HIPERLIPOPROTEINEMIA TIPO III Química Biológica Patológica HIPERLIPOPROTEINEMIA TIPO III 2012 Tema:13 (Bolilla 8)  Dra. Silvia Varas qbpatologica.unsl@gmail.com

Clasificación General Déficit en LPL (Tipo I) Déficit Apo CII (Tipo Ib) VIA EXOGENA Hipertrigliceridemias endógena Hiperlipidemia familiar combinada Hipercolesterolemia familiar Apo B100 defectuosa familiar Hipercolesterolemia Poligénica Hiper VIA ENDOGENA Hipo Abeta Lipoproteinemia Hipobetalipoproteinemia familiar VIA EXOGENA y ENDOGENA Déficit Lipasa Hepática DisbetaLipoproteinemia (Tipo III,Beta ancha) Hipo--lipoproteinemia familiar Deficiencia LCAT (ojo de pez) Enfermedad de Tangier Deficiencia Apo AI Deficiencia HDL VIA REVERSA Alteraciones Familiares del Metabolismo HDL Hiper--lipoproteinemia Deficiencia CETP

Historia: 1950. Fue descrito por primera vez por Gofman y col. y lo llamo originalmente xantoma tuberosum, basado en excesivo numero de xantomas en tendones extensores y en la superficie de las manos. 1967. Fredrickson y col. la establecen como una hiperlipoproteinemia tipo III. Basó su clasificación de las distintas dislipoproteinemias usando ultracentrifugación y electroforesis en papel. Se la denomina también como enfermedad de la banda ancha, enfermedad de la remoción de remanentes y disbetalipoproteinemia 1973. Havel y Kane demuestran en plasma de pacientes con esta enfermedad, un incremento en los niveles plasmáticos de Apo E o apoproteína rica en arginina. Apo E es un componente de VLDL, QM y ciertas subclases de HDL. Apo E fue descubierto como el mayor ligando del R de LDL y de LRPs. La apo E mutante no se une normalmente a los receptores de lipoproteínas, generando la acumulación de -VLDL. 1977. Utermann y col. identifican la Apo E2/2.

PATOGENESIS No hay depuración de Remanentes LP: defecto en el ligando 1-2% capacidad de binding al RLDL No hay depuración de Remanentes LP: defecto en el ligando Actividad de Binding del receptor de Apo E-2 (), Apo E-3 () y apo E-4() seguido como un ensayo de competición in vitro. 125ILDL como un competidor para el binding de complejos apoE-DMPC (di-miristoil-fosfatidilcolina) a fibroblastos humanos normales. ApoE2 es desde pacientes HL tipo III.

El clearence de Apo E2 estuvo retrasado en ambos casos: no hay defecto en el receptores, sino en los ligandos Apo E2 Apo E2 Apo E3 Apo E3 La depuración (clearence) de Apo E-3 (E3+) y Apo E-2(E3-)radiomarcadas simultaneamente inyectada en pacientes normales (izquierda) y con HL tipo III (derecha).

Variación de Apo B y Apo E en función de los distintos fenotipos de Apo E

Introducción Apolipoprotein E es un componente ppal de lipoproteinas en el plasma. ApoE fue descripta por primera vez por Shore & Shore (1973) como un constituyente de VLDL. ApoE tiene un rol importante en el transporte de lípidos tanto en el plasma como en el SNC.

I-Biología Molecular de Apo E Gen apoE Humano : cromosoma 19, localizado en el extremo 5‘ de 50-kb de una agrupamiento de genes con Apo C-I y Apo C-II. Producido por varios tejidos: hígado, cerebro, bazo, pulmon, adrenal, ovario, riñon y musculo. Apo E del plasma es generalmente producido por el hígado.

Enfoque Isoeléctrico

Isoelectroenfocado Disminuye el pH

II-Biología Molecular de Apo E La forma normal de ApoE es Apo E3. HLP tipo III al menos 90% de los individuos con HLP tipo III son homocigotos para Apo E2

Elementos estructurales de Apo E: El dominio N-terminal contiene 4-hélices; el sitio de unión RLDL de alta afinidad también requiere Arg172 en la región bisagra que conecta los dominios N- y C- terminal y dos sitios polimorficos en posición 112 y 158 que distingue las tres isoformas de Apo E C-terminal: la región de unión a lípidos (LP); un sitio de union a heparina (residuos 243-272)

Frecuencia alelica (%) Variación de aminoácido Tabla Nº : Frecuencia de las isoformas de Apo E humanas y sus diferencias Isoforma Frecuencia alelica (%) Variación de aminoácido Afinidad RLDL Preferencia binding a LP Desordenes Asociados 112 158 Apo E2 7 Cys Baja HDL HLP tipo III Apo E3 78 Arg Alta Desconocidos Apo E4 15 VLDL, LDL Alzheimer, aterosclerosis

La presencia de cisteína en posición 158 afecta un arreglo de un puente salino existente en Apo E3. En Apo E2 resultante en una interacción con Arg 150 que altera la habilidad de interactuar efectivamente con los R-LDL

APOPROTEÍNA E: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN Alelos E2/2 E3/3 E4/4 Residuo nº 112 Cys Arg Residuo nº 158

Alelo 2-Alelo E3- Alelo E4 Algunas variantes raras de Apo E estan asociadas con hiperlipoproteinemia Tipo III dominante como apoE3-Leiden. El alelo E4 relacionado a gran riesgo de enfermedades cardiovasculares (fumadores) ApoE4 es el mayor riesgo para la enfermedad de Alzheimer y también se asocia con la baja de la edad de inicio. El alelo E4 tiene contribución a la patogénesis de la enfermedad aterosclerótica.

