$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Badanie wysokogęstościowego lipoproteinowego specyficznego wydzielania fosfolipidów (HDL-SPE) mierzy funkcjonalność HDL i jest przeznaczone do zastosowań w badaniach biomedycznych oraz laboratoriach diagnostycznych klinicznych, aby (i) uzyskać dalsze informacje na temat mechanizmów leżących u podstaw usuwania lipidów z zmian miażdżycowych przez HDL, (ii) stanowić nową platformę do poprawy oceny ryzyka chorób układu krążenia oraz (iii) opracować nowe terapie do leczenia chorób sercowo-naczyniowych.
HDL-cholesterol (HDL-C) jest ważnym czynnikiem determinującym ryzyko CVD1, jednak jego użyteczność jest ograniczona, ponieważ podwyższone poziomy HDL-C (>80 mg/dL) wiążą się ze zwiększonym ryzykiem CVD 2,3,4,5. Podwyższone poziomy HDL-C mogą oznaczać nagromadzenie dysfunkcyjnego HDL, które ma zmniejszoną zdolność do usuwanialipidów płytki miażdżycowej w tętnicach.
Test zdolności wypływu cholesterolu komórkowego (CEC) był pierwszym testem in vitro opracowanym do pomiaru funkcjonalności HDL. W tym testie hodowlowane makrofagi (mysie lub ludzie), zazwyczaj oznaczane 3 H- lub fluorescencyjnym Bodipy-cholesterolem, są inkubowane z osoczem lub surowicą uszczuploną apoB. Procent wypływu cholesterolu oblicza się na podstawie ilości fluorescencji/radioaktywności powiązanej z komórkami i medium, 7,8,9. Test CEC okazał się lepszym predyktorem incydentu CVD niż HDL-C7. Test CEC nie nadaje się do przekształcenia w rutynowy test diagnostyczny kliniczny, głównie ze względu na wymagania dotyczące hodowli komórkowej i długiego czasu trwania (np. dni). Ponadto test CEC jest ograniczony przez swoją wrodzoną zmienność (np. różne typy komórek, techniki znakowania oraz zubożenie lipoproteiny β, co wpływa na skład HDL10).
Kilka grup badawczych opracowało testy wypływu cholesterolu HDL bez komórek, które służą jako narzędzia do zdobywania nowych informacji o funkcjonowaniu HDL oraz potencjalnego przekształcenia w kliniczny test diagnostyczny w celu lepszej oceny ryzyka CVD11,12. Te testy wypływu zazwyczaj obejmują wiele etapów i wykorzystują cząstkę dawcy lipidów oznaczoną fluorescencyjnym cholesterolem, a podobnie jak test CEC, wymagają albo zużycia lipoprotein β, albo alternatywnie wychwytu cząstek zawierających apoA-I za pomocą przeciwciał anty-apoA-I, aby zmierzyć wypływ cholesterolu HDL w osoczu. Chociaż te alternatywne testy zostały potwierdzone jako powiązane w różnym stopniu z ryzykiem CVD, do tej pory tylko jeden13, oceniający kurs wymiany apoA-I, przewiduje ryzyko Incydentu CVD14. Co ciekawe, kinetyka wymiany apoA-I w osocze i poza nią wykazała niezależne powiązanie z CEC15 i znacznie zmniejszoną u pacjentów z ostrym zespołem wieńcowym16. Ponadto wykazano, że kilka wymiennych apolipoproteinów HDL pośredniczy zarówno w cholesterolu, jak i fosfolipidach z komórek ekspresujących ABCA1 in vitro17.
Opracowaliśmy alternatywne podejście do oceny funkcjonalności HDL18. Prosty, szybki i wiarygodny test opisany tutaj wymaga tylko dwóch składników, mianowicie całych próbek osocza (lub zwierzęcia) lub surowicy (świeżej lub zamrożonej przez rozmrażenie) oraz fluorescencyjnej cząstki dawcy pokrytej lipidami. Test mierzy zdolność apoA-I i innych wymiennych apolipoprotein związanych z HDL w całym osoczu/surowicy do usuwania niewymiennej, grupowo oznaczonej głową fluorescencyjnej fosfatydylethanolaminy (PE) z cząstki dawcy18 pokrytej lipidami (Rysunek 1).
