Embolisation of Prostatic Arteries as Treatment of Moderate to Severe Lower Urinary Symptoms (LUTS) Secondary to Benign Hyperplasia: Results of Short- and Mid-Term Follow-Up

OBJECTIVES: To evaluate the short- and medium-term results of prostatic arterial embolisation (PAE) for benign prostatic hyperplasia (BPH). METHODS: This was a prospective non-randomised study including 255 patients diagnosed with BPH and moderate to severe lower urinary tract symptoms after failure of medical treatment for at least 6 months. The patients underwent PAE between March 2009 and April 2012. Technical success is when selective prostatic arterial embolisation is completed in at least one pelvic side. Clinical success was defined as improving symptoms and quality of life. Evaluation was performed before PAE and at 1, 3, 6 and every 6 months thereafter with the International Prostate Symptom Score (IPSS), quality of life (QoL), International Index of Erectile Function (IIEF), uroflowmetry, prostatic specific antigen (PSA) and volume. Non-spherical polyvinyl alcohol particles were used. RESULTS: PAE was technically successful in 250 patients (97.9 %). Mean follow-up, in 238 patients, was 10 months (range 1-36). Cumulative rates of clinical success were 81.9 %, 80.7 %, 77.9 %, 75.2 %, 72.0 %, 72.0 %, 72.0 % and 72.0 % at 1, 3, 6, 12, 18, 24, 30 and 36 months, respectively. There was one major complication. CONCLUSIONS: PAE is a procedure with good results for BPH patients with moderate to severe LUTS after failure of medical therapy. KEY POINTS: • Prostatic artery embolisation offers minimally invasive therapy for benign prostatic hyperplasia. • Prostatic artery embolisation is a challenging procedure because of vascular anatomical variations. • PAE is a promising new technique that has shown good results.

Carotid Intima-Media Thickness and Carotid Plaques Improves Prediction of Obstructive Angiographic Coronary Artery Disease in Women

Does carotid intima-media thickness (cIMT), a surrogate marker of cardiovascular events, have predictive incremental value over established risk factors for stable coronary artery disease (CAD)? Prospective study of 300 patients, with suspected stable CAD, admitted for an elective coronary angiography and carotid ultrasound. The CAD patients had a higher cIMT, which showed a modest predictive accuracy for CAD (area under the receiver-operating characteristic curve 0.638, 95% confidence interval 0.576-0.701, P < .001). The cIMT was an independent predictor of CAD, together with age, gender, and diabetes. C-statistic for CAD prediction by traditional risk factors was not significantly different from a model that included cIMT, carotid plaque presence, or both. However, in women, it was significantly increased by the addition of cIMT or carotid plaque presence. Although cIMT cannot be used as a sole indicator of CAD, it should be considered in the panel of investigations that is requested, particularly in women who are candidates for coronary angiography.

The Role of Accessory Obturator Arteries in Prostatic Arterial Embolization

In 9 of 491 patients (1.8%) who underwent prostatic arterial embolization (PAE) for benign prostatic hyperplasia from March 2009-November 2013, prostatic arteries arose from the external iliac artery via an accessory obturator artery (AOA). Computed tomography angiography performed before the procedure identified the variant and allowed planning before the procedure. The nine AOAs were catheterized from a contralateral femoral approach. Bilateral PAE was technically successful in the nine patients. There was a mean decrease in international prostate symptom score of 6.5 points and a mean prostate volume reduction of 15.1% (mean follow-up, 4.8 mo) in the nine patients.

Prognostic Value of VEGF in Patients Submitted to Percutaneous Coronary Intervention

We examined the longitudinal changes of VEGF levels after percutaneous coronary intervention for predicting major adverse cardiac events (MACE) in coronary artery disease (CAD) patients. VEGF was measured in 94 CAD patients' serum before revascularization, 1-month and 1-year after. Independently of clinical presentation, patients had lower VEGF concentration than a cohort of healthy subjects (median, IQ: 15.9, 9.0-264 pg/mL versus 419, 212-758 pg/mL; P < 0.001) at baseline. VEGF increased to 1-month (median, IQ: 276, 167-498 pg/mL; P < 0.001) and remained steady to 1-year (median, IQ: 320, 173-497 pg/mL; P < 0.001) approaching control levels. Drug eluting stent apposition and previous medication intake produced a less steep VEGF evolution after intervention (P < 0.05). Baseline VEGF concentration <40.8 pg/mL conveyed increased risk for MACE in a 5-year follow-up. Results reflect a positive role of VEGF in recovery and support its importance in CAD prognosis.

