Η επίδραση της απότομης διακοπής λήψης στατινών στην αστάθεια της αθηρωματικής πλάκας

Abstract

Aggresive lipid reduction by the administration of statins may reduce cardiovascular morbidity and mortality in patients with atherosclerosis. Statins action is not limited to the reduction of LDL cholesterol but also to their so-called pleiotropic actions. Atherosclerotic plaque instability is a concept that has been introduced recently in order to explain why some atherosclerotic plaques cause symptoms (eg, heart attacks or strokes), while some other plaques do not, despite resulting in the same or greater degree of stenosis. Characteristics of the unstable atherosclerotic plaque are high fat content, intra-plaque hemorrhage, proximity of the necrotic nucleus to the lumen, thin fibrous cap, presence of ulceration on its surface and high inflammatory activity. Statins help to stabilize the atherosclerotic plaque both through their hypolipidemic properties and through their antioxidant and anti-inflammatory actions. Maintaining these beneficial effects of statins obviously requires their continued and uninterrupted administration. However, many patients discontinue arbitrarily their treatment as soon as they find that the desired cholesterol levels have been achieved.The aim of this study is to evaluate the impact of atorvastatin discontinuation on the progression and stability of atherosclerotic plaques in a valid animal model of atherosclerosis.Materials & Methods: Seventy ApoE-/- male mice fed with high-fat diet (Harlan, Teklad, 88137), beginning at the age of 8 weeks, were randomly assigned into the following experimental groups: A) Long-term intervention groups: 1) ATL, received atorvastatin for 12 weeks, 2) CO-12W, control received vehicle for 12 weeks, 3) ATW-6W, received atorvastatin for 6 weeks which was withdrawn for another 6 weeks. B) Short-term intervention groups: 1) ATS received atorvastatin for 6 weeks, 2) CO-6W, control receiving vehicle for 6 weeks, 3) ATW-3D, ATW-7D, received atorvastatin for 6 weeks which was withdrawn for 3 days and 7 days, respectively. Daily dosage of atorvastatin was 20 mg/kg. Mice were sacrificed, and aortic samples were obtained for histological evaluation. Blood serum was stored in test tubes which were placed in a special freezer (-80 ° C) for biochemical analysis. Before the euthanasia of the animals, a blood sampling took place and immediately afterwards it was done for tissue and organs (aorta, liver, heart) for histological analysis. Three days prior to euthanasia, a glucose tolerance test was performed after 6-hour fasting by glucose intraperitoneal administration (2 g / kg body weight) and blood glucose levels of the experimental animals were measured at 0, 15, 30, 60, 90 and 120 min. Results: Long-term atorvastatin treatment (ATL) induced atherosclerosis regression and stabilization compared to control (p<0.05). Atorvastatin’s withdrawal was associated with acute (ATW-3D) reduction in connective tissue and collagen contents within plaques compared to ATS (p < 0.05). Those changes were almost restored after a while (ATW-7D) and started appearing again after longer cessation (ATW-6W). Moreover, atorvastatin withdrawal induced shortly (ATW-3D) a peak in inflammatory markers (macrophages, MCP-1, TNF-a) and matrix metalloproteinases (MMP-3, MMP-9) concentrations within plaques, which sustained but to a lesser extent along time (ATW-7D, ATW-6W).Conclusion: In conclusion, the uninterrupted atorvastatin administration attenuated atherosclerosis progression and enhanced plaque stability via the suppression of inflammatory potential within the aortic atherosclerotic lesions of hypercholesterolemic ApoE−/− mice. When atorvastatin therapy was suddenly ceased, its atheroprotective effect seemed to be revoked promptly, leading to acute plaque destabilization, independent of cholesterol levels changes. The acute release of inflammatory mediators within the atherosclerotic plaques after statin’s discontinuation may explain mechanistically the exaggerated and unfavourable alterations in plaque stability in the short-term period. After initial rebound response, those effects were slightly smoothed thereafter, leading eventually to a sustained plaque destabilization in the long term. Our findings are of clinical importance outlining the risk of adverse events in atherosclerotic patients who do not comply to continuous statins’ therapy.

