עליות כולסטרול מוקדמות מתדלקות טרשת עורקים על ידי שינוי מקרופאגים

גלה כיצד תנודות כולסטרול מוקדמות משבשות את תאי החיסון הקריטיים, מאיצות את הסיכון למחלות לב ומדגישות את הדחיפות בניהול פרואקטיבי של כולסטרול.

מחקר: היפרליפידמיה מוקדמת לסירוגין משנה מקרופאגים של רקמות לדלק טרשת עורקים. קרדיט תמונה: אור קריסטל / Shutterstock

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת טֶבַעקבוצת חוקרים חקרה כיצד היפרליפידמיה מוקדמת לסירוגין (רמות שומן גבוהות בדם) מאיצה טרשת עורקים (הצטברות רובד העורקים) על ידי שינוי המספר והפנוטיפ ההומיאוסטטי של מקרופאגים של רקמות דמויות תושב וזיהוי המנגנונים הביולוגיים הבסיסיים התורמים למחלות לב וכלי דם טרשת עורקים (ASCVD). ) סיכון.

רֶקַע

שפע של עדויות קושרות כולסטרול להתפתחות של טרשת עורקים, בין היתר באמצעות הפעלה של מסלול ה-NLR Family Pyrin Containing 3 – Interleukin 1 Beta (NLRP3-IL1β).

עם זאת, המנגנונים המדויקים המניעים היווצרות רובד דלקתי בתגובה לעומס יתר של כולסטרול נותרו לא ברורים. מעבר לרמות כולסטרול ליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה (LDL-C), משך החשיפה והאזור מתחת לעקומת ה-LDL-C לעומת הגיל הם מנבאים חזקים של אירועי ASCVD.

יש לציין כי הצטברות כולסטרול מוקדמת מהווה סיכון גבוה יותר ל-CVD, ותנודות ברמות הכולסטרול, אפילו עם טיפול בסטטינים, מגדילות את הסיכון ל-ASCVD.

דרוש מחקר נוסף כדי להבין היטב את המנגנונים המדויקים שבאמצעותם שינויים מוקדמים וסירוגיים בכולסטרול מאיצים טרשת עורקים, במיוחד באמצעות שינוי ארגון חוטי האקטין ומסלולים הקשורים למקרופאגים, המאפשרים פיתוח אסטרטגיות טיפוליות יעילות יותר למניעת ASCVD.

לגבי המחקר

עכברים ששימשו במחקר היו על רקע C57BL/6 (זן מרובע נפוץ של עכברי מעבדה), כולל Lysozyme 2-Cre recombinase heterozygous (Lyz2)^Cre+/−), נוקאאוט קולטן ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (Ldlr^−/−), Recombination Activating Gene 2 נוקאאוט (Rag2^−/−) מ-Charles River, ונוקאאוט Apolipoprotein E (Apoe^-/-) מרפואה השוואתית. דוֹבֵר סְפָרַדִית^{פלוקס/פלוקס} עכברים סופקו על ידי חוקרים מיפן, ו- Lyz2^Cre+/− עם Neuropilin 1 Floxed (Lyz2^Cre+/− Nrp1^{פלוקס/פלוקס}) עכברים נוצרו באוניברסיטת קולג' בלונדון. אפו^-/-קולטן חומצה היאלורונית כלי לימפה אנדותל 1 Lyve1^-Cre)/wt קולטן מגרה מושבה מעורר 1 (Csf1r)r^{פלוקס/פלוקס} עכברים נוצרו באמצעות הכלאה, ולחלק מהעכברים הוזרקו נגיף Adeno-Associated Virus סרוטייפ 8 המקודד למוטנטי Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin Type 9 (variant D377Y) (AAV8-D377Y-mPCSK9) כדי לגרום להיפרכולסטרולמיה.

כל הניסויים in vivo באמצעות עכברים נערכו תחת אישור אתי של מועצות ביקורת מוסדיות בהתאמה, כולל משרד הפנים (בריטניה), המכון הלאומי הצרפתי לבריאות ומחקר רפואי (INSERM) הוועדה האתית (צרפת), הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים ( IACUC) (סינגפור), ופרוטוקול ארצות הברית של אמריקה (ארה"ב) 2111-39587A.

עכברים שוכנו במתקנים ללא פתוגנים, עם שליטה בטמפרטורה ולחות. ניסויים בטרשת עורקים החלו בדרך כלל בגיל 6 שבועות, כאשר עכברים חולקו באופן אקראי לקבוצות ניסוי.

גדלי דגימות נקבעו כדי להבטיח כוח מספיק כדי לזהות הבדלים משמעותיים בגודל הנגע. השתלות מח עצם כללו הקרנת Ldlr^−/− עכברים, ולאחר מכן בנייה מחדש עם תאי מח עצם תורמי מין. דם נאסף למדידת רמות הכולסטרול בפלזמה, ורקמות נצבעו לצורך ניתוח היסטולוגיה ואימונוהיסטוכימיה של נגעים טרשתיים.

המחקר גם השתמש ברצף RNA וניתוח מיקרוביוטה כדי לזהות שינויים בביטוי הגנים ואת השפעת המיקרוביוטה של ​​המעי על טרשת עורקים. כמו כן בוצעו רצף של חומצה ריבונוקלאית (RNA) וניתוח מיקרוביוטה, כאשר ביטוי גנים נותח באמצעות צינורות RNAseq וכלי ביואינפורמטיקה רלוונטיים.

