Efectos de la hipercolesterolemia sobre monocitos/macrófagos y la inmunidad innata

Abstract

La enfermedad cardiovascular sigue siendo la principal causa de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. La inmensa mayoría de los eventos cardiovasculares incluyendo los síndromes coronarios y accidente cerebrovascular son la causa por la rotura o erosión de las placas de ateroma en la pared arterial. La aterosclerosis es una enfermedad compleja dinámica caracterizada por la infiltración de lípidos en la pared arterial y una respuesta inflamación crónica por las células del sistema inmune innato, principalmente monocitos y macrófagos. Los altos niveles circulantes de lipoproteínas de baja densidad (LDL) son uno de los principales factores de riesgo cardiovasculares en sujetos con hipercolesterolemia familiar (FH), causada principalmente por mutaciones en LDLR afectando el metabolismo de los lípidos, que están en alto riesgo de eventos cardiovasculares prematuros. Actualmente está bien establecida la relevancia de la inflamación en el desarrollo de las placas ateroscleróticas, sin embargo, los efectos de la LDL sobre el fenotipo y la función de las células de la inmunidad innata, como monocitos y macrófagos, no son completamente entendidos. Además, la respuesta inflamatoria en los macrófagos de pacientes con HF (de SAFEHEART cohorte) y su asociación con la exposición de por vida a niveles altos de LDLc no se ha estudiado.

En esta tesis, nosotros investigamos el efecto de los niveles aterogénicas LDL sobre los monocitos humanos y se demostró que la LDL facilita la diferenciación de los monocitos en macrófagos a través de un proceso que implica una expresión potenciada de moléculas de adhesión celular y la regulación disminuida de efectores de apoptosis que regulan la anoikis en el estadio temprano del macrófago. Esto sugiere un papel relevante de la LDL en la relación entre los lípidos, la inmunidad innata y la aterosclerosis. En pacientes FH, hemos demostrado que LRP5, receptor activo de internalización de lípidos, está incrementado en las células de la inmunidad innata que tiene una baja expresión del LDLR pero que conservan la función de internalización de LDL. La expresión reducida de CD163 en estos macrófagos FH también sugiere menos ateroprotección. También muestran que los macrófagos derivados de monocitos de pacientes con FH tratados de acuerdo a las guías tienen un fenotipo pro-inflamatorio sostenido, que se caracteriza por un aumento de la expresión de receptores de quimioquinas CCR3, CCR4, CXCR1 y una baja regulación de miR-505-3p, moléculas relacionadas con respuesta inflamatoria. El efecto es dependiente de la edad del paciente, lo que sugiere un patrón inflamatorio crónica en las células de la inmunidad innata que está relacionado con los cambios epigenéticas inducidos por la exposición de por vida a niveles altos de LDL.

Cardiovascular disease remains a leading cause of morbidity and mortality worldwide. The vast majority of cardiovascular events including coronary syndromes and stroke are cause by the rupture or erosion of atherosclerotic plaques in the arterial wall. Atherosclerosis is a complex dynamic disease characterized by lipid infiltration in arterial wall and a chronic inflammation response by cells of the innate immune system, mainly monocytes and macrophages. High levels of circulating low-density lipoproteins (LDL) are one of the major cardiovascular risk factors and subjects with Familial Hypercholesterolemia (FH), mainly caused by LDLR mutations affecting lipid metabolism, are at high risk of premature cardiovascular events. Currently it is well established the relevance of inflammation in the development of the atherosclerotic plaques, however, the effects of LDL on the phenotype and function of cells of the innate immunity, as monocyte and macrophage, are not fully understood. Further, the inflammatory response in macrophages of FH patients (from SAFEHEART Cohort) and its association with lifetime exposure to high LDLc levels has not been studied.

In this thesis, we investigated the effect of atherogenic levels LDL on human monocyte and demonstrated that LDL facilitate monocyte differentiation into macrophage through a process that involves enhanced expression of cell-adhesion molecules and downregulation of apoptosis- effectors regulating anoikis in the early stage macrophages. This suggests a relevant role of LDL in the link between lipids, innate immunity and atherosclerosis. In patients FH, we demonstrated that LRP5, active lipid-internalizing receptor, is upregulated in innate immunity cells that have downregulated LDLR but retain the LDL internalization function. The reduced CD163 expression in these FH-macrophages also suggests less atheroprotection. We also show that monocyte-derived macrophages from FH patients treated according to guidelines have a sustained pro-inflammatory phenotype, characterized by an increased expression of chemokine receptors CCR3, CCR4, CXCR1 and a down-regulation of miR-505-3p, molecules related with inflammatory response. The effect is dependent on the age of the patient, suggesting a chronic inflammatory pattern in innate immunity cells that is related to epigenetic changes induced by lifetime exposure to high levels of LDL.