Cellule Progenitrici Endoteliali come fattore di rischio cardiovascolare nel paziente diabetico: controversie

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1 Cellule Progenitrici Endoteliali come fattore di rischio cardiovascolare nel paziente diabetico: controversie Alessandra Dei Cas, MD, Ph.D Dipartimento di Medicina Interna e Scienze Biomediche Sezione di Endocrinologia Università degli Studi di Parma

2 OUTLINE Il numero di EPCs come marcatore di patologia cardiovascolare Numero di EPCs nella patologia diabetica Aspetti tecnici: caratterizzazione delle EPCs Fattori in grado di modulare il numero e la funzione delle EPCs Risvolti terapeutici attuali

3 OUTLINE Il numero di EPCs come marcatore di patologia cardiovascolare Numero di EPC nella patologia diabetica Aspetti tecnici: caratterizzazione delle EPCs Fattori in grado di modulare il numero e la funzione delle EPCs Risvolti terapeutici

4 RESPONSE TO INJURY

5 EPCs E PATOLOGIA CV Low EPC count (CFU) is associated with increased CVD risk Increased Circulating EPC (CD34+,KDR+) levels are associated with a reduced risk of CVD death Hill, J.M. et al. NEJM 2003; 348 (7); Werner, N et al. NEJM 2005; 353:

6 The number of Endothelial Progenitor Cell Colonies in the blood is increased in patients with angiographically significant CAD Endothelial Progenitor Cells, Cardiovascular Risk Factors, Cytokine Levels and Atherosclerosis Results from a Large Population- Based Study Guven H et al. JACC 2006 Qingzhong Xiao et al. PloS one 2007

7 CARDIOVASCULAR RISK FACTORS AND EPCS Shantsila E et al. J Am Coll Cardiol 2007; 49:741 52

8 OUTLINE Il numero di EPCs come marcatore di patologia cardiovascolare Numero di EPC nella patologia diabetica Aspetti tecnici: caratterizzazione delle EPCs Fattori in grado di modulare il numero e la funzione delle EPCs Risvolti terapeutici

9 Generalised reduction of putative endothelial progenitors and CXCR4-positive peripheral blood cells in type 2 diabetes. Flow cytometric analysis of CD marker expression in type 2 diabetic patients compared with healthy participants C. G. Egan. Diabetologia (2008)

10 High glucose impairs early and late EPCs by nitric oxide related mechanisms Chen Y-H et al. Diabetes 2007

11 Churdchomjan W. Et al. BMC Endocr Disord. 2010; 10: 5.

12 EPCs e tolleranza glucidica EPCs e sindrome da insulinoresistenza GP Fadini, A. Avogaro et al. Diabetologia 2007 GP Fadini, A. Avogaro et al. European Heart Journal 2006

13 EPCs circolanti ed insulinoresistenza I maschi insulinoresistenti mostrano un livello significativamente minore di CD133+/KDR+ EPCs rispetto ai maschi insulinosensibili suggerendo che un ridotto numero di EPCs sia uno dei possibili meccanismi attraverso cui la IR si associa ad un aumentato rischio CV Dei Cas A.et al. Nutr Metab Cardiovasc Dis (2010)

14 Diabetic dysfunction in the BM mobilization of stem/progenitor cells and paracrine regulation of ischemic vascular repair. Jarajapu YP, Grant MB. Circ Res. 2010

15 T1D-induced phenotypic alterations of BM EC Oikawa, A. et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2010;30:

16 Endothelial Progenitor Cell number is an independent predictor of leukocyte telomere length in healthy young adults Variabile dipendente: lunghezza telomerica leucocitaria Not standardized coefficients Variables in the model Gender Age (years) WC (cm) HDL Cholesterol (mg/dl) Log10 Triglycerides (mg/dl) CD133+/CD34+/KDR+ EPCs (%) Log10 PAI-1 (ng/ml) Standardized coefficient b SE Beta p values A. Dei Cas et al. submitted

17 CORRELAZIONE TRA LUNGHEZZA TELOMERICA E NUMERO EPCs: CAUSA O EPIFENOMENO? Pim van der Harst et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2008

18 Constitutive Human Telomerase Reverse Transcriptase Expression Enhances Regenerative Properties of Endothelial Progenitor Cells A. Proliferative activity assay at day 8 B. Migratory activity assay at day 8. Murasawa S, et al. Circulation Aug 27;106(9):1133-9

19 Association between oxidative DNA damage and telomere shortening in circulating endothelial progenitor cells obtained from metabolic syndrome patients with coronary artery disease Correlation between RTL in EPC cells and oxidative stress Satoh M et al. Atherosclerosis. 2008;198(2):347-53

20 OUTLINE Il numero di EPCs come marcatore di patologia cardiovascolare Numero di EPC nella patologia diabetica Aspetti tecnici: caratterizzazione delle EPCs Fattori in grado di modulare il numero e la funzione delle EPCs Risvolti terapeutici

21 CARATTERIZZAZIONE DELLE EPCS Circ Res Aug 20;95(4):343-53

22 Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology (ATVB) Instruction for authors 16. Criteria for Endothelial Progenitor Cell Studies The phenotype of the cell population must be clearly defined by cell surface markers (minimally CD31+/CD34+/CD45-/CD115-) The cells must be shown to lack hematopoietic potential using in vitro assays or in vivo bone marrow transplantation The cells must be shown to contribute to de novo blood vessel formation in vivo (formation of three dimensional tube structures with demonstrable lumens in vitro would be considered supportive data but not definitive proof of an EPC) Contribution to blood vessel structures in vivo must be assessed using confocal imaging and three dimensional reconstruction Differentiation of EPC into endothelial cells must be demonstrated by upregulation of genes/proteins not previously expressed by the experimental cell population but normally expressed by primary endothelial cells and not expressed by other cell lineages The putative EPC should demonstrate clonal proliferative potential For further reading on these guidelines, please see:

23 PROTOCOLLI DI COLTURA DELLE EPCs Differenze in termini di Tempo di coltura e passaggi Colonie o singole cellule Potenziale proliferativo Morfologia e fenotipo FUNZIONE IN VITRO E IN VIVO Prater DN, et al., Leukemia ,

24 RISULTATI caratterizzazione EPCs precoci Giorno 7, early EPCs o Circulating angiogenic cells (CAC) Ingrandimento 200x B Ve-CAD vwf CD34