Biomarkers of Subclinical Atherosclerosis

Abstract

Bakgrunn: Tradisjonelle risikomarkørar nytta for å estimere risiko for hjarteinfarkt forklarar berre ein del av dei faktiske tilfella. Med ein auka førekomst av tilfelle er det behov for nye risikomarkørar som kan forbetre predikasjon og førebygging av sjukdommen.

Formål: Hovudformålet var å studere potensialet for lipoprotein subfraksjonar og to protein som mogelege risikomarkørar for subklinisk aterosklerose. Delmåla var å 1) identifisere kjønns-spesifikke risikomarkørar, 2) identifisere risikomarkørar for hjarteinfarkt berre to år etter baseline og 3) undersøkje om blodprøver som fyrst har vorte nytta til analyse av lipoprotein subfraksjonar kan gjenbrukas til proteinanalyse.

Metode: Dette er ein retrospektiv case-kontroll (1:2) studie med observasjonsperiode på fem år. Tilsynelatande friske deltakare (n=50) som seinare fekk hjarteinfarkt vart samanlikna med matcha kontrollar (n=100). 112 Lipoprotein subfraksjonar vart måla i serum med nuclear magnetic resonance (NMR) lipidomics. Konsentrasjonen av proteina matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) og aldehyde dehydrogenase 4 family member A1 (ALDH4A1) vart estimert gjennom enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Det vart utført subanalysar basert på kjønn og med to-års observasjonstid. Serumprøvar brukt til NMR analyse vart gjenbrukt til ELISA-analyse.

Resultat: Konsentrasjonen av apolipoprotein A1 i små high-density lipoprotein (HDL) var signifikant høgare hjå casane (p < 0.05). Subanalysar av menn viste at store HDL subfraksjonar har høgare konsentrasjon hjå kontrollane, medan små HDL subfraksjonar har høgare konsentrasjon hjå casane. I subanalysa med to-års observasjonsperiode hadde casane høgare konsentrasjon av triglyserid i LDL. Konsentrasjonen av dei to proteina, MMP-9 og ALDH4A1, var ikkje forskjellig mellom caser og kontrollar. Proteinkonsentrasjonen til serumprøvane som fyrst vert brukt til NMR analyse korrelerte med friske prøvar (p < 0.01).

Konklusjon: Fleire lipoprotein subfraksjonar verkar å vere assosiert med framtidig hjarteinfarkt, som potensielt kan indikere subklinisk aterosklerose. HDL subfraksjonar skil seg ut blant menn, og kan potensielt bidra til forbetring av kjønns-spesifikk predikasjon av hjarteinfarkt. Lovande resultat tydar på at det mogeleg å gjenbruke prøvar frå NMR lipidomics til proteinanalyse.

Background: Traditional biomarkers used to measure risk of myocardial infarction (MI) only explain a modest proportion of the incidence. With an increasing prevalence, there is a need for new biomarkers to improve prediction and prevention of the disease.

Aims: The primary aim was to explore the potential of lipoprotein subfractions and two proteins as biomarkers of subclinical atherosclerosis. Secondary aims were to 1) identify gender-specific risk markers, 2) identify biomarkers of imminent MI, 2 years after baseline and 3) establish if samples used for nuclear magnetic resonance (NMR) lipidomics can be reused to quantify proteins.

Methods: A retrospective observation case-control (1:2) study with a 5-year observation period was performed. Apparently healthy participants that later experienced a MI (n=50) were compared to matched controls (n=100). NMR lipidomics quantified 112 lipoprotein subfractions in serum. Protein quantification of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and aldehyde dehydrogenase 4 family member A1 (ALDH4A1) was performed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Analyses stratified by gender and subgroup analysis with a 2-year observation period were performed. The potential of reusing samples from NMR lipidomics for ELISA were tested (n=49).

Results: Apolipoprotein A1 concentration in small high-density lipoprotein (HDL) was significantly higher in cases (p < 0.05). In men, decreased levels of large HDL subfractions and increased levels of small HDL subfractions were associated with future MI. Subgroup analysis with a 2-year observation period had an increased concentration of triglycerides in low-density lipoprotein (LDL) in cases (p < 0.05). Protein levels of MMP-9 and ALDH4A1 did not differ between cases and controls. Protein concentration of fresh serum and serum used for NMR analysis correlated (p < 0.01).

Conclusion: Several lipoprotein subfractions seemed to be associated with future MI, potentially reflecting subclinical atherosclerosis. In men, there might be additional potential for risk prediction by exploring HDL subfractions. Promising results indicated that samples used for NMR lipidomics can be reused for protein quantification.