Η επιθετική μείωση των λιπιδίων με τη χορήγηση στατινών μπορεί να μειώσει την καρδιαγγειακή νοσηρότητα και θνητότητα σε ασθενείς με αθηροσκλήρωση. Η δράση των στατινών δεν περιορίζεται μόνο στη μείωση της LDL χοληστερόλης αλλά και στις λεγόμενες πλειοτροπικές δράσεις τους. Η αστάθεια της αθηρωματικής πλάκας αποτελεί μία έννοια που έχει εισαχθεί τα τελευταία χρόνια προκειμένου να εξηγήσει γιατί κάποιες αθηρωματικές πλάκες προκαλούν συμπτώματα (πχ εμφράγματα ή αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια), ενώ κάποιες άλλες πλάκες όχι, παρά το γεγονός ότι προκαλούν τον ίδιο ή και μεγαλύτερο βαθμό στένωσης. Χαρακτηριστικά της ασταθούς αθηρωματικής πλάκας αποτελούν η υψηλή περιεκτικότητα σε λίπη, η ενδοπλακική αιμορραγία, η εγγύτητα του νεκρωτικού πυρήνα με τον αυλό, η λεπτή ινώδης κάψα, η παρουσία έλκους στην επιφάνειά της και η υψηλή φλεγμονώδης δραστηριότητα. Οι στατίνες συμβάλλουν στη σταθεροποίηση της αθηρωματικής πλάκας τόσο μέσω των υπολιπιδαιμικών τους ιδιοτήτων όσο και μέσω των αντιοξειδωτικών και αντιφλεγμονωδών δράσεών τους. Η διατήρηση των ευεργετικών αυτών επιδράσεων των στατινών απαιτεί, προφανώς, τη συνεχή και αδιάλειπτη λήψη τους. Παρόλα αυτά, όμως, πολλοί ασθενείς διακόπτουν αυθαίρετα τη λήψη των στατινών μόλις διαπιστώσουν ότι επετεύχθησαν τα επιθυμητά επίπεδα χοληστερόλης.Στόχος της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη των επιδράσεων που μπορεί να έχει η απόσυρση της θεραπείας με ατορβαστατίνη στην εξέλιξη και σταθερότητα των αθηρωματικών αλλοιώσεων σε πειραματικό ζωικό πρότυπο αθηρωμάτωσης.Υλικά και Μέθοδοι: Σε 70 αρσενικούς ΑροΕ knock-out (C57BL/6J) μύες και σε ηλικία 8 εβδομάδων ξεκίνησε η καθημερινή χορήγηση αθηρογόνου τροφής με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά και χοληστερόλη (Harlan,Teklad, 88137) προκειμένου να αναπτυχθεί αθηρωμάτωση. Σε ηλικία 18 εβδομάδων τα ζώα χωρίστηκαν τυχαία στις εξής πειραματικές ομάδες: Α) CONTROL (N=20): Χορήγηση διαμέσου δι-οισοφάγειου καθετήρα φυσιολογικό ορό (vehicle). Τα ζώα ευθανατώθηκαν σε δύο φάσεις: i) Ομάδα CO-6W (n=10) στις 6 εβδομάδες και ii) τα υπόλοιπα n=10 στις 12 εβδομάδες. Β) Full treatment (ATL, N=10): Από την 11η εβδομάδα πειράματος (19η εβδομάδα ηλικίας) και μετά ξεκίνησε η καθημερινή χορήγηση διαμέσου δι-οισοφάγειου καθετήρα atorvastatin (20mg/kg/day) η οποία διήρκησε 12 εβδομάδες. Γ) Short treatment (ATS, N=10): Kαθημερινή χορήγηση διαμέσου δι-οισοφάγειου καθετήρα atorvastatin (20mg/kg/day) για 6 εβδομάδες. Δ) Removal (N=30): Καθημερινή χορήγηση διαμέσου δι-οισοφάγειου καθετήρα υψηλής δόσης