Variantes Raras de Apo E Gen Apo E La isoforma menos comun es E4 (Cys112Arg) Variantes Raras de Apo E From Walden & Heagle (1994) Apoprotein E in lipidemia, Annals of Internal Medicine, Vol.120, 12, 1026-1036

Mas variantes raras de ApoE ApoE1 (Gly127→Asp, Arg158→Cys) - ApoE1Harrisburg (LyS146→Glu) ApoE1Hammersmith (LyS146→Asn, Arg147→Trp) - ApoE1Baden (Arg180→Cys) ApoE1 (Leu252→Glu) - ApoE2 (Arg136→Cys) ApoE2Christchurch (Arg136→Ser) - ApoE2Heidelberg (Arg136→Cys) ApoE2 (Arg142→Leu) - ApoE2 (Arg142→Cys) ApoE2 (Arg145→Cys) - ApoE2Sendai (Arg145→Pro) ApoE2 (Lys146→GIn) - ApoE2Dunedin (Arg228→Cys) ApoE2 (Val236→Glu) - ApoE3 (Ala99→Thr, Ala152→Pro) ApoE3-Leiden (Cys112→Arg; residues 121–127a) - ApoE3 (Cys112→Arg, Arg142→Cys) ApoE3 (Cys112→Arg, Arg142→Gly) - ApoE3 (Arg136→Ser) ApoE3 (Arg145→His) - ApoE3 (Arg251→Gly) ApoE3′(Arg136→His) - ApoE4Philadelphia (Glu13→Lys, Arg145→Cys) ApoE4Freiburg (Leu28→Pro) - ApoE5 (Glu3→Lys) ApoE5 (Glu13→Lys) - ApoE5 (Pro84→Arg, Cys112→Arg) ApoE5 (GIn204→Lys, Cys112→Arg) - ApoE5 (Glu212→Lys) ApoE7 Suita (Glu244, 245→Lys)

Parcial estructura de Apolipoproteina E y el R LDL Dominio de Unión al Receptor de Apo-E Apo-E, es la proteína mayoritaria en LDL, presenta tres alelos comunes: Apo-E3 es la forma más común Apo-E4 ha sido relacionado a la enfermedad de Alzheimer y elevado riesgo de enfermedad cardíaca. Apo-E2 se une pobremente a R LDL y está asociada con hiperlipidemia tipo III Porción de binding de LP del R LDL

Las mutaciones en apoE en hiperlipoproteinemia tipo III causan la LP con propiedades de binding anormal entre los residuos 136 to 150 Resulta en la remoción en un aa cargado positivamente en el dominio de unión (+10) From Walden & Heagle (1994) Apoprotein E in lipidemia, Annals of Internal Medicine, Vol.120, 12, 1026-1036

LRPs (Low density lipoprotein receptor-related protein) Conformado por 5 unidades estructurales: Los LRPs incluyen: LRP1, LRP1b, LRP2 (también llamada megalina), LRP4 (también llamada MEGF7 (multiple epidermal growth factor-like domains protein 7), LRP5/6, LRP8 (también llamada Receptor 2 de apolipoprotein E), Receptor VLDL receptor (VLDLR) y LR11/SorLA1

Apo E tiene un sitio de union a heparina (residuos 243-272) Pasos involucrados en la depuración y captación hepática de QM y VLDLr: a- Secuestro b- Procesamiento c- Captación (Internalización) Apo E tiene un sitio de union a heparina (residuos 243-272)

Causas que contribuyen a la expresión de HLP tipo III: (1) Sobreproducción de LP (2) Lipólisis defectuosa de LP (3) Captación hepática defectuosa de remanentes “Cofactores”: Insulino resistencia, hipotiroidismo, alcoholismo, falla renal, estrógenos, obesidad están asociados a su expresión.

Tabla VI: Hiperlipoproteinemia Tipo III Número pacientes 185 Hombre/ Mujeres 131/54 Rango de edad, Años 16 a 95 Colesterol (mg/dl) 450 Triglicéridos(mg/dl) 570- 1800 Hallazgos Clínicos % de Pacientes Xantomas: Palmar Tendon Tuberoso y tuberoeruptivo Xanthelasma 55 13 64 7 Arco Corneal 11 Enfermedad coronaria 28 Enfermedad Vascular periférica 21 Enfermedad cerebro vascular 4 Gota Diabetes mellitus Hipotiroidismo

Courtesy of Professor PN Durrington Striate palmer xanthomas: yellow-orange discolouration in creases of the skin on the palms of hands, or seed-like lesions in the palms, fingers and flexor surfaces of the wrist Tuberoeruptive xanthomas: raised yellow lesions usually on the elbows and knees.

