ApoA-1 em Diabetes: Bens danificados

O diabetes é um dos principais factores de risco para o desenvolvimento da arteriosclerose. Além do risco aumentado de AVC, infarto do miocárdio e doença vascular periférica, os diabéticos sofrem de uma forma particularmente agressiva de aterosclerose com maior mortalidade intra-hospitalar após o infarto do miocárdio e maior incidência de insuficiência cardíaca, se sobreviverem (1-3). Enquanto os diabéticos muitas vezes têm outros fatores de risco associados para aterosclerose (por exemplo hipercolesterolemia, obesidade), o risco adicional conferido pela diabetes e a doença vascular e miocárdica particularmente agressiva que afeta os diabéticos sugerem que a aterosclerose associada à diabetes envolve mecanismos patogênicos únicos.

Os distúrbios metabólicos sistêmicos da diabetes, incluindo hiperglicemia e hiperlipidemia, provavelmente desempenham um papel central na patogênese da aterosclerose associada à diabetes através da geração de estresse oxidativo. A hiperglicemia causa aumento do fluxo através da via de poliol, formação de produtos finais de glicação avançada, ativação de isoformas da proteína quinase C e aumento do fluxo da via de hexosamina, o que pode contribuir para o aumento do estresse oxidativo (4-6). O excesso de ácidos graxos livres entregues aos tecidos não adiposos pode levar à formação de espécies reativas de oxigênio (ROS) através de ciclos de fosforilação oxidativa, ativação da NADPH oxidase e alterações na estrutura mitocondrial que precipitam a produção de ROS (7-9). Além das evidências para ativação dessas vias em células endoteliais cultivadas, estudos humanos sustentam a noção de aumento do estresse oxidativo sistêmico em indivíduos diabéticos nos quais o aumento dos níveis circulantes de moléculas de adesão e lipídios oxidados correlacionam-se com o aumento da A1C e hipertrigliceridemia (10). Os efeitos do estresse oxidativo na diabetes tanto na parede vascular quanto nas lipoproteínas na circulação podem promover aterogênese.

Neste número de Diabetes, Jaleel et al. (11) fornecem evidências intrigantes de que o controle glicêmico deficiente na diabetes tipo 1 está associado com dano oxidativo acelerado à apolipoproteína (apo) A-1. Estes investigadores adaptaram uma abordagem de pulsação em fase de pulsação, classicamente utilizada em experiências de cultura celular, para rotular proteínas recém-sintetizadas com 13C-fenilalanina em indivíduos humanos. Eles então analisaram várias isoformas de plasma apoA-1 por separação de gel bidimensional e espectrometria de massa. Esta abordagem permitiu a quantificação do enriquecimento isotópico em formas recentemente sintetizadas da proteína contendo o propéptido e em formas mais maduras e clivadas, que juntas formam um trem de carga de cinco pontos em análises bidimensionais em gel. Como esperado, o enriquecimento isotópico horas após o pulso isotópico estável foi maior nas formas imaturas e, ao longo de 10 dias, “perseguido” em formas mais maduras da proteína sem o propéptido. Importante, as formas mais antigas de apoA-1 acumularam significativamente mais evidências de danos, incluindo a desamidação, oxidação e carbonilação de aminoácidos, modificações pós-tradução que provavelmente contribuíram para a sua migração alterada no foco isoelétrico. Embora o perfil apoA-1 dos diabéticos do tipo 1 durante a infusão de insulina fosse indistinguível do dos indivíduos controle, os diabéticos do tipo 1 privados de insulina demonstraram maior dano oxidativo ao apoA-1 recém-sintetizado (Fig. 1).

Estes achados adicionam a um corpo crescente de evidências moleculares de como o estresse oxidativo que acompanha o pobre controle metabólico impacta a fisiologia. Há muito tempo tem sido apreciado que as ROS podem iniciar danos aos ácidos nucléicos, membranas e proteínas das células. Não deve ser surpreendente que danos similares possam afetar as proteínas plasmáticas como o apoA-1. Os mecanismos transcripcionais, pós-tradlacionais e de sinalização têm sido bem descritos em estudos da resposta celular ao estresse oxidativo (12-14). Dado que o apoA-1 é um componente importante das HDLs, que protegem contra a aterosclerose facilitando a remoção do colesterol dos macrófagos da parede arterial e promovendo o transporte reverso do colesterol, as extensões óbvias deste trabalho serão para determinar se as alterações observadas por Jaleel et al. nas formas do apoA-1 são devidas diretamente ao estresse oxidativo (por exemplo atenuado após tratamento antioxidante), com o qual a HDL subclassifica os associados do apoA-1 danificados, e se as formas alteradas do apoA-1 afetam a folga ou função da HDL. A primeira proporcionará uma visão mecanicista da etiologia destas alterações. Os dois últimos aspectos têm o potencial de ligar funcionalmente as observações bioquímicas dos investigadores ao aumento do risco cardiovascular em diabetes.

Embora o HDL plasmático baixo seja um fator de risco independente para doença arterial coronária (15,16), é cada vez mais claro que perturbações no metabolismo do HDL podem alterar a função do HDL e promover aterosclerose independente dos níveis plasmáticos de HDL (17-19). De fato, os níveis de colesterol HDL sozinhos são insuficientes para capturar a variação funcional das partículas HDL e o risco cardiovascular associado para indivíduos (20). Juntamente com o fracasso da terapia de aumento do HDL em estudos clínicos recentes para reduzir eventos cardiovasculares (21), esses achados sugerem que a competência funcional do HDL pode ser tão importante quanto os níveis plasmáticos absolutos de HDL. É provável que um caminho importante para a geração de HDL disfuncional seja através de dano oxidativo, como o precipitado pela hiperglicemia e hiperlipidemia (22).

O dano ao apoA-1 descrito no artigo original que o acompanha acrescenta a uma lista crescente de alterações do HDL que podem prejudicar sua função in vivo. A paraoxanase-1 (PON1) associada ao HDL, principal responsável pelas propriedades antioxidantes do HDL que impedem a oxidação do LDL, é reduzida em indivíduos diabéticos e está associada à capacidade antioxidante defeituosa (23,24). A atividade antioxidante do HDL é ainda prejudicada pela formação de produtos finais de glicação avançada que interferem na atividade do PON1 e reduzem o efluxo de colesterol para o HDL (25,26). A oxidação in vitro do apoA-I tem demonstrado prejudicar a capacidade da HDL de ativar a lecitina: acyltransferase de colesterol, a enzima responsável pela conversão da HDL nascente em HDL madura, rica em ésteres colesterílicos, e de interagir com o transportador de cassetes de ligação ATP A1 para facilitar a exportação de colesterol (27-29). A interrupção desta etapa crítica na via reversa de transporte do colesterol pode ter efeitos profundos na mobilização do colesterol dos tecidos vasculares. Além de análises como estas, o exame proteômico do HDL provavelmente identificará mudanças em proteínas adicionais que impactam a função das lipoproteínas no estabelecimento de um controle metabólico deficiente no diabetes. Além disso, o exame dos constituintes lipídicos das partículas do HDL, que são similarmente suscetíveis à oxidação, provavelmente fornecerá uma visão igualmente importante da disfunção do HDL e do aumento da suscetibilidade à aterosclerose no diabetes.

• © 2010 da Associação Americana de Diabetes.