=0.032 και p=0.007, και p=0.046 και p=0.028, αντίστοιχα). Ασθενείς με υψηλά επίπεδα CRP στο πλάσμα παρουσίασαν σημαντικά αυξημένη συχνότητα χαμηλής έκφρασης της πρωτεΐνης PPAR-γ στα μακροφάγα (p=0.038). Οι συμπτωματικοί ασθενείς που παρουσίασαν προεγχειρητικά αμαύρωση, αμαύρωση/έμφραγμα μυοκαρδίου ή αμαύρωση/παροδικό ισχαιμικό επεισόδιο εμφάνισαν σημαντικά μεγαλύτερη συχνότητα χαμηλής έκφρασης πρωτεΐνης PPAR-γ στα λεία μυϊκά κύτταρα σε σύγκριση με του ασυμπτωματικούς ασθενείς (p=0.008, p=0.020 και p=0.028, αντίστοιχα). Ασθενείς που εμφάνισαν προεγχειρητικά υπέρταση και υπερλιπιδαιμία παρουσίασαν σημαντικά αυξημένη συχνότητα χαμηλής έκφρασης πρωτεΐνης RXR-α στα μακροφάγα (p=0.049 και p=0.048, αντίστοιχα). Ασθενείς με προχωρημένο βαθμό στένωσης παρουσίασαν σημαντικά αυξημένη συχνότητα χαμηλής έκφρασης πρωτεΐνης RXR-α και RXR-β στα λεία μυϊκά κύτταρα (p=0.015 και p=0.003). Χαμηλή έκφραση πρωτεΐνης RXR-β στα μακροφάγα συσχετίσθηκε σε στατιστικά σημαντικό βαθμό με την ύπαρξη στεφανιαίας νόσου και υψηλών επιπέδων ομοκυστεΐνης (p=0.036 και p=0.037, αντίστοιχα). Οι συμπτωματικοί ασθενείς παρουσίασαν σημαντικά αυξημένη συχνότητη χαμηλής έκφρασης πρωτεΐνης RXR-γ στα μακροφάγα και στα λεία μυϊκά κύτταρα σε σύγκριση με τους ασυμπτωματικούς ασθενείς (p=0.014 και p=0.021, αντίστοιχα). Ασθενείς με ιστορικό καπνίσματος παρουσίασαν μεγαλύτερη συχνότητα χαμηλής έκφρασης της πρωτεΐνης RXR-γ στα μακροφάγα σε στατιστικά σημαντικό βαθμό (p=0.049). Συμπεράσματα: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνήθηκε για πρώτη φορά με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία η κλινική σημασία της έκφρασης των υποδοχέων PPAR-γ, RXR-α, RXR-β και RXR-γ σε ασθενείς με προχωρημένες αθηροσκληρυντικές αλλοιώσεις καρωτίδων αρτηριών. Η ανοσοϊστοχημική έκφραση των υπό μελέτη πρωτεϊνών συσχετίσθηκε με σημαντικές κλινικοεργαστηριακές παραμέτρους, όπως η ύπαρξη συμπτωματολογίας και παραγόντων κινδύνου, τα παθολογοανατομικά ευρήματα, οι μεταβολές βιοδεικτών στο πλάσμα και η προεγχειρητική θεραπευτική αγωγή. Τα μειωμένα επίπεδα των υποδοχέων PPAR-γ, RXR-α, RXR-β και RXR-γ σε ασθενείς προχωρημένου βαθμού αθηροσκληρυντικές αλλοιώσεις των καρωτίδων αρτηριών φανερώνουν ότι οι υπό μελέτη υποδοχείς πιθανόν να παίζουν σημαντικότερο ρόλο στα πρώιμα στάδια εξέλιξης της νόσου. Με βάση τα παραπάνω, η παρούσα διατριβή προτείνει τη διεξαγωγή αντίστοιχης μελέτης σε ομάδες ασθενών που ακολούθησαν προεγχειρητικά θεραπευτική αγωγή με θειαζολιδινεδιόνες, πιογλιταζόνη και ροσιγλιταζόνη, αλλά και σε ομάδες ασθενών με μικρότερη ετερογένεια όσον αφορά στο προεγχειρητικό ιστορικό τους.