Cząstki dawcy w tym badaniu to kryształy hydratu krzemianu wapnia (CSH) pokryte cholesterolem, fosfolipid fosfatydylocholina (PC) oraz fluorescencja PE. Wymienne apolipoproteiny związane z HDL, głównie apoA-I, uwalniane z cząstek HDL, wiążą się z cząstkami dawcy, a następnie dysocjują się wraz z lipidami cząstek dawcy, w tym fluorescencyjnym PE. W ten sposób HDL, ale nie inne lipoproteiny obecne w całym osoczu/surowicy, pobierają fluorescencyjną PE z cząstek dawcy 18,19. Całe osocze/surowica jest inkubowana z fluorescencyjnymi lipidami pokrytymi hydratami krzemianu wapnia (LC-CSH) oraz solą fizjologiczną w temperaturze 37 °C, z wstrząsaniem przez 1 godzinę. Ponieważ LC-CSH ma około dwukrotnie większą gęstość niż woda, cząstki dawcy są łatwo oddzielane od plazmy przez niskoprędkościową wirówkę.
Procent wypływu PE mierzony w badaniach klinicznych jest zazwyczaj normalizowany przez podzielenie wartości fluorescencji PE nabytej przez HDL w supernatancie mieszaniny reakcji próbki klinicznej przez wartość uzyskaną przez HDL w referencyjnym osoczu kontrolowanym w ludzkim osoczu. Normalizacja do osady referencyjnej jest przeprowadzana w celu skorygowania zmian w przygotowaniu odczynników. W zastosowaniach badawczych % wypływu PE można określić, obliczając fluorescencję supernatantu PE podzieloną przez całkowitą fluorescencję (fluorescencja supernatantów PE + fluorescencja LC-CSH). Wartości pomiarów fluorescencyjnego supernatantu są wklejane do szablonu w plikach arkuszy kalkulacyjnych w celu obliczenia %PE Efflux (Tabela Uzupełniająca 1 dla potrójnych pomiarów oraz Tabela Uzupełniająca 2 dla pomiarów duplikacyjnych). Instrukcje dotyczące wykonywania tych obliczeń w arkuszu kalkulacyjnym są przedstawione jako pliki uzupełniające (Plik Uzupełniający 1, Plik Uzupełniający 2, Plik Uzupełniający 3, Plik Uzupełniający 4, Plik Uzupełniający 5, Plik Uzupełniający 6, Plik Uzupełniający 7 oraz Plik Uzupełniający 8), a przykładowe obliczenia przedstawiono jako Tabela Uzupełniająca 3.

Rysunek 1: Test HDL-SPE. Specyficzne dla HDL wydzielanie fosfolipidów jest badane w płytkach z 96 dołkami. Słone i kryształy hydratów krzemianu wapnia (szare) pokryte lipidami (LC-CSH), w tym niewymienialne lissaminerhodaminowe markerowane fosfatydylethanolaminą (LRh-PE; czerwone warstwy błonowe) oraz do 30 całych próbek osocza/surowicy (żółte; w trzech egzemplarzach) są ładowane na płytki 96-dołkowe. Po mieszaniu przez godzinę w temperaturze 37 °C w termomieszaczu, płytki są krótko wirowane, aby rozpylić cząstki dawcy LC-CSH. Alikwoty supernatantów, zawierające HDL oznaczone specjalnie LRh-PE, są przenoszone na czarną płytkę zawierającą detergent (rozpuszczający Lh-Rh-PE) oraz sól fizjologiczną. Następnie fluorescencja PE jest mierzona fluorimetrem. Sól fizjologiczna (kontrola negatywna; NC), do korekcji tła oraz zebrane zdrowe ludzkie osocze (kontrola pozytywna; PC) do normalizacji płytek, są ładowane zamiast próbki plazmy/surowicy w ostatnim zestawie dołków. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.