Caracterización de la subfracción electronegativa de la LDL en individuos con hipercolesterolemia familiar

Fundamento/objetivos

La lipoproteína de baja densidad (LDL) electronegativa (–) es una subfracción de la LDL presente en la circulación que está aumentada en la hipercolesterolemia familiar y presenta características aterogénicas. El objetivo del presente trabajo ha sido caracterizar fisicoquímica y biológicamente la LDL(–) aislada de pacientes con hipercolesterolemia familiar

Métodos

Las fracciones LDL(+) y LDL(–) de individuos normolipémicos y con hipercolesterolemia familiar fueron aisladas mediante cromatografía de intercambio aniónico. La caracterización fisicoquímica incluyó la composición en lípidos, apolipoproteínas (Apo), antioxidantes, ácido siálico y malondialdehído, el tamaño (electroforesis en gradiente de acrilamida) y la densidad (ultracentrifugación en gradiente de densidad). La caracterización biológica incluyó el estudio de la afinidad al receptor de LDL en cultivos de fibroblastos, y el efecto sobre la producción de moléculas proinflamatorias (interleucina 8, proteína quimiotáctica para monocitos 1, molécula de adhesión de células vasculares, inhibidor del activador del plasminógeno 1) en células endoteliales

Resultados

La proporción de LDL(–) fue más alta en individuos con hipercolesterolemia familiar que en normolipémicos (12,0 ± 3,4% frente al 5,4 ± 1,8%). La LDL(–) presentó, en ambos grupos, un contenido aumentado de triglicéridos, colesterol libre, ácidos grasos no esterificados, ácido siálico, Apo E y Apo C-III, y un menor contenido de Apo B, respecto a la LDL(+). Además, la LDL(–) de los individuos con hipercolesterolemia familiar presentó más colesterol total y esterificado y menos fosfolípidos que la LDL(+). No se observaron, en ningún caso, diferencias en el contenido en antioxidantes o malondialdehído. La LDL(–) de los sujetos normolipémicos presentó menor tamaño y mayor densidad que su LDL(+). Por el contrario, la LDL(–) de los individuos con hipercolesterolemia familiar manifestó bandas de tamaño igual que su LDL(+) o superior a ésta y una distribución mayoritaria en las fracciones más ligeras. Los estudios de cinética de saturación y de desplazamiento de la unión en cultivos de fibroblastos demostraron que la LDL(–) de sujetos normolipémicos y con hipercolesterolemia familiar tenía menor afinidad por el receptor de LDL que la LDL(+). Finalmente, la incubación con LDL(–) durante 24 h en cultivos de células endoteliales indujo la liberación de interleucina 8 y proteína quimiotáctica para monocitos 1. Este efecto se observó en ausencia de citotoxicidad y en los dos grupos estudiados. La producción de PAI-1 y VCAM no se alteró

Conclusiones

La LDL(–) no presentó evidencias de modificación oxidativa. De hecho, las diferencias en composición respecto a la LDL(+) pueden explicar por sí mismas el aumento de carga negativa. La principal diferencia entre la normolipemia y la hipercolesterolemia familiar es el mayor contenido en colesterol de la LDL(–) de la hipercolesterolemia familiar, que redunda en mayor tamaño y menor densidad respecto a la LDL(–) de la normolipemia. A pesar de estas diferencias, la LDL(–) de ambos grupos presentó similares características en cuanto a baja afinidad por el receptor de LDL y capacidad de inducir la producción de quimiocinas en células endoteliales

Background/objectives

Electronegative LDL (LDL[-]) is a plasma subfraction of LDL with increased proportion in familial hypercholesterolemia (FH) and some atherogenic characteristics. The aim of this work was to study the physicochemical and biological characteristics of LDL(–) from FH subjects

Methods

Non-electronegative LDL (LDL(+)) and LDL(–) from normolipemic (NL) and FH subjects was isolated by anion exchange chromatography. Physicochemical characteristics included the content in lipids, apoproteins (Apo), sialic acid, antioxidants and malondialdehyde (MDA), size (bygradient gel electrophoresis) and density (by density gradient electrophoresis). Biological characterization included the binding affinity to the LDL receptor (LDLr) in cultured fibroblasts and the effect on the production of inflammatory molecules (IL-8, MCP-1, VCAM and PAI-1) by endothelial cells

Results

LDL(–) proportion was increased in FH compared with NL (12.0 ± 3.4 vs. 5.4 ± 1.8%). LDL(–) showed increased content of triglyceride, free cholesterol, sialic acid, non-esterefied fatty acids (NEFA), apoE and apoC-III, in both groups. In addition, LDL(–) from FH presented more cholesterol and less phospholipid than LDL(+). Nodifferences in MDA or antioxidants were observed.LDL(–) from NL showed smaller size and higher density than LDL(+) whereas LDL(–) from FHshowed bands of greater size than LDL(+) and was preferentially distributed in buoyant LDL subfractions. Saturation kinetics and binding displacement studies in fibroblasts showed that LDL(–) from NL and FH subjects had lower affinity for LDLr than LDL(+). Finally, LDL(–) induced IL-8 and MCP-1 release after 24 hours of incubation with endothelial cells. This effect was observed in absence of cytotoxicity and in both studied groups. VCAM and PAI-1 release was not modified

Conclusions

No evidence of oxidative modification was observed in LDL(–). In fact, the differences in composition can explain the increase in negative charge. Major difference between NL and FH subjects was the increased content of cholesterol in LDL(–) from FH, that results in greater size and lower density than LDL(–) from NL. Despite these differences, LDL(–) from both groups shared low affinity for the LDLr and was able to induce IL-8 and MCP-1 release by endothelial cells