תוצאות המחקר

מודלים של בעלי חיים של טרשת עורקים מסתמכים בדרך כלל על גרימת היפרליפידמיה כדי לחקור את התקדמות המחלה, כאשר גודל הפלאק מתאם עם רמות הכולסטרול במחזור.

מאז שפותח המודל הראשון, מודלים אלו התמקדו בעיקר בהשראת רמות כולסטרול גבוהות ממושכות במהלך החלק האחרון של חייהם של בעלי החיים. עם זאת, מודלים אלה אינם מביאים בחשבון שינויים לכל החיים בחשיפה לכולסטרול, מה שמשקף יותר את החוויה האנושית.

כדי להתמודד עם זה, פותח מודל חדש להצגת היפרליפידמיה מוקדמת לסירוגין בעכברים, תוך שמירה על חשיפה כוללת לכולסטרול (אזור מתחת לעקומה) שווה ערך למודלים מסורתיים של היפרליפידמיה מאוחרת מתמשכת.

בסדרת ניסויים, Ldlr^−/− עכברים זכרים הוזנו מדיאטה מערבית מתמשכת מאוחרת (cWD) או דיאטה מערבית מוקדמת לסירוגין (iWD).

רמות הכולסטרול בפלזמה וסמנים פיזיולוגיים אחרים כמו דופק, משקל ולחץ דם נותרו דומים בין שתי הקבוצות. למרות זאת, לעכברים שהועברו לדיאטה המוקדמת לסירוגין היו רובדים טרשתיים גדולים יותר באופן משמעותי בהשוואה לאלה בדיאטה המתמשכת.

תוצאה זו הייתה עקבית בין עכברים זכרים ונקבות כאחד, אם כי גודל הגידול בגודל הפלאק השתנה יותר בנקבות.

הפלאקים בעכברי iWD לא רק היו גדולים יותר אלא גם הראו דלקת מוגברת ונמק, כאשר פלאקים בעכברי iWD התאפיינו בדלקת מוגברת, עם מספר גבוה יותר של מקרופאגים ותאי T וליבות נמקיות גדולות יותר, מה שמעיד על שינוי בריפוי פלאק ועל חומרת המחלה. .

המחקר בחן עוד את תפקידה של מיקרוביוטת המעיים, שיכולה להיות מושפעת מהתזונה המערבית ועשויה להשפיע על התפתחות טרשת עורקים.

לאחר שישה שבועות של דיאטה, הרכב המיקרוביוטה של ​​המעי היה שונה במקצת בין שתי הקבוצות. עם זאת, טיפול אנטיביוטי הפחית את האצה של טרשת עורקים בעכברים שניזונו ב-iWD אך לא מנע זאת לחלוטין, מה שמצביע על תפקיד מוגבל למיקרוביוטה במודל זה.

גם חסינות מסתגלת נחקרה, עם Ldlr^−/−/Rag2^−/− עכברים (חסרי תאי T ו-B) עדיין מראים טרשת עורקים מואצת תחת iWD, מה שמצביע על כך שתגובות חיסוניות מולדות ולא מסתגלות הן קריטיות בתהליך זה.

ניתוח נוסף באמצעות ריצוף RNA חשף שינויים משמעותיים בביטוי הגנים של מקרופאג, הקשורים במיוחד לאוטופגיה ו-efferocytosis, החיוניים ליציבות הפלאק. ממצאים אלו נקשרו לתפקוד לקוי של מקרופאגים דמויי תושב, חיוניים לשמירה על בריאות העורקים.

בנוסף, ריצוף RNA גילה כי היפרליפידמיה מוקדמת לסירוגין הובילה לאוטופגיה מופחתת במקרופאגים, ותרמה לפלאקים הגדולים והנמקיים יותר שנצפו בעכברים אלה.

מסקנות

מחקר זה מדגים כי היפרליפידמיה מוקדמת לסירוגין היא המניע העיקרי להתפתחות רובד טרשת עורקים, גם כאשר רמות כולסטרול מצטברות דומות להיפרליפידמיה מאוחרת.

חשיפה מוקדמת לחיים לכולסטרול גבוה משפיעה באופן משמעותי על התקדמות טרשת העורקים, ומסבירה את הקשר החזק בין תנודות כולסטרול מוקדמות לאירועים קרדיו-וסקולריים מאוחרים יותר.

המחקר מדגיש את החשיבות של שליטה ברמות הכולסטרול בשלב מוקדם בחיים כדי למנוע סיכונים קרדיווסקולריים ארוכי טווח. הוא מזהה מסלולים לקויים של אוטופגיה ואפרוציטוזיס במקרופאגים עורקים, במיוחד במקרופאגים דמויי תושב, כתורמים מרכזיים לטרשת עורקים מואצת. בקרת כולסטרול מוקדמת חיונית להפחתת הסיכון הקרדיווסקולרי לטווח ארוך.

אנו יודעים שטרשת עורקים מופיעה בשלב מוקדם בחיים אצל אנשים מסוימים, בסוף שנות העשרה ובשנות ה-20. כעת ההשפעה המופיעה של חשיפה מוקדמת לסירוגין לרמות גבוהות של שומנים בדם בילדים, בגילאי 6-12 שנים, עם מנגנון הכולל מקרופאגים כפי שנמצא בעכברים https://t.co/bClSMguctk@טֶבַע pic.twitter.com/YYU68eYJCP

— אריק טופול (@EricTopol) 4 בספטמבר 2024