Invasive Assessment of the Coronary Microcirculation Using the Index of Microcirculatory Resistance: Description and Validation of an Animal Model

INTRODUCTION: The index of microcirculatory resistance (IMR) enables/provides quantitative, invasive, and real-time assessment of coronary microcirculation status. AIMS: The primary aim of this study was to validate the assessment of IMR in a large animal model, and the secondary aim was to compare two doses of intracoronary papaverine, 5 and 10 mg, for induction of maximal hyperemia and its evolution over time. METHODS: Measurements of IMR were performed in eight pigs. Mean distal pressure (Pd) and mean transit time (Tmn) were measured at rest and at maximal hyperemia induced with intracoronary papaverine, 5 and 10 mg, and after 2, 5, 8 and 10 minutes. Disruption of the microcirculation was achieved by selective injection of 40-μm microspheres via a microcatheter in the left anterior descending artery. RESULTS: In each animal 14 IMR measurements were made. There were no differences between the two doses of papaverine regarding Pd response and IMR values - 11 ± 4.5 U with 5 mg and 10.6 ± 3 U with 10 mg (p=0.612). The evolution of IMR over time was also similar with the two doses, with significant differences from resting values disappearing after five minutes of intracoronary papaverine administration. IMR increased with disrupted microcirculation in all animals (41 ± 16 U, p=0.001). CONCLUSIONS: IMR provides invasive and real-time assessment of coronary microcirculation. Disruption of the microvascular bed is associated with a significant increase in IMR. A 5-mg dose of intracoronary papaverine is as effective as a 10-mg dose in inducing maximal hyperemia. After five minutes of papaverine administration there is no significant difference from resting hemodynamic status.

Economic Evaluation of Ticagrelor for Secondary Prevention Following Acute Coronary Syndromes

INTRODUCTION AND OBJECTIVES: To estimate the cost-effectiveness and cost-utility of ticagrelor in the treatment of patients with acute coronary syndromes (unstable angina or myocardial infarction with or without ST-segment elevation), including patients treated medically and those undergoing percutaneous coronary intervention or coronary artery bypass grafting. METHODS: A short-term decision tree and a long-term Markov model were used to simulate the evolution of patients' life-cycles. Clinical effectiveness data were collected from the PLATO trial and resource use data were obtained from the Hospital de Santa Marta database, disease-related group legislation and the literature. RESULTS: Ticagrelor provides increases of 0.1276 life years and 0.1106 quality-adjusted life years (QALYs) per patient. From a societal perspective these clinical gains entail an increase in expenditure of €610. Thus the incremental cost per life year saved is €4780 and the incremental cost per QALY is €5517. CONCLUSIONS: The simulation results show that ticagrelor reduces events compared to clopidogrel. The costs of ticagrelor are partially offset by lower costs arising from events prevented. The use of ticagrelor in clinical practice is therefore cost-effective compared to generic clopidogrel.

