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Secondo il rapporto dell'Organizzazione Mondiale della Sanità del 2021, le malattie cardiovascolari (CVD) rimangono la principale causa di morte tra le malattie umane. Il rapporto indica che 17,9 milioni di persone in tutto il mondo sono morte a causa di CVD nel 2019, pari a quasi un terzo dei decessiglobali1. L'ASCVD, un tipo di CVD, è la principale causa di morte tra i residenti urbani e rurali in Cina, rappresentando oltre il 40% di tutti i decessi2. L'aterosclerosi è una malattia infiammatoria vascolare cronica guidata da fattori di rischio tradizionali e non tradizionali3. È caratterizzata dalla deposizione di lipidi nella parete arteriosa4, dalla proliferazione del tessuto fibroso e dalla calcificazione, che alla fine porta all'ispessimento della parete del vaso, alla riduzione dell'elasticità e al restringimento del lume. La dislipidemia è il fattore di rischio più significativo per l'ASCVD, mentre l'LDL-C è un fattore di rischio patogeno per l'ASCVD, svolgendo un ruolo cruciale nello sviluppo dell'ASCVD5. Numerosi studi epidemiologici, studi di randomizzazione mendeliana e studi randomizzati controllati hanno costantemente dimostrato che i livelli plasmatici di LDL-C sono positivamente correlati con il rischio di ASCVD. Ridurre i livelli di LDL-C può ridurre il rischio di ASCVD6.
L'LDL è la lipoproteina primaria responsabile del trasporto del colesterolo endogeno nell'organismo7. L'LDL plasmatico è eterogeneo, costituito da una varietà di particelle con diverse dimensioni, densità e composizioni chimiche8. Le particelle LbLDL hanno una densità inferiore e dimensioni maggiori, mentre le particelle sdLDL hanno una densità maggiore e dimensioni più piccole. L'eterogeneità delle LDL è alla base dei suoi vari effetti biologici9. Le particelle di LbLDL hanno un diametro maggiore (≥ 25,5 nm), una densità inferiore (vicino a 1,02 g/mL) e una morfologia libera, costituite da LDL1 e LDL2. Le particelle di LbLDL contengono una quantità maggiore di esteri del colesterolo. È meno probabile che vengano ossidati o penetrino nell'endotelio vascolare, rendendoli relativamente più sicuri. Al contrario, le particelle sdLDL hanno un diametro più piccolo (< 25,5 nm)10, una densità più elevata (vicina a 1,06 g/mL) e una struttura densa, costituita da LDL3 a LDL7. Le particelle di SdLDL contengono una quantità inferiore di estere di colesterolo ma livelli più elevati di trigliceridi e apolipoproteina B (ApoB) rispetto all'lbLDL. Le loro proprietà fisiche li rendono più propensi a penetrare la barriera endoteliale arteriosa. Sotto il subendotelio, le particelle di sdLDL vengono ossidate dalle specie reattive dell'ossigeno (ROS) per formare LDL ossidate (ox-LDL)11. L'ox-LDL inibisce l'attività endoteliale dell'ossido nitrico sintasi (eNOS), riduce la produzione di NO e induce le cellule endoteliali ad esprimere VCAM-1/MCP-1, promuovendo l'adesione e la migrazione dei monociti12. Le cellule endoteliali mononucleate in migrazione si differenziano in macrofagi, che assorbono ox-LDL senza limiti attraverso i recettori scavenger. L'accumulo di estere di colesterolo intracellulare si trasforma in cellule schiumose, che sono i componenti principali delle striature lipidiche aterosclerotiche. Le cellule schiumogene secernono fattori infiammatori come IL-1β e TNF-α, che espandono ulteriormente lo stress ossidativo e il danno endoteliale, formando un ciclo di feedback positivo13. Può attivare l'infiammazione delle cellule endoteliali, promuovere la formazione di cellule schiumose e accelerare la progressione della placca. Due ampi studi di coorte hanno dimostrato che l'sdLDL-C ha un valore clinico di riferimento maggiore rispetto all'LDL-C nel prevedere e valutare i potenziali rischi di ASCVD14-15. Ma il metodo tradizionale di rilevamento del colesterolo LDL non è in grado di testare le sottofrazioni lipoproteiche a causa della limitazione del metodo.
Le particelle LDL (LDL-P) riflettono il numero di particelle LDL per unità di volume di sangue e fungono da trasportatori per le molecole LDL, ciascuna contenente una molecola di ApoB e più molecole di colesterolo. L'LDL-C rappresenta la massa totale di colesterolo trasportata da queste particelle. I livelli di LDL-C sono influenzati dal numero di particelle LDL e dalla densità del colesterolo, che potrebbero non riflettere completamente il rischio effettivo16. Ad esempio, i pazienti con sindrome metabolica, diabete o ipertrigliceridemia possono avere livelli normali di LDL-C ma LDL-P anormalmente elevati (a causa di particelle più piccole e contenuto di colesterolo inferiore). Anche se i livelli di LDL-C raggiungono l'obiettivo, un alto livello di LDL-P può comunque aumentare il rischio cardiovascolare residuo. Gli studi hanno dimostrato che l'LDL-P è più predittivo di qualsiasi altro parametro correlato all'LDL17. L'analisi delle sottofrazioni lipoproteiche è fondamentale per comprendere la patogenesi dell'ASCVD, valutare il rischio residuo e guidare un trattamento di precisione. Negli ultimi anni, le linee guida nazionali hanno anche raccomandato le sottofrazioni di LDL come indicatori per la valutazione del rischio di ASCVD o il monitoraggio del trattamento18.
