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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-11012022-135720
Documento
Autor
Nome completo
Marcos Tadashi Kakitani Toyoshima
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Passarelli, Marisa (Presidente)
Dib, Sérgio Atala
Oliveira, Helena Coutinho Franco de
Vivolo, Sandra Roberta Gouvea Ferreira
Título em português
Proteômica e funcionalidade das subfrações de lipoproteína de densidade alta (HDL) e aterosclerose subclínica no diabetes mellitus tipo 1
Palavras-chave em português
Aterosclerose
Complicações do diabetes
Diabetes mellitus tipo 1
HDL-2
HDL-3
HDL-colesterol
Proteômica
Resumo em português
INTRODUÇÃO: A aterosclerose é a principal causa de morbimortalidade em indivíduos com diabetes mellitus tipo 1 (DM1), para a qual concorrem alterações no metabolismo de lípides e lipoproteínas. A redução do colesterol nas lipoproteínas de densidade alta (HDL-c) associa-se ao maior risco cardiovascular. No entanto, indivíduos com DM1 não necessariamente apresentam redução do HDL-c e, neste aspecto, considera-se que alteração em sua funcionalidade possa conferir maior risco cardiovascular. OBJETIVO: Avaliar a proteômica das subfrações da HDL (HDL2 e HDL3) e sua associação com a funcionalidade desta lipoproteína, variáveis clínico-metabólicas e função vascular, indicativa de aterosclerose subclínica, em portadores de DM1 e controles sem diabetes. MÉTODOS: Foram selecionados 50 indivíduos com DM1 e 30 controles, pareados por idade e sexo. As HDL2 e HDL3 foram isoladas por ultracentrifugação e sua proteômica foi determinada por espectrometria de massas e monitoramento de reações em paralelo (PRM). A capacidade de remoção de colesterol foi determinada pela incubação com macrófagos sobrecarregados com LDL acetilada e 14C-colesterol. A função vascular foi avaliada pela velocidade de onda de pulso (VOP) e vasodilatação mediada por fluxo (VMF), e a neuropatia autonômica cardiovascular (NAC), pelo teste de Ewing e análise espectral. RESULTADOS: Um total de 45 proteínas foi selecionado na proteômica da HDL2 e HDL3; com diferença no conteúdo de 13 proteínas na HDL2 e 33 na HDL3, entre o grupo DM1 e controle. Destas, 10 (seis relacionadas ao metabolismo lipídico, uma proteína de fase aguda inflamatória, uma do sistema do complemento, uma antioxidante e uma sem função muito conhecida) foram mais abundantes na HDL2 e 23 (14 relacionadas ao metabolismo lipídico, três proteínas de fase aguda inflamatória, três antioxidantes, uma transportadora e três sem função muito conhecida), na HDL3 de DM1. Uma proteína do metabolismo lipídico, uma transportadora e outra sem função bem conhecida, foram mais abundantes na HDL2; e uma proteína associada ao metabolismo lipídico, cinco transportadoras, um inibidor de protease e três sem função bem conhecida, foram mais abundantes na HDL3 de controles. Para HDL2, avaliação de razão de chances mostrou que o grupo DM1 teve maior força de associação com sete proteínas (apoB, apoC-II, apoE, APMAP, C3, GPLD1 e PLTP), sendo a maioria delas relacionada ao metabolismo lipídico. Já o grupo controle esteve mais associado com quatro proteínas (A1BG, apoC-III, subunidade beta da hemoglobina e transtirretina), sendo duas proteínas transportadoras. Para a HDL3, análise de razão de chances mostrou que o grupo DM1 teve maior força de associação com 17 proteínas, sendo a maioria relacionada ao metabolismo lipídico. Já o grupo controle, a associação foi com sete proteínas, sendo três proteínas transportadoras. Análise discriminante mostrou que seis proteínas (APMAP, apoC-II, apoC-III, complemento C3, PLTP e subunidade beta da hemoglobina) na HDL2 tiveram capacidade discriminatória entre os grupos DM1 e controle e cinco proteínas (apoA-I, APMAP, LCAT, PCSK9 e subunidade beta da hemoglobina) na HDL3. Os indivíduos com DM1 apresentaram maior VOP e menor VMF, além de maior risco cardiovascular estimado em comparação ao grupo controle. Não houve diferença de efluxo de colesterol do macrófago entre os grupos. Algumas proteínas nas HDL2 e HDL3, especialmente relacionadas ao metabolismo lipídico, correlacionaram-se com a função vascular, principalmente com a VOP, a NAC, o efluxo de 14C colesterol de macrófagos, HDL-c, hipertensão arterial sistêmica, controle glicêmico, risco cardiovascular estimado e uso de estatinas. CONCLUSÃO: A proteômica da HDL pode ser preditiva de alteração na funcionalidade desta lipoproteína e de aterosclerose subclínica no DM1