O2/CO2-sensitive cyclic AMP-signalling pathway in peripheral chemoreceptors

RESUMO: O corpo carotídeo (CB) é um pequeno órgão sensível a variações na PaO2, PaCO2 e pH. As células tipo I (células glómicas) do corpo carotídeo, as unidades sensoriais deste órgão, libertam neurotransmissores em resposta às variações dos gases arteriais. Estes neurotransmissores atuam quer em recetores pré-sinápticos, localizados nas células tipo I, quer em recetores póssinápticos, localizados nas terminações do nervo do seio carotídeo, ou em ambos. A activação dos recetores pré-sinápticos modula a atividade do corpo carotídeo, enquanto que, a activação dos recetores pós-sinápticos, de carater excitatório, desencadeia um aumento da frequência de descarga das fibras do CSN, com subsequente despolarização dos neurónios do gânglio petroso, e posterior despolarização de um grupo específico de neurónios do centro respiratório central, desencadeando, como resposta final, hiperventilação. Estes recetores pré- e pós-sinápticos podem ser classificados em ionotrópicos ou metabotrópicos, estando os últimos acoplados a adenilatos ciclases transmembranares (tmAC). O mecanismo exato pelo qual as variações dos gases arteriais são detetadas pelo CB não se encontra ainda completamente elucidado, mas tem sido sugerido que alterações nos níveis de cAMP estejam associadas ao mecanismo de deteção de variações de O2 e CO2. Os níveis de cAMP podem ser regulados através da sua via de síntese, mediada por dois tipos de adenilatos ciclases: tmAC sensível aos eurotransmissores e adenilato ciclase solúvel (sAC)sensível a variações de HCO3/CO2, e pela sua via de degradação mediada por fosfodiesterases. A via de degradação do cAMP pode ser manipulada farmacologicamente, funcionando enquanto alvo terapêutico para o tratamento de patologias do foro respiratório (e.g. asma, hipertensão pulmonar, doença pulmonar obstructiva crónica e apneia do sono), que induzem um aumento da actividade do CB.O trabalho descrito nesta dissertação partiu da hipótese de que a actividade do CB é manipulada por fármacos, que interferem com a via de sinalização do cAMP, tendo sido nosso objectivo geral, investigar o papel do cAMP na quimiotransdução do CB de rato, e determinar se a actividade dos enzimas responsáveis pela via de sinalização do cAMP é ou não regulada por variações de O2/CO2. Assim, a relevância deste trabalho é a de estudar e identificar possíveis alvos moleculares (sAC, isoformas de tmAC e PDE) com potencial para serem usados no tratamento de patologias relacionadas com o controlo respiratório. A primeira parte do presente trabalho, centrou-se na caracterização farmacológica da PDE4 no CB e em tecidos não quimiorecetores (e.g. gânglio cervical superior e artérias carótidas), e na observação do efeito de hipóxia aguda na acumulação dos níveis de cAMP, induzidos pelos inibidores de PDE, nestes tecidos. A quantificação de cAMP foi efectuada por técnica imunoenzimática (EIA), tendo sido elaboradas curvas de dose-resposta para os efeitos de inibidores, não específicos (IBMX) e específicos para a PDE2 e PDE4 (EHNA, Rolipram e Ro 20-1724), nos níveis de cAMP acumulados, em situações de normóxia (20%O2/5%CO2) e hipóxia (5%O2/5%CO2). A caracterização das PDE no gânglio cervical superior foi aprofundada, utilizando-se a técnica de transferência de energia de ressonância por fluorescência (FRET) em culturas primárias de neurónios, na presença de inibidores não específicos (IBMX) e específicos para a PDE3 e PDE4 (milrinone e rolipram, respetivamente). Foram igualmente estudadas, através de RT-qPCR, as alterações na expressão de PDE3A-B e PDE4A-D, no gânglio cervical superior, em resposta a diferentes percentagens de oxigénio. Na segunda parte do trabalho investigou-se a via de síntese do cAMP no CB em resposta a variações na concentração de HCO3/CO2. Em concreto, o protocolo experimental centrou-se na caracterização da sAC, dado que a sua actividade é regulada por variações de HCO3/CO2. A caracterização da expressão e regulação da sAC, em resposta a variações de HCO3/CO2 ,foi efectuada no CB e em tecidos não quimioreceptores periféricos (e.g. gânglio cervical superior, petroso e nodoso) por qRT-PCR. A actividade deste enzima foi caracterizada indirectamente através da quantificação dos níveis de cAMP (quantificação por EIA), induzidos por diferentes concentrações de HCO3/CO2, na presença de MDL-12,33-A, um inibidore da tmAC. A expressão das isoformas da tmAC no CB e gânglio petroso foi determinada por RT-qPCR. Adicionalmente, estudámos a contribuição relativa da tmAC e sAC no mecanismo de sensibilidade ao CO2 no CB. Para o efeito foram estudadas as alterações: 1) nos níveis de cAMP (quantificado por EIA) na presença de diferentes concentrações de HCO3/CO2 e ao longo do tempo (5-30 min); 2) na ativação da proteína cinase A (PKA, FRET baseado em sensores) em células tipo I do CB; e 3) na frequência de descarga do CSN (registos) na presença e ausência de ativadores e inibidores da sAC,tmAC e PKA. Por último, foi caracterizada a expressão e actividade da sAC nos quimioreceptors centrais (locus ceruleus, rafe e medula ventro-lateral) através de técnicas de RT-qPCR e EIA. A expressão das isoformas da tmAC foi aprofundada no locus coeruleus através de RT-qPCR. Por fim, comparámos a contribuição da tmAC e sAC nos níveis de cAMP no locus coeruleus em condições de normocapnia e hipercapnia.O nosso trabalho