Cellular Cholesterol Accumulation and Egress from Endosomal Compartments

One of the most important factors determining the development of atherosclerosis is the amount of LDL particles in the circulation. In general, LDL particles are clinically regarded as “bad cholesterol” since these particles get entrapped within the vascular wall, leading to atherosclerosis. Circulating HDL particles are conversely regarded as “good cholesterol” because of their ability to transport cholesterol from peripheral tissues to the liver for secretion as bile salts. Once inside the artery wall LDL particles are engulfed by macrophages, resulting in macrophage foam cells. If the macrophage foam cells are not able to efflux the cholesterol back into the bloodstream, the excessive cholesterol ultimately leads to cell death, and the deposition of cellular debris within the atherosclerotic lesion. The cells ability to secrete cholesterol is mainly dependent on the ABCA1 transporter (ATP-binding cassette transporter A1) which transfers cellular cholesterol to extracellular apoA-I (apolipoprotein A-I) particles, leading to the generation of nascent HDL particles. The process of atherosclerotic plaque development is therefore to a large extent a cellular one, in which the capacity of the macrophages in handling the excessive cholesterol load determines the progression of lesion development. In this work we have studied the cellular mechanisms that regulate the trafficking of LDL-derived cholesterol from endosomal compartments to other parts of the cell. As a basis for the study we have utilized cells from patients with Niemann-Pick type C disease, a genetic disorder resulting from mutations in the NPC1 and NPC2 genes. In these cells, cholesterol is entrapped within the endosomal compartment, and is not available for efflux. By identifying proteins that bypass the cholesterol trafficking defect, we were able to identify the small GTPase Rab8 as an important protein involved in ABCA1 dependent cholesterol efflux. In the study, we show that Rab8 regulates cholesterol efflux in human macrophages by facilitating intracellular cholesterol transport, as well as by regulating the plasma membrane availability of ABCA1. Collectively, these results give new insight in to atherosclerotic lesion development and intracellular cholesterol processing.

Konjac- ja galaktoglukomannaanipohjaiset emulsiokalvot

Emulsiokalvolla tarkoitetaan kalvoa, joka on valmistettu haihduttamalla ylimääräinen vesi pois emulsiosta. Polysakkaridipohjainen emulsiokalvo koostuu kalvonmuodostuspolysakkaridista, rasvasta, emulgointiaineesta ja pehmittimestä. Kirjallisuusosassa selvitettiin, mitä raaka-aineita polysakkaridipohjaisissa emulsiokalvoissa käytetään ja mitkä tekijät vaikuttavat emulsiokalvojen vesihöyrynläpäisevyyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Tutkimuksen kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää, miten konjac-glukomannaani (KGM) ja kuusen galaktoglukomannaani (GGM) soveltuvat emulsiokalvon raaka-aineiksi. Lisäksi selvitettiin, miten rasvan tyyppi ja rasvapitoisuus vaikuttavat GGM-KGM-pohjaisten emulsiokalvojen mekaanisiin ominaisuuksiin ja vesihöyrynläpäisevyyteen. Mehiläisvahasta, mäntyöljystä ja rypsiöljystä valmistettiin emulsiokalvot, joissa oli 30 %:n (paino-% GGM:sta) rasvapitoisuudet. Lisäksi mehiläisvahasta valmistettiin emulsiokalvot, joissa oli 10 ja 50 % mehiläisvahaa. Emulsiokalvoja verrattiin vertailukalvoon, jossa ei ollut rasvaa. Kalvoissa käytetty KGM:n ja GGM:n suhde oli 1:1. Kalvoista mitattiin vesihöyrynläpäisevyys ja -läpäisynopeus, vetolujuus, Youngin moduuli ja murtovenymä. Näiden lisäksi kalvojen poikkileikkaus kuvattiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. GGM ja KGM soveltuvat emulsiokalvon raaka-aineiksi. Huoneenlämpötilassa kuivatuista kalvoista saatiin tasaisemman näköisiä kuin lämpökaapissa kuivatuista. Pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvissa vahapisarat olivat öljypisaroita pienempiä, mikä mahdollisesti vaikutti siihen, että vahapisarat pysyivät paremmin kiinnittyneenä kalvomatriisissa. Öljypisaroiden koko oli kalvoissa noin 10 ?m ja vahapisaroiden 2–6 ?m. Vesihöyrynläpäisynopeus oli pienin 50 %:n mehiläisvahakalvolla (p < 0,05). Vesihöyrynläpäisevyys laski lineaarisesti mehiläisvahapitoisuuden suurentuessa. Öljykalvot ja 10 %:n mehiläisvahakalvo eivät eronneet tilastollisesti merkitsevästi vesihöyrynläpäisevyyden suhteen vertailukalvosta. Pienin vetolujuus ja Youngin moduuli oli 50 %:n mehiläisvahakalvolla. Vertailukalvo oli kestävin ja jäykin. Murtovenymän suhteen kalvot eivät eronneet toisistaan tilastollisesti merkitsevästi. Tutkimuksessa onnistuttiin valmistamaan GGM-KGM-pohjaisia emulsiokalvoja, jotka pidättivät vesihöyryä vertailukalvoa paremmin ja silti säilyttivät mekaaniset ominaisuutensa kohtuullisen hyvin.