Título em inglês
Proteomics and functionality of high-density lipoprotein (HDL) subfractions and subclinical atherosclerosis in type 1 diabetes mellitus
Palavras-chave em inglês
Atherosclerosis
Diabetes complication
Diabetes mellitus type 1
HDL2
HDL3
High density cholesterol
Proteomics
Resumo em inglês
INTRODUCTION: Atherosclerosis is the main cause of morbidity and mortality in individuals with type 1 diabetes mellitus (T1D), determined in part by alterations in lipid and lipoproteins metabolism. Lower cholesterol in high-density lipoproteins (HDL-c) is associated with increased cardiovascular risk. However, individuals with T1D do not necessarily present a reduction in HDL-c and, in this respect, it is considered that changes in their functionality may confer greater cardiovascular risk. OBJECTIVE: To evaluate the proteome of HDL subfractions (HDL2 and HDL3) and their association with the functionality of this lipoprotein, clinical-metabolic variables and vascular function, indicative of subclinical cardiovascular disease, in individuals with T1D and controls without diabetes. METHODS: A total of 50 individuals with T1D and 30 controls, matched for age and sex, were selected. HDL2 and HDL3 were isolated by ultracentrifugation and their proteome determined by mass spectrometry and parallel reaction monitoring (PRM). Cholesterol removal capacity was determined by incubation with macrophages overloaded with acetylated LDL and 14C-cholesterol. Vascular function was assessed by pulse wave velocity (PWV) and flow-mediated vasodilation (FMD), and cardiovascular autonomic neuropathy (CAN) by the Ewing's test and spectral analysis. RESULTS: A total of 45 proteins were selected in the proteomics of HDL2 and HDL3; with difference in the content of 13 proteins in HDL2 and 33 in HDL3 between the T1D and control groups. Of these, 10 (six related to lipid metabolism, one inflammatory acute phase protein, one from the complement system, one antioxidant and one without a well-known function) were more abundant in HDL2 and 23 (14 related to lipid metabolism, three phase proteins inflammatory, three antioxidants, one carrier and three without well-known functions) in HDL3 in the T1D group. One lipid metabolism protein, one transporter and another without a well-known function, were more abundant in HDL2; and one protein associated with lipid metabolism, five transporters, one protease inhibitor and three with no well-known function, more abundant in HDL3 in the control group. For HDL2, odds ratio calculation showed that the T1D group had greater strength of association of seven proteins (apoB, apoC-II, apoE, APMAP, C3, GPLD1 and PLTP), most of which were related to lipid metabolism. In the control group, the association was with four proteins (A1BG, apoC-III, hemoglobin subunit beta and transthyretin), with two transport proteins. For HDL3, odds ratio calculation showed that the T1D group had a stronger association of 17 proteins, most of which were related to lipid metabolism. In the control group, the association was with seven proteins, being three transport proteins. Discriminant analysis between the T1D and control groups showed six proteins (APMAP, apoC-II, apoC-III, complement C3, PLTP and hemoglobin subunit beta), with discriminatory capacity between groups in HDL2 and five proteins (apoA-I, APMAP, LCAT, PCSK9 and hemoglobin subunit beta) in HDL3. Individuals with T1D had higher PWV and lower FMD, in addition to higher estimated cardiovascular risk compared to the control group. There was no difference in 14C-cholesterol efflux in macrophages between groups. Some proteins in HDL2 and HDL3, especially related to lipid metabolism, correlated with vascular function, mainly with PWV and CAN, with the efflux of 14C-cholesterol from macrophages, HDL-c, systemic arterial hypertension, glycemic control, estimated cardiovascular risk and use of statins. CONCLUSION: HDL proteomics can be predictive of changes in the functionality of this lipoprotein and of subclinical atherosclerosis in T1D
 
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Data de Publicação
2022-01-20
 
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