teve os seguintes resultados principais: 1) PDE4 está funcional no corpo carotídeo, artérias carótidas e gânglio cervical superior de rato, embora a PDE2 só se encontre funcional neste último; 2) Os efeitos dos inibidores de PDE nos níveis de acumulação de cAMP foram exacerbados em situações de hipóxia aguda no CB e artérias carótidas, mas foram atenuados no gânglio cervical superior; 3) No gânglio cervical superior, diferentes tipos de células apresentaram uma caracterização específica de PDEs, sugerindo uma subpopulação de células neste gânglio com funções fisiológicas distintas; 4) Embora todas as isoformas de PDE4 e PDE3 estivessem presentes no gânglio, a PDE3a, PDE4b e a PDE4d foram as isoformas mais expressas. Por outro lado, incubações de gânglio cervical superior, em diferentes percentagens de oxigénio, não alteraram (não regularam) significativamente a expressão das diferentes isoformas de PDE neste órgão; 5) a sAC encontra-se expressa e funcional no CB e nos quimiorecetores centrais estudados (locus coeruleus, rafe e medula ventrolateral). A sAC apresenta maior expressão no CB comparativamente aos restantes orgãos estudados, exceptuando os testículos, orgão controlo. Variações de HCO3/CO2 de 0/0 para 24/5 aumentaram os níveis de cAMP no CB e quimiorecetores centrais, tendo sido o aumento mais significativo observado no CB. Concentrações acima dos 24mM HCO3/5%CO2 não induziram alterações nos níveis de cAMP, sugerindo que a actividade da sAC se encontra saturada em condições fisiológicas (normocapnia) e que este enzima não desempenha qualquer papel na deteção de situações de hipercapnia; 6) No CB, a expressão das isoformas tmAC1, tmAC4, tmAC6 e tmAC9 é mais elevada comparativamente à expressão da sAC; 7) Utilizamos diferentes inibidores da tmAC (MDL 12-330A, 500μM, 2’5’-ddADO, 30-300μM, SQ 22536, 200μM) e da sAC (KH7, 10-100μM) para estudar a contribuição relativa destes enzimas na acumulação do cAMP no CB. Tanto a tmAC como a sAC contribuem para a acumulação dos níveis de cAMP em condições de hipercapnia. Contudo, existe um maior efeito destes inibidores nas condições de 12 mM HCO3/2.5%CO2 do que em condições de normocapnia e hipercapnia, sugerindo um papel relevante destes enzimas na atividade do CB em situações de hipocapnia; 8) Não se observaram variações nos níveis de cAMP em resposta a diferentes concentrações de HCO3/CO2 ao longo do tempo (5-30 min). O efeito inibitório induzido por ddADO e KH7 foi sobreponível após 5 ou 30 minutos de incubação em todas as concentrações de HCO3/CO2 estudadas; 9) Por último, verificou-se um aumento na frequência da descarga do nervo do seio carotídeo entre as condições de normocapnia e hipercapnia acídica. Ao contrário do KH7 (10μM), o 2’5’-ddADO reduziu significativamente a frequência de descarga do nervo, quer em condições de normocapnia quer de hipercapnia acídica. Contudo, não se verificou aumento na frequência de descarga do nervo entre normocapnia e hipercapnia isohídrica, sugerindo que a sensibilidade à hipercapnia no CB é mediada por variações de pH. Em conclusão, os resultados decorrentes deste trabalho permitiram demonstrar que, embora os enzimas que medeiam a via de sinalização do cAMP possam ser bons alvos terapêuticos em condições particulares, a sua actividade não é específica para o CB. Os resultados sugerem ainda que o cAMP não é um mediador específico da transdução à hipercapnia neste orgão. Contudo, os nossos resultados demonstraram que os níveis de cAMP são mais elevados em condições fisiológicas, o que sugere que o cAMP possa ter uma função homeostática neste orgão. Por último, o presente trabalho demonstrou que os aumentos de cAMP descritos por outros em condições de hipercapnia, não são observáveis quando o pH se encontra controlado. ------------------ ABSTRACT: The work presented in this dissertation was aimed to establish how specific is cAMP-signaling pathways in the CB mainly in different CO2 conditions and how O2 concentrations alter/drives the manipulation of cAMP signaling in the CB. The experimental studies included in this thesis sought to investigate the role of cAMP in the rat CB chemotransduction mechanisms and to determine whether the enzymes that participate in cAMP signal transduction in the CB are regulated by O2/CO2. We characterized the enzymes involved in the cAMP-signaling pathway in the CB (sAC, tmAC, PDE) under different O2/CO2 conditions. Our results demonstrated that many of these enzymes are involved in CO2/O2 sensing and while they may be useful in treating conditions with alterations in CO2/O2 sensing,they will not be specific to chemoreception within the CB: 1) PDE4 is ubiquitously expressed in CB and non-chemoreceptor related tissues and their affinity to inhibitors change with O2 tensions in both CB and carotid arteries, and 2) sAC and tmAC are expressed in peripheral and central chemo- and non-chemoreceptor tissues and their effect on cAMP levels do not change between normocapnic and isohydric hypercapnic conditions. Our results provide evidence against a specific role of cAMP as a mediator for O2 and CO2 chemotransduction in the rat CB and emphasized the role of pH in CO2 sensitivity of the CB. Furthermore, our results demonstrate that cAMP levels are maintained higher under physiological conditions, supporting recent finding from our lab, which all together suggests that cAMP has a homeostatic function in this organ.