Tuberoeruptive Xanthomas

HLP Tipo III Causa un incremento de tanto las concentraciones séricas de colesterol y trigliceridos en ayunas. 270-470mg/dl para Colesterol Total 450 – 1800 mg/dl para Triglicéridos Condición Autosomica Recesiva con Penetrancia Variable Mas comun en el hombres, con una definitiva incidencia en la adultez temprana. Rara en niños.

Diagnóstico basado en el Laboratorio Lipidograma Electroforético Estudios de ADN para detectar los homocigotos Ultracentrifugación para identificar partículas β-VLDL ricas en colesterol Historia Familiar

Diagnóstico Bioquímico: Métodos Cuantitativos Métodos electroforéticos de Wikinski, Schreier y Rosental consiste en la electroforesis en gel de agarosa de suero entero, que separa quilomicrones en el origen, una banda ancha que comprende la zona entre el origen y la beta, donde también quedan las beta lipoproteínas (LDL). La zona alfa es ocupada por las HDL. Para separar los RLPs de la LDL, se realiza una incubación con la solución de Wieland y Seidel (2 h con una solución de MgCl2 0.1 mol/l, heparina 1.5 g/l, y NaCl 10 g/l), que inmoviliza los remanentes porque neutraliza su carga eléctrica, y en una segunda electroforesis se separan las LDL que conservaron su carga negativa. La banda de RLPs se visualiza, se recupera y se usa para extraer y medir el colesterol con reactivo férrico.

2º Electroforesis se separa las LDLs -LP: HDL -LP: LDL Pre -LP: VLDL Incubación 2h- con MgCl2 0.1 mol/l, heparina 1.5 g/l, y NaCl 10 g/l. Inmoviliza los remanentes 2º Electroforesis se separa las LDLs Se separan los Remanentes y se cuantifica Colesterol

Valores de Colesterol (Rvo ferrico) Normales de Referencia: 5.7 ± 7.0 mg/dl Pacientes con HL Tipo III: 162 ± 345 mg/dl

Cual es el riesgo del desarrollo de aterosclerosis? Riesgo aumenta 5 veces con niveles de colesterol 300 mg/dL comparado con 200 mg/dL. HLP acelera el inicio de la aterosclerosis. From Klippel JH, Reynolds HY, Stein JH et al. Internal Medicine, 5th Edition. St Louis: Mosby; 1998.

Resumen: Causa de aterosclerosis. Es rara e incluye distintas variantes de alelos apo E. Niveles de Colesterol e IDL se encuentran elevados por arriba de lo normal. Multi-factorial. Factores tanto geneticos como ambientales contribuyen a la expresion de su fenotipo Aterosclerosis es evitable! Importancia del diagnostico precoz.

TRATAMIENTO: Disminuir Ingesta de Grasas Inhibidores HMGCoA Reductasa(cervistatina, fluvastatina, lovastatina,pravastatina,simvastatina) Fibratos

Referente en el país:

Bibliografía: JOHN D. BRUNZELL. Chapter 59: Familial Lipoprotein Lipase Deficiency, Apo C-II Deficiency, and Hepatic Lipase Deficiency. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Diseases. Volume II. Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly and David Valle, EDITORS. McGraw-Hill. Seventh Edition (p.1913-1932). STANLEY C. RALL, JR, ROBERT W. MABLEY. Chapter 61: Type III Hyperlipoproteinemia (Dysbetalipoproteinemia): The Role of Apolipoprotein E in Normal and Abnormal Lipoprotein Metabolism. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Diseases. Volume II. Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly and David Valle, EDITORS. McGraw-Hill. Seventh Edition. (p.1953-1980). ALDAMIZ-ECHEVARRÍA AZUARA L; SANJURJO CRESPO P; DALMAU SERRA J; BALDELLOU VÁZQUEZ A: Dislipemias primarias en la infancia: Protocolo de diagnóstico y tratamiento de dislipemias primarias en la infancia. REGINA WIKINSKI, LAURA E. SCHREIER, GABRIELA A. BERG, FERNANDO D. BRITES, GRACIELA LOPEZ, ANA I. GONZALEZ, VALERIA ZAGO LIPOPROTEINAS REMANENTES ATEROGENICAS EN HUMANOS. MEDICINA (Buenos Aires) 2010; 70: 375-380 Greenow K, Pearce JP, Ramji DP. The key role of apolipoprotein E in atherosclerosis. J Mol Med 2005; 83: 329-342 Hatters DM, Peters-libeu CA, Weisgraber KH. Apolipoprotein E structure:insights into function. Biochem Scien 2006; 31: 443-454

Alguna pregunta de esta parte? Muchas gracias por su atención