Danno vascolare acuto ridotto e aterosclerosi nei topi iperlipidemici transgenici per il lisozima

L’iperlipidemia promuove lo stress ossidativo, l’infiammazione e l’aterogenesi nei topi con carenza di apolipoproteina E (ApoE (-/-) ). I topi transgenici per il lisozima (LZ-Tg) sono resistenti allo stress ossidativo acuto e cronico e hanno ridotto i livelli circolanti di prodotti finali della glicazione avanzata pro-ossidante (AGE). Qui riportiamo che i macrofagi TIB-186 trasdotti con LZ umano che esprime adenovirus (AdV-LZ) contenente il dominio legante l’AGE hanno facilitato l’assorbimento e la degradazione dell’AGE e che i macrofagi trasdotti da AdV-LZ e i macrofagi peritoneali da topi LZ-Tg hanno soppresso l’AGE -risposta del fattore di necrosi tumorale-α innescata. Abbiamo valutato l’aterosclerosi in topi LZ-Tg incrociati con topi ApoE (-/-) (LZ/ApoE (-/-)) e ha riscontrato un aumento dei livelli sierici di LZ e una diminuzione dei livelli di AGE e 8-isoprostani, sebbene l’iperlipidemia sia rimasta simile ai controlli ApoE (-/-) . Le placche aterosclerotiche e le lesioni neointimali alla radice aortica e all’aorta discendente erano notevolmente diminuite (del 40% e dell’80%, rispettivamente) nei topi LZ/ApoE (-/-) rispetto a quelli ApoE (-/-) , così come gli infiltrati infiammatori. Le lesioni arteriose a seguito di lesione dell’arteria femorale nei topi LZ/ApoE (-/-) sono state soppresse (rapporto intimale-media diminuito del 50%), così come i depositi di AGE e l’attivazione delle cellule muscolari lisce vascolari, rispetto all’ApoE (-/-)i topi. Nonostante l’iperlipidemia, lo sviluppo di ateroma e lesioni neointimali arteriose occlusive e infiammatorie in risposta alla lesione è stato soppresso nei topi LZ/ApoE (-/-) . Questo effetto può essere dovuto alle proprietà antiossidanti di LZ, che è probabilmente legato alla regione del dominio di legame AGE della molecola.
Le malattie cardiovascolari, la principale causa di morbilità e mortalità in tutto il mondo, sono aumentate da fattori di rischio come diabete mellito, iperlipidemia, ipertensione e invecchiamento.

 Lo stress ossidativo dovuto all’eccessiva formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) è riconosciuto come una delle principali fonti di danno cellulare e risposta infiammatoria, disordini vascolari e metabolici sottostanti.

 In condizioni normali, dove i ROS svolgono un ruolo nel normale metabolismo e le difese antiossidanti sono intatte, il corpo è in grado di gestire con successo quantità non patologiche di ossidanti esogeni o endogeni ed evitare lo stress ossidativo.

 Prove crescenti, tuttavia, indicano un eccesso di stress ossidativo, che causa uno spostamento negativo nell’equilibrio redox e provoca anomalie multiple nelle risposte geniche.

 Le fonti di eccesso di ossidanti che portano allo stress sono molteplici, soprattutto nei disordini metabolici come il diabete e la dislipidemia.

Una parte significativa del carico ossidante in vivo è dovuta a prodotti finali di glicazione avanzata (AGE) da proteine ​​o prodotti finali di lipoossidazione avanzata.

 Questi prodotti sono ubiquitari e abbondanti all’interno delle cellule e nell’ambiente extracellulare, contribuendo in modo importante alla produzione di ROS e allo stress ossidativo, all’attività di trascrizione sensibile all’ossidoriduzione e a risposte infiammatorie inadeguate nella malattia.

 È stato dimostrato che la dieta può essere un’importante fonte esogena di ossidanti in eccesso.

La promozione di un elevato stress ossidativo da parte di una risposta infiammatoria o degli AGE è stata dimostrata in vitro e in studi su animali ed è stata confermata in pazienti con diabete mellito e/o malattia renale allo stadio terminale.

 La riduzione dei livelli di AGE, mediante farmaci o diete a basso contenuto di AGE, si traduce in un miglioramento delle lesioni cardiovascolari o renali negli animali

 e diminuisce il livello dei mediatori dell’infiammazione nel siero di pazienti con diabete o malattie renali.

 Queste osservazioni hanno portato al concetto che lo stress ossidativo cronico, indotto da agenti ambientali come gli AGE, può svolgere un ruolo importante nella genesi delle malattie cardiovascolari.

Un altro meccanismo per ridurre il danno acuto e cronico dovuto agli ossidanti come gli AGE è la somministrazione di lisozima, una proteina di difesa immunitaria naturale.

Il lisozima è presente in alta concentrazione in vari tessuti e fluidi, inclusi fegato, cartilagine articolare, saliva, latte e lacrime. È altamente espresso nei granulociti, nei monociti e nei macrofagi, nonché nei precursori del midollo osseo. Il lisozima è un enzima batteriolitico ben caratterizzato che idrolizza preferenzialmente i legami β-1,4-glicosidici tra l’ acido N- acetilmuramico e l’ N-acetilglucosamina che si verificano nella struttura della parete batterica del peptidoglicano. È improbabile che il lisozima abbia un’interazione diretta con il lipopolisaccaride (LPS), un componente importante dei batteri gram-negativi. Il fatto che il lisozima sia altamente attivo contro molte specie gram-positivi, ma inefficace contro i batteri gram-negativi, supporta questo punto di vista. Abbiamo segnalato che un dominio legato alla cisteina (ABCD) di 18 aminoacidi ben conservato nel lisozima è un dominio legante l’età ad alta affinità.

 Gli AGE si legano al lisozima (LZ) nel siero umano,

 rendendo LZ meno funzionale.

Pertanto, i livelli di LZ possono essere nell’intervallo normale, anche se le loro proprietà antiossidanti sono compromesse. Quando somministrato in vivo , LZ è associato ad un aumento della clearance dell’AGE e alla soppressione della secrezione indotta dall’AGE di fattore di necrosi tumorale-α (TNF-α), fattore di crescita B derivato dalle piastrine, fattore di crescita insulino-simile-1, collagene di tipo IV α1, e tenascina, nonché metalloproteinasi di matrice 9 nei topi diabetici.

 Abbiamo recentemente scoperto che la somministrazione di LZ ha soppresso la generazione di ROS e la trascrizione del gene della risposta allo stress ossidativo e ha fornito protezione contro il danno ossidativo acuto e cronico.

In questo studio abbiamo prima chiesto se la sovraespressione dei peptidi LZ contenenti ABCD da parte dei macrofagi avrebbe imitato quelli della somministrazione esogena di LZ, ad esempio, aumentare la rimozione dell’AGE e sopprimere lo stress ossidativo indotto dall’AGE. In secondo luogo, utilizzando topi LZ/apolipoproteina E-deficienti (ApoE (-/-) ), incroci tra topi ApoE -/- , che sviluppano lesioni aterosclerotiche complesse che assomigliano a lesioni umane,

 e topi transgenici per il lisozima delle uova di gallina (LZ-Tg),

abbiamo valutato l’ effetto in vivo di LZ endogenamente sovraespresso sui marcatori di carico ossidante, formazione di ateroma e formazione neointimale dopo la lesione.

Fonte: https://ajp.amjpathol.org/article/S0002-9440(10)61452-6/fulltext

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