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Il test HDL-SPE (High-Density Lipoprotein-Specific Phosfolipid Efflux) misura la funzionalità delle HDL ed è destinato all'uso nella ricerca biomedica e nei laboratori di diagnostica clinica per (i) ottenere ulteriori informazioni sui meccanismi alla base della rimozione dei lipidi mediata dalle HDL dalle lesioni aterosclerotiche, (ii) fungere da nuova piattaforma per migliorare la valutazione clinica del rischio di CVD e (iii) sviluppare nuove terapie per il trattamento delle malattie cardiovascolari.
Il colesterolo HDL (HDL-C) è un importante determinante del rischio di CVD1, ma la sua utilità è compromessa nella misura in cui livelli elevati di HDL-C (>80 mg/dL) sono associati a un maggiore rischio di CVD 2,3,4,5. Livelli elevati di HDL-C possono rappresentare l'accumulo di HDL disfunzionale che ha una ridotta capacità di rimuovere i lipidi della placca arteriosa6.
Il test della capacità di efflusso del colesterolo cellulare (CEC) è stato il primo test in vitro sviluppato per misurare la funzionalità delle HDL. In questo test, macrofagi in coltura (topo o umano), tipicamente marcati con 3H- o colesterolo Bodipy fluorescente, vengono incubati con plasma o siero impoverito di apoB. La % di efflusso di colesterolo è calcolata in base alla quantità di fluorescenza/radioattività associata alle cellule e al mezzo 7,8,9. Il test CEC ha dimostrato di essere un migliore predittore di CVD incidente rispetto all'HDL-C7. Il test CEC non è suscettibile di conversione in un test diagnostico clinico di routine, principalmente a causa dei suoi requisiti per la coltura cellulare e della lunga durata (ad esempio, giorni). Inoltre, il test CEC è limitato dalla sua variabilità intrinseca (ad esempio, diversi tipi di cellule, tecniche di marcatura e deplezione PEG di β-lipoproteine, che altera la composizione HDL10).
Diversi gruppi di ricerca hanno sviluppato saggi di efflusso di colesterolo HDL liberi da utilizzare come strumenti per ottenere nuove informazioni sulla funzione HDL e per la potenziale traduzione in un test diagnostico clinico per valutare meglio il rischio di CVD11,12. Questi saggi di efflusso in genere coinvolgono più passaggi e utilizzano una particella di donatore di lipidi marcata con un colesterolo fluorescente e, come il test CEC, richiedono la deplezione di β-lipoproteine o, in alternativa, la cattura di particelle contenenti apoA-I utilizzando anticorpi anti-apoA-I, per misurare l'efflusso plasmatico di colesterolo HDL. Sebbene sia stato convalidato che questi test alternativi siano associati in varia misura al rischio di CVD, ad oggi, solo uno13, che valuta il tasso di cambio apoA-I, ha dimostrato di prevedere il rischio di CVD incidente14. È interessante notare che la cinetica dello scambio di apoA-I dentro e fuori l'HDL plasmatico è stata dimostrata essere associata in modo indipendente con CEC15 e di essere marcatamente ridotta nei pazienti con sindrome coronarica acuta16. Inoltre, è stato dimostrato che diverse apolipoproteine scambiabili HDL mediano sia il colesterolo che il fosfolipide dalle cellule che esprimono ABCA1 in vitro17.
Abbiamo sviluppato un approccio alternativo per valutare la funzionalità HDL18. Il test semplice, rapido e affidabile qui descritto richiede solo due componenti, vale a dire campioni di plasma umano (o animale) intero o di siero (fresco o scongelato a freddo) e una particella donatrice fluorescente rivestita di lipidi. Il test misura la capacità dell'apoA-I e di altre apolipoproteine scambiabili associate alle HDL nell'intero plasma/siero di rimuovere una fosfatidiletanolammina (PE) fluorescente non scambiabile, marcata con il gruppo di testa, da una particella donatrice18 rivestita di lipidi (Figura 1).
Le particelle donatrici in questo test sono costituite da cristalli di silicato di calcio idrato (CSH) rivestiti di colesterolo, il fosfolipide fosfatidilcolina (PC) e un PE fluorescente. Le apolipoproteine scambiabili associate alle HDL, per lo più apoA-I, rilasciate dalle particelle HDL si legano alle particelle donatrici e poi si dissociano da esse insieme ai lipidi delle particelle donatrici, incluso il PE fluorescente. In questo modo, l'HDL, ma non le altre lipoproteine presenti nell'intero plasma/siero, acquisisce specificamente PE fluorescente dalle particelle del donatore 18,19. L'intero plasma/siero viene incubato con le particelle donatrici di silicato di calcio idrato (LC-CSH) rivestite di lipidi fluorescenti e soluzione salina a 37 °C, agitando per 1 ora. Poiché LC-CSH è circa il doppio della densità dell'acqua, le particelle donatrici vengono facilmente separate dal plasma mediante centrifugazione a bassa velocità.
La % di efflusso di EP misurata negli studi clinici è tipicamente normalizzata dividendo per il valore della fluorescenza di EP acquisita da HDL nel surnatante della miscela di reazione di un campione clinico per il valore ottenuto da HDL in un plasma umano di controllo di riferimento. La normalizzazione in un plasma di riferimento viene eseguita per correggere le variazioni nella preparazione del reagente. Per le applicazioni di ricerca, la % di efflusso di PE può essere determinata calcolando la fluorescenza del PE surnatante divisa per la fluorescenza totale (fluorescenza PE surnatante + fluorescenza LC-CSH). I valori di misurazione della fluorescenza surnatante vengono incollati in un modello in file di fogli di calcolo per calcolare la %PE Efflux (Tabella supplementare 1 per misurazioni in triplice copia e Tabella supplementare 2 per misurazioni duplicate). Le istruzioni per l'esecuzione di questi calcoli nel foglio di calcolo sono fornite come file supplementari (File supplementare 1, File supplementare 2, File supplementare 3, File supplementare 4, File supplementare 5, File supplementare 6, File supplementare 7 e File supplementare 8) e un esempio di calcolo è fornito come Tabella supplementare 3.

Figura 1: Saggio HDL-SPE. L'efflusso fosfolipidico HDL-specifico viene analizzato in piastre a 96 pozzetti. Cristalli salini, di silicato di silicato di calcio idrato (grigio) rivestiti di lipidi (LC-CSH), tra cui fosfatidiletanolammina marcata con lissaminerhodamine non scambiabile (LRh-PE; strati di membrana rossi) e fino a 30 campioni di plasma/siero intero (giallo; in triplicato) vengono caricati su piastre a 96 pozzetti. Dopo la miscelazione per 1 ora a 37 °C in un termomiscelatore, le piastre vengono brevemente centrifugate per pellettare le particelle donatrici LC-CSH. Aliquote dei surnatanti, contenenti HDL specificamente marcato con LRh-PE, vengono trasferite su una piastra nera contenente detergente (per solubilizzare Lh-Rh-PE) e soluzione fisiologica. La fluorescenza del PE viene quindi misurata con un fluorimetro. Soluzione salina (controllo negativo; NC), per la correzione dello sfondo, e il pool di plasma umano sano (Controllo Positivo; PC) per la normalizzazione della piastra, vengono caricati al posto del campione di plasma/siero nell'ultima serie di pozzetti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.