Coronary Revascularization Induces a Shift From Cardiac Toward Noncardiac Mortality Without Improving Survival in Vascular Surgery Patient

OBJECTIVE: Although evidence has shown that ischemic heart disease (IHD) in vascular surgery patients has a negative impact on the prognosis after surgery, it is unclear whether directed treatment of IHD may influence cause-specific and overall mortality. The objective of this study was to determine the prognostic implication of coronary revascularization (CR) on overall and cause-specific mortality in vascular surgery patients. METHODS: Patients undergoing surgery for abdominal aortic aneurysm, carotid artery stenosis, or peripheral artery disease in a university hospital in The Netherlands between January 2003 and December 2011 were retrospectively included. Survival estimates were obtained by Kaplan-Meier and Cox regression analysis. RESULTS: A total of 1104 patients were included. Adjusted survival analyses showed that IHD significantly increased the risk of overall mortality (hazard ratio [HR], 1.50; 95% confidence interval, 1.21-1.87) and cardiovascular death (HR, 1.93; 95% confidence interval, 1.35-2.76). Compared with those without CR, patients previously undergoing CR had similar overall mortality (HR, 1.38 vs 1.62; P = .274) and cardiovascular mortality (HR, 1.83 vs 2.02; P = .656). Nonrevascularized IHD patients were more likely to die of IHD (6.9% vs 35.7%), whereas revascularized IHD patients more frequently died of cardiovascular causes unrelated to IHD (39.1% vs 64.3%; P = .018). CONCLUSIONS: This study confirms the significance of IHD for postoperative survival of vascular surgery patients. CR was associated with lower IHD-related death rates. However, it failed to provide an overall survival benefit because of an increased rate of cardiovascular mortality unrelated to IHD. Intensification of secondary prevention regimens may be required to prevent this shift toward non-IHD-related death and thereby improve life expectancy.

Validation of Two US Risk Scores for Percutaneous Coronary Intervention in a Single-Center Portuguese Population of Patients with Acute Coronary Syndrome

INTRODUCTION: New scores have been developed and validated in the US for in-hospital mortality risk stratification in patients undergoing coronary angioplasty: the National Cardiovascular Data Registry (NCDR) risk score and the Mayo Clinic Risk Score (MCRS). We sought to validate these scores in a European population with acute coronary syndrome (ACS) and to compare their predictive accuracy with that of the GRACE risk score. METHODS: In a single-center ACS registry of patients undergoing coronary angioplasty, we used the area under the receiver operating characteristic curve (AUC), a graphical representation of observed vs. expected mortality, and net reclassification improvement (NRI)/integrated discrimination improvement (IDI) analysis to compare the scores. RESULTS: A total of 2148 consecutive patients were included, mean age 63 years (SD 13), 74% male and 71% with ST-segment elevation ACS. In-hospital mortality was 4.5%. The GRACE score showed the best AUC (0.94, 95% CI 0.91-0.96) compared with NCDR (0.87, 95% CI 0.83-0.91, p=0.0003) and MCRS (0.85, 95% CI 0.81-0.90, p=0.0003). In model calibration analysis, GRACE showed the best predictive power. With GRACE, patients were more often correctly classified than with MCRS (NRI 78.7, 95% CI 59.6-97.7; IDI 0.136, 95% CI 0.073-0.199) or NCDR (NRI 79.2, 95% CI 60.2-98.2; IDI 0.148, 95% CI 0.087-0.209). CONCLUSION: The NCDR and Mayo Clinic risk scores are useful for risk stratification of in-hospital mortality in a European population of patients with ACS undergoing coronary angioplasty. However, the GRACE score is still to be preferred.

Intracoronary Delivery of Human Mesenchymal/Stromal Stem Cells: Insights from Coronary Microcirculation Invasive Assessment in a Swine Model

BACKGROUND: Mesenchymal stem/stromal cells have unique properties favorable to their use in clinical practice and have been studied for cardiac repair. However, these cells are larger than coronary microvessels and there is controversy about the risk of embolization and microinfarctions, which could jeopardize the safety and efficacy of intracoronary route for their delivery. The index of microcirculatory resistance (IMR) is an invasive method for quantitatively assessing the coronary microcirculation status. OBJECTIVES: To examine heart microcirculation after intracoronary injection of mesenchymal stem/stromal cells with the index of microcirculatory resistance. METHODS: Healthy swine were randomized to receive by intracoronary route either 30x106 MSC or the same solution with no cells (1% human albumin/PBS) (placebo). Blinded operators took coronary pressure and flow measurements, prior to intracoronary infusion and at 5 and 30 minutes post-delivery. Coronary flow reserve (CFR) and the IMR were compared between groups. RESULTS: CFR and IMR were done with a variance within the 3 transit time measurements of 6% at rest and 11% at maximal hyperemia. After intracoronary infusion there were no significant differences in CFR. The IMR was significantly higher in MSC-injected animals (at 30 minutes, 14.2U vs. 8.8U, p = 0.02) and intragroup analysis showed a significant increase of 112% from baseline to 30 minutes after cell infusion, although no electrocardiographic changes or clinical deterioration were noted. CONCLUSION: Overall, this study provides definitive evidence of microcirculatory disruption upon intracoronary administration of mesenchymal stem/stromal cells, in a large animal model closely resembling human cardiac physiology, function and anatomy.

Coronary Optical Coherence Tomography: A Practical Overview of Current Clinical Applications

Coronary optical coherence tomography has emerged as the most powerful in-vivo imaging modality to evaluate vessel structure in detail. It is a useful research tool that provides insights into the pathogenesis of coronary artery disease. This technology has an important clinical role that is still being developed. We review the evidence on the wide spectrum of potential clinical applications for coronary optical coherence tomography, which encompass the successive stages in coronary artery disease management: accurate lesion characterization and quantification of stenosis, guidance for the decision to perform percutaneous coronary intervention and subsequent planning, and evaluation of immediate and long-term results following intervention.

Humoral response towards high density lipoprotein : a new mechanism for atherogenesis

RESUMO:Aterosclerose é uma das principais causas de morbilidade e mortalidade no mundo ocidental. É responsável, direta ou indiretamente, pela maior percentagem de gastos com a saúde na maioria dos países europeus. A “teoria lipídica” da aterosclerose, que se baseia na dislipidemia como causa primária para a doença vascular tem algumas implicações práticas importantes: permite a definição de linhas de orientação e protocolos simples e ainda estabelece alvos terapêuticos que podem ser atingidos na maior parte dos casos com a atual intervenção farmacológica. A associação da aterosclerose com o sistema imunológico (a “teoria imunológica”), forneceu por sua vez novas formas de explorar os mecanismos envolvidos e abriu novas perspetivas para um conhecimento mais completo da doença. No entanto, levanta dificuldades evidentes no que diz respeito às possibilidades terapêuticas. De todos os intervenientes no processo aterosclerótico (bioquímicos, imunológicos e anatómicos), as lipoproteínas de elevada densidade (HDL) são atualmente reconhecidas como um dos fatores mais importantes na aterogénese. Isto é baseado no reconhecimento das múltiplas propriedades anti-aterogénicas das HDL como por exemplo: a anti-oxidante, a anti-inflamatória e a antitrombótica, bem como o seu importante papel na melhoraria da função endotelial. Atualmente, é consensual que as funções anti-aterogénicas das HDL vão além do seu papel no transporte reverso do colesterol (RCT) e a importância das HDL no processo aterosclerótico baseia-se não apenas no seu papel protetor impedindo a formação da placa de ateroma, mas também na estabilização destas, prevenindo a sua ruptura e, consequentemente o evento trombótico. Como fundamentais no processo aterosclerótico estão reconhecidos dois principais conjuntos de eventos: um caracterizado por alterações no metabolismo das lipoproteínas que resultam em lipoproteínas pró-inflamatórias e pró-oxidantes que interagem com os componentes celulares da parede arterial e que conduzem à formação da placa de ateroma; o outro evento é a resposta imunológica desencadeada contra um novo conjunto de antigénios que por sua vez leva à produção de citoquinas pró-inflamatórias. Dada a complexidade da HDL e das suas múltiplas funções estas lipoproteínas tornaram-se um potencial alvo para a resposta auto-imune, e cujas consequências podem explicar algumas das associações identificados em estudos clínicos e epidemiológicos. Contudo esta interação entre o sistema imunológico e HDL nunca foi exaustivamente estudada. Portanto, pomos a hipótese de que em condições oxidativas e pró-inflamatórias, um aumento do antigénio (HDL) conduz a um consequente acréscimo na produção de anticorpos anti-HDL (aHDL) responsáveis pela alteração quantitativa e / ou qualitativa das HDL. O conceito de que estes anticorpos podem contribuir tanto para a evolução a longo prazo do processo aterosclerótico, como para o desencadeamento de eventos clínicos pode também explicar a heterogeneidade encontrada em cada doente e nos grandes estudos clínicos, no que diz respeito aos fatores de risco e outcomes clínicos. Para além disso, a confirmação desta hipótese pode permitir explicar porque é que as intervenções terapêuticas atualmente em desenvolvimento para aumentar os níveis de HDL, não conseguem mostrar a tão esperada redução do risco vascular. O objetivo geral desta tese foi identificar e caracterizar a resposta humoral contra os componentes da HDL, e avaliar possíveis mecanismos que possam contribuir para a modificação das propriedades anti-aterogénicas das HDL. Para alcançar este objetivo investigou-se: 1) A presença de anticorpos aHDL em doentes com lúpus eritematoso sistémico (SLE) e em doentes com manifestações clínicas de aterosclerose, como os doentes com doença arterial coronária (CAD), acidente vascular cerebral isquémico (IS) e diabetes tipo 2; 2) Os principais alvos antigénicos dentro do complexo das HDL e a associação entre os títulos de anticorpos aHDL e diferentes características clínicas destas doenças; 3) As modificações das funções normais associadas às HDL, em particular da função anti-oxidante e anti-inflamatória; 4) A atividade biológica dos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes através de um conjunto de experiências in vitro de inibição da atividade da paraoxonase 1 (PON1) e da expressão de moléculas de adesão em culturas de células endoteliais. Para tal foi necessário estabelecer um método de isolamento dos anticorpos. Os anticorpos aHDL isolados do soro de doentes foram utilizados de forma a identificar as potenciais alterações dos sistemas celulares utilizados; 5) O efeito de fármacos usados no tratamento das dislipidemias, em particular o ácido nicotínico e as estatinas, na variação dos títulos de anticorpos aHDL através de ensaios clínicos randomizados, controlados com placebo e em dupla ocultação. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas imunológicas (como por exemplo, enzyme-linked immunoabsorbent assay - ELISA, ensaio imunoturbidimetrico e cromatografia de imuno-afinidade) técnicas bioquímicas (tais como a quantificação de atividade enzimática por espectrofotometria e por luminescência), experiências com cultura de células e citometria de fluxo. Os nossos resultados mostram que: 1) A presença de anticorpos aHDL, e mais especificamente anticorpos contra alguns do seus principais componentes como a apolipoproteína A-I (ApoA-I, principal apolipoproteína presente nas HDL) e a PON1 (o enzima que mais contribui para a propriedade anti-oxidante das HDL), quer em doentes com doenças auto-imunes, como o SLE, quer em doentes com manifestações clínicas de aterosclerose, como CAD, IS e diabetes tipo 2. Os doentes apresentaram títulos de anticorpos IgG aHDL, aApoA-I e aPON1 significativamente mais elevados do que controlos saudáveis com a mesma idade e sexo. 2) A correlação positiva estatisticamente significativa entre os títulos de aHDL e aApoA-I e aPON1 sugere que estes sejam dois dos principais alvos antigénicos dentro do complexo das HDL. Os anticorpos encontrados nestes doentes estão associados com a diminuição da atividade da PON1 e a uma redução da capacidade anti-oxidante total (TAC) do soro, um aumento dos biomarcadores de disfunção endotelial (como por exemplo dos metabolitos do óxido nítrico - NO2- e NO3-, as moléculas de adesão vascular e intracelular - VCAM-1 e ICAM-1 e os níveis de 3-nitrotirosina). Nos doentes com SLE os títulos destes estão associados a um aumento do dano cardiovascular e à atividade global da doença avaliados pelas escalas SLICC/ACR DI e BILAG score, respetivamente. Enquanto que nos doentes com diabetes tipo 2 estes anticorpos estão associados com um aumento dos níveis de glicemia em jejum (FGP) e hemoglobina glicada (HbA1c). 3) Após se ter estabelecido um método de isolamento dos anticorpos que permite isolar quantidades significativas de anticorpos do soro de doentes sem perder a sua especificidade, foi identificada a capacidade dos anticorpos isolados do soro de doentes inibirem de uma forma dependente da concentração a atividade da PON1 até um máximo de 70% no caso dos doentes com SLE e ente 7-52% no caso dos anticorpos isolados de doentes com CAD e IS. 4) O efeito anti-inflamatório das HDL na inibição da produção de VCAM-1 induzida por citoquinas (como o TNF-) foi revertido em mais de 80% pelos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes. 5) A angiogenesis induzida por HDL através do aumento do fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF) foi anulada em 65% pelos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes. 6) Os atuais agentes farmacológicos disponíveis para aumentar as concentrações de HDL-C estão associados a um aumento dos títulos de anticorpos.-------- ABSTRACTAtherosclerosis is the major cause of morbidity and mortality in the western world. It is also responsible, directly or indirectly, for the highest percentage of health costs in most European countries. Despite the use of new technologies for the diagnosis of vascular disease and regardless of the major advances in treatment, the atherosclerosis-related clinical burden is still raising. The “lipid theory” of atherogenesis, which identifies dyslipidemia as the primary cause of this vascular disease has some important practical implications: it allows the definition of simple guidelines and establishes therapeutic targets which can be generally met with current pharmacologic intervention. The association between atherosclerosis an the immune system (the immune concept) has in turn provided new ways of exploring the mechanisms involved in this condition and has opened new perspectives in the understanding of the disease. However, it raises obvious difficulties when it comes to treatment options. Of all the players (biochemical, immunological and anatomical) involved in this matter, high-density lipoproteins (HDL) are currently recognised as one of the most important factors in atherogenesis. This is based on the recognition of HDL's multiple anti-atherogenic properties: anti-oxidant, anti-inflammatory and antithrombotic, as well as its capacity to improve endothelial function. Nowadays, it is widely recognized that the anti-atherogenic functions of HDL go beyond reverse cholesterol transport (RCT), and the importance of HDL is based not just on its ability to reduce atheroma formation but also on its ability to stabilise plaques, therefore preventing their rupture and ultimately thrombosis. Two main set of events have been recognised as fundamental in atherogenesis: one, characterized by lipoprotein metabolism alterations, resulting in pro-inflammatory and pro-oxidative lipoproteins, which interact with the normal cellular elements of the arterial wall leading to atheroma formation; the other, the immune cellular response towards new sets of antigens which lead to the production of pro-inflammatory cytokines. Given to HDL