Abstract

Deficitul de colesterol și/sau excesul de 7-dehidrocolesterol (7-DHC) poate fi responsabil pentru patologia sindromului Smith-Lemli-Opitz (SLOS). Ambele diete cu conținut ridicat de colesterol, administrate pentru ameliorarea deficitului de colesterol, reducând în același timp 7-DHC și dietele îmbogățite cu colesterol, plus simvastatina pentru a scădea în continuare sinteza sterolului, au fost utilizate ca potențiale terapii. Cu toate acestea, efectul colesterolului dietetic și al simvastatinei asupra sintezei colesterolului în SLOS nu a fost