atorvastatin (20mg/kg/day) για 6 εβδομάδες. Στο τέλος της 6ης εβδομάδας θα σταματήσει η χορήγηση atorvastatin για τρεις ημέρες (ATR-3D, n=10), επτά ημέρες (ATR-7D, n=10) και 6 εβδομάδες (ATR-6, n=10). Προ της ευθανασίας των ζώων πραγματοποιήθηκε αιμοληψία και αμέσως μετά έγινε για λήψη ιστών και οργάνων (αορτή, ήπαρ, καρδιά) για ιστολογική ανάλυση. Τρεις ημέρες πριν από την ολοκλήρωση χορήγησης της προβλεπόμενης τροφής, πραγματοποιήθηκε μετά από 6ωρη νηστεία δοκιμασία ανοχής στη γλυκόζη με την ενδοπεριτοναϊκή έγχυση γλυκόζης (2 g/kgr body weight) και τη μέτρηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα των πειραματοζώων τις χρονικές στιγμές 0, 15, 30, 60, 90 και 120 min από τη στιγμή έγχυσης της γλυκόζης. Ο ορός των πειραματοζώων αποθηκεύθηκε σε δοκιμαστικά σωληνάρια τα οποία τοποθετήθηκαν σε ειδικό καταψύκτη (-80 oC) για βιοχημική ανάλυση. Αποτελέσματα: Η μακροχρόνια αγωγή με την ατορβαστατίνη (ATL) προκάλεσε παλινδρόμηση και σταθεροποίηση των αθηρωματικών πλακών σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου (p < 0,05). Η απόσυρση της ατορβαστατίνης συνδέθηκε με οξεία (ATW-3D) μείωση του περιεχομένου των πλακών σε συνδετικό ιστό και κολλαγόνο σε σύγκριση με την ομάδα βραχείας αγωγής (ATS) (p <0,05). Αυτές οι αλλαγές σχεδόν αποκαταστάθηκαν μετά από λίγο (ATW-7D) και άρχισαν να εμφανίζονται ξανά μετά από τη διακοπή μεγαλύτερης διάρκειας (ATW-6W). Επιπλέον, η απόσυρση ατορβαστατίνης προκάλεσε σύντομα (ATW-3D) μια κορυφή στις συγκεντρώσεις φλεγμονωδών δεικτών (μακροφάγων, MCP-1, TNF-a) και μεταλλοπρωτεϊνασών μήτρας (MMP-3, MMP-9) κατά τη διάρκεια του χρόνου (ATW-7D, ATW-6W).Συμπεράσματα: Η αδιάλειπτη χορήγηση ατορβαστατίνης εξασθένησε την εξέλιξη της αθηρωμάτωσης και ενίσχυσε την σταθερότητα της πλάκας μέσω της καταστολής του φλεγμονώδους δυναμικού εντός των αορτικών αθηρωματικών βλαβών των υπερχοληστερολαιμικών ApoE -/- μυών. Ωστόσο, όταν η θεραπεία με ατορβαστατίνη διακόπηκε ξαφνικά, η αθηροπροστατευτική δράση της φάνηκε να ανακαλείται αμέσως, οδηγώντας σε οξεία αποσταθεροποίηση της πλάκας. Η οξεία απελευθέρωση φλεγμονωδών μεσολαβητών εντός των αθηρωματικών πλακών μετά τη διακοπή της στατίνης μπορεί να εξηγεί μηχανιστικά τις δυσμενείς και υπερβολικές αλλοιώσεις στη σταθερότητα της πλάκας βραχυπρόθεσμα. Αυτά τα αποτελέσματα εξομαλύνθηκαν στη συνέχεια, οδηγώντας τελικά σε μια σταδιακή αποσταθεροποίηση πλάκας μακροπρόθεσμα. Τα ευρήματά μας είναι κλινικά σημαντικά περιγράφοντας τις ανεπιθύμητες ενέργειες σε ασθενείς υψηλού κινδύνου που δεν συμμορφώνονται με τη μη διακοπτόμενη θεραπεία με στατίνες.