complexity and multiple functions this lipoprotein has became a potential target for an auto-immune response, the consequences of which may explain some of the association identified in epidemiological and clinical studies, though the interaction between the immune system and HDL has never been thoroughly addressed. Therefore, we hypothesized that under oxidative and pro-inflammatory conditions, the increase in the antigen (HDL) would lead to a consequent increase in the production of anti-HDL (aHDL) antibodies be responsible for quantitative and/or qualitative changes of HDL. The concept that these antibodies may contribute either to the long-term evolution of atherosclerosis or to the triggering of clinical events may also explain the heterogeneity found in individual patients and in large cohorts regarding risk factors and clinical outcomes. Moreover this may be a major breakthrough in understanding why therapeutic interventions that increase HDL levels, failed to show the anticipated reduction in vascular risk. The overall aims of this thesis were to identified and characterize the humoral response towards HDL components and to evaluate the possible mechanisms that may contribute to the modifications of the anti-atherogenic properties of HDL. To achieve this objective we investigated: 1) the presence of aHDL antibodies in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) and in patients with atherosclerosis-related clinical events, such as coronary artery disease (CAD), ischemic stroke (IS) and type 2 diabetes; 2) the association between the titres of aHDL antibodies and different clinical features of these diseases; 3) the modifications of the anti-atherogenic properties of HDL; 4) the biologic effect of aHDL antibodies isolated from serum of patients on the anti-oxidant and anti-inflammatory properties of HDL; 5) the effect of different pharmacologic treatments for dyslipidemia on the prevalence and activity of aHDL antibodies. The methodologies used in this work included immunologic-related techniques (e.g. enzyme-linked immunoabsorbent assay – ELISA, immunoturbidimetric immunoassay and immunoaffinity chromatography), biochemical techniques (enzymatic assays with quantification by spectrophotometry and luminescence methods), cell culture experiments and flow cytometry. Our results indicate that: 1) The titres of IgG aHDL, anti-apolipoprotein A-I (aApoA-I) and anti-paraoxonase 1 (aPON1) antibodies were higher in patients with SLE, CAD, IS and type 2 diabetes when compared with age and sex matched healthy controls. 2) The antibodies found in these patients were associated with decreased PON1 activity, (the enzyme responsible for most of the anti-oxidant effect of HDL), reduced total anti-oxidant capacity (TAC) of serum and increased biomarkers of endothelial dysfunction (nitric oxide metabolites, adhesion molecules, nitrotyrosine). In patients with SLE the antibody titres were associated with an increase in disease-related cardiovascular damage and activity whereas in patients with type 2 diabetes they were directly related with the fasting glucose plasma (FGP) levels and the glycosylated haemoglobin (HbA1c). 3) The antibodies isolated from serum of our patients, directly inhibited HDL-associated PON1 activity in a dose dependent way ranging from 7 to 52%. 4) The anti-inflammatory effect of HDL, measured by the percentage of inhibition of the cytokine-induced production of vascular adhesion molecules (VCAM-1), was reduced in more than 80% by aHDL antibodies isolated from our patients. 5) The HDL-induced angiogenesis by increasing vascular endothelial growth factor (VEGF) levels was abrogated in 65% by the antibodies isolated from serum of patients. 6) The current available pharmacologic agents for increasing HDL-C concentrations were associated with an increase in the titres of IgG aApoA-I antibodies. This increase was higher in the extended release niacin when compared to statins probably due to their dampening effect on oxidative stress. In conclusion, aHDL antibodies are present in different pathologic conditions. aHDL antibodies represent a family of self-reacting immunoglobulins, of which ApoA-I and PON1 might be the most relevant targets. These antibodies are biologically active, interfering with the HDL anti-oxidant and anti-inflammatory properties and, consequently, with the atherosclerotic process. The pathogenic potential of these antibodies may lead to the identification of a new biomarker for vascular disease, whilst presenting itself as a novel target for a different treatment approach which may redefine the treatment strategies and clinical trials design for HDL interventions in the future.

Pathogenesis of chronic Chagas cardiomyopathy: the role of coronary microvascular derangements

There is ample experimental and clinical evidence of functional and structural microvascular abnormalities occurring in patients with Chagas cardiomyopathy, possibly due to the inflammatory process and/or autonomic disturbances caused by Trypanosoma cruzi infection. Those microvascular derangements are likely to constitute at least an ancillary factor that potentiates and amplifies the chronic inflammation in myocardial tissue. It is possible to devise appropriate therapeutic interventions aimed at reverting or slowing the progression of the microvascular abnormalities to positively affect the natural history of Chagas cardiomyopathy.