Proprietăți antiaterogenice ale microARN-urilor îmbogățite cu lipoproteine de înaltă densitate

Introducere

Acumularea de colesterol în peretele arterial inițiază progresia aterosclerozei, care este una dintre cauzele majore de deces în societățile occidentale.1,2 Excesul de colesterol trebuie eliminat și transportat din țesuturile periferice către ficat pentru reutilizare sau pentru excreția sa în fecale, într-un proces fiziologic cunoscut în mod tradițional sub numele de transport invers al colesterolului.3 În timpul transportului invers al colesterolului, se consideră că lipoproteina plasmatică cu densitate ridicată (HDL) funcționează ca un transportor de steroli care facilitează deplasarea sterolilor din celulele periferice către ficat. Pe lângă rolul său în reglarea transportului invers al colesterolului, multe studii au arătat că HDL ar putea avea, de asemenea, proprietăți antiaterogene.4,5 Într-adevăr, HDL scade inflamația endoteliului și stresul oxidativ și crește producția de oxid nitric și supraviețuirea celulelor endoteliale (CE), prevenind astfel aterogeneza.6-8 Deși aceste observații au fost raportate în mai multe studii, mecanismele moleculare care stau la baza acestor efecte sunt încă neclare.

Într-un raport recent publicat în numărul din 28 februarie 2014 al revistei Nature Communications, Tabet et al9 au arătat că HDL poate transfera microARN-uri către CE, influențând expresia genelor în celula primitoare. MicroARN-urile sunt ARN-uri mici necodificatoare care reglează expresia genelor la nivel post-transcripțional prin inhibarea traducerii sau scăderea stabilității genelor țintă ARNm. Autorii au descoperit că CE tratate cu HDL nativ (nHDL) au prezentat niveluri crescute de microARN-223. Acest microARN reducea inflamația CE prin vizarea directă a moleculei de adeziune intercelulară 1 (ICAM-1). Îmbogățirea microARNr-223 în CE a fost mediată de livrarea încărcăturii HDL către celulele receptoare, deoarece incubarea acestora cu alte componente HDL, cum ar fi apolipoproteina A-I sau HDL recombinant, nu a influențat nivelurile endoteliale de microARNr-223. Autorii au folosit multe abordări experimentale elegante pentru a demonstra că transferul de microARNR se produce între nHDL și CE in vitro. De exemplu, pentru a evita efectul de confuzie al microARN-223 endogen în ECs, autorii au tratat ECs cu actinomicină D (pentru a inhiba transcrierea de novo) sau au redus la tăcere expresia Dicer folosind un ARN mic de interferență (pentru a inhiba maturarea microARN-223 endogen) în prezența nHDL. În ambele experimente, nivelurile de microARN-223 au rămas similare cu cele ale martorilor netratați (absența actinomicinei D sau a siRNA-ului brăzdat), demonstrând că nHDL transferă eficient microARN-223 în CE.

Pentru a evalua relevanța funcțională a microARN-223 în CE, autorii au analizat țintele preconizate de microARN cu ajutorul algoritmilor bioinformatici (TargetScan). În mod interesant, ei au găsit ICAM-1, o glicoproteină care reglează inflamația vasculară prin facilitarea recrutării leucocitelor, și factorul de stimulare a coloniei 2, o citokină care controlează producția, diferențierea și funcția macrofagelor, ca gene țintă prezise pentru microARN-223. Pentru a demonstra că microARN-223 reglează expresia ICAM-1 și a factorului de stimulare a coloniilor 2 la nivel post-transcripțional, autorii au clonat regiunea netranslatată 3′ a ambelor gene într-un vector reporter de luciferază și au evaluat activitatea luciferazei după supraexprimarea microARN-223. Rezultatele au indicat că microARN-223 a redus nivelurile de expresie a ICAM-1 și a factorului de stimulare a coloniei 2. Mai interesant, microARN-223 a diminuat expresia proteinei ICAM-1 în condiții proinflamatorii (CE tratate cu citokine proaterogene, cum ar fi factorul de necroză tumorală-α).

În cele din urmă, autorii au testat rolul microARN-223 derivat din HDL în reglarea activării CE prin compararea efectului antiinflamator al HDL izolate de la șoareci de tip sălbatic și de la șoareci cu deficit de microARN-223. În special, CE tratate cu HDL izolate de la șoarecii de tip sălbatic au diminuat nivelul ICAM-1 și al factorului 2 de stimulare a coloniilor. Cu toate acestea, acest efect antiinflamator a fost pierdut în CE tratate cu HDL izolate de la șoareci cu deficit de microARN-223, sugerând că microARN-223 derivat din HDL joacă un rol important în proprietățile antiinflamatorii bine descrise ale HDL.

O întrebare importantă care trebuie abordată este mecanismul prin care microARN-urile sunt transferate între HDL și CE. Lucrările anterioare ale Laboratorului Ramaley au demonstrat că receptorul scavenger B1 a fost esențial pentru absorbția microARN-urilor în liniile celulare hepatice umane (Huh7).10 Deoarece receptorul scavenger B1 este exprimat și în CE, ar fi posibil ca același receptor să medieze transferul microARN-ului derivat din HDL către CE.

Alte grupuri au studiat, de asemenea, potențialul transfer al microARN-urilor care conțin HDL către CE. Dimmeler și colegii11 au constatat că microARN-223 a fost cel mai abundent microARN din HDL, dar nu au putut demonstra transferul de microARN între HDL și CE. Mai mult, aceștia nu au găsit diferențe în conținutul de microARN din HDL izolate de la subiecții sănătoși de control și de la pacienții cu boală coronariană stabilă sau cu sindrom coronarian acut.11 Discrepanțele dintre rezultatele obținute de cele două grupuri ar putea fi explicate prin originea diferită a CE utilizate în studiile respective. Deși Tabet et al9 au utilizat celule endoteliale coronariene aortice umane primare, Wagner et al11 și-au efectuat studiile pe celule endoteliale venoase ombilicale umane. Nivelurile diferite de expresie ale receptorului scavenger B1, precum și ale altor receptori care mediază transferul de microARN între HDL și CE, în celulele endoteliale coronariene aortice umane și în celulele endoteliale venoase ombilicale umane ar putea rezolva această discrepanță. De asemenea, este important de remarcat faptul că studiul transportului celular în CE in vitro este o provocare din mai multe motive, inclusiv pierderea glicocalixului endotelial care controlează retenția lipoproteinelor și mecanotransducția; absența caveolelor observate în CE primare cultivate in vitro; și pierderea polarizării CE care poate influența localizarea receptorilor membranari. Prin urmare, pentru a demonstra definitiv semnificația biologică a acestor constatări, transferul microARN-urilor derivate din HDL ar trebui să fie testat folosind un model in vivo sau în vase canulate.

În concluzie, acest studiu interesant arată transferul potențial al microARN-urilor asociate HDL către CE și oferă un mecanism nou prin care HDL ar putea regla activarea CE. Studii suplimentare privind modul în care microARN-urile derivate din HDL ar putea influența expresia genelor în alte celule asociate cu boala vasculară aterosclerotică, cum ar fi macrofagele și celulele musculare netede vasculare, ar putea fi de interes.

Notele de subsol

.