L'ASCVD è la principale causa di morte a livello globale. Le sue strategie di prevenzione e controllo dipendono fortemente dalla gestione dei lipidi. Attualmente, lo screening di individui con dislipidemia nella pratica clinica si basa principalmente sui tradizionali quattro test lipidici, tra cui trigliceridi (TG), colesterolo totale (TC), colesterolo lipoproteico ad alta densità (HDL-C) e LDL-C. Inoltre, altri marcatori lipidici come la lipoproteina (a), l'apolipoproteina A1 (ApoA1) e l'ApoB sono utilizzati principalmente per le popolazioni ad alto rischio di ASCVD19, come i pazienti diabetici, i pazienti ipertesi e i fumatori o coloro i cui livelli di LDL-C sono stati controllati ma rappresentano ancora un rischio elevato.
Con il progredire della ricerca, i limiti dei test lipidici tradizionali sono diventati sempre più evidenti, in particolare per quanto riguarda l'efficacia dell'allerta precoce e la spiegazione del rischio residuo. A un numero considerevole di pazienti con ASCVD viene inizialmente diagnosticato un livello normale di lipidi, rendendo l'LDL-C inefficace per l'allarme primario. I dati epidemiologici mostrano che circa il 20% dei pazienti con sindrome coronarica acuta ha livelli di LDL-C entro l'intervallo normale (<3,4 mmol/L) al momento del ricovero, suggerendo che i test lipidici tradizionali possono non rilevare gli individui ad alto rischio. Inoltre, anche dopo aver raggiunto gli obiettivi di LDL-C, i pazienti con ASCVD possono ancora affrontare un elevato rischio cardiovascolare residuo. In questi pazienti, la maggior parte degli eventi coronarici residui non può essere spiegata da una riduzione dei livelli di LDL-C. Pertanto, il semplice test LDL-C potrebbe non soddisfare pienamente le esigenze cliniche per la diagnosi e il trattamento dell'ASCVD, perché i test lipidici di routine non possono distinguere tra lbLDL-C e sdLDL-C.
Diversi studi hanno confermato una chiara correlazione tra le sottofrazioni lipoproteiche e l'ASCVD. I risultati anomali del test delle sottofrazioni lipoproteiche possono fungere da avvertimento per la prevenzione primaria dell'ASCVD in individui con livelli lipidici normali, aiutando a identificare i gruppi nascosti ad alto rischio. Per la prevenzione secondaria dell'ASCVD, in cui i livelli di LDL-C rientrano già negli intervalli target, il test delle sottofrazioni lipoproteiche può aiutare a valutare il rischio residuo e guidare l'ulteriore trattamento20. Pertanto, si prevede che l'individuazione di nuove sottofrazioni di LDL fornisca nuovi bersagli per la prevenzione e il trattamento della dislipidemia e dell'ASCVD rispetto ai test lipidici tradizionali.
Il sistema di rilevamento e analisi del nostro laboratorio utilizza principalmente PAGE per separare le sottofrazioni di lipoproteine in base alle loro dimensioni e carica. Le particelle di lipoproteine sono separate principalmente in base alle dimensioni a causa della setacciatura molecolare nella matrice di poliacrilammide da parte di PAGE. Le piccole molecole migrano velocemente mentre le grandi molecole sono ostacolate dall'ostruzione sterica e migrano lentamente. E più carica trasporta una molecola, più velocemente migra. Questo metodo può dividere rapidamente le lipoproteine in dodici sottofrazioni. L'LDL è diviso in sette sottofrazioni, etichettate come da LDL1 a LDL7. Hanno tutti dimensioni, densità, proprietà fisico-chimiche, comportamenti metabolici e potenziale aterosclerotico distinti. LDL1 e LDL2 sono classificati come lbLDL, mentre da LDL3 a LDL7 sono classificati come sdLDL. Le tecniche di rilevamento delle sottofrazioni lipoproteiche includono CU, HPLC e NMR. Tuttavia, a causa degli elevati requisiti delle apparecchiature, del funzionamento complesso e del consumo di tempo, la loro applicazione clinica è relativamente limitata21. Il metodo PAGE separa in modo efficiente varie sottofrazioni di LDL, rendendolo più facile da usare rispetto ad altre tecniche. L'attrezzatura utilizzata è economica e portatile, il che la rende più adatta per un uso diffuso nei laboratori clinici di routine. Questo studio mira a convalidare PAGE come metodo rapido ed economico per l'analisi delle sottofrazioni LDL in campioni di siero per supportare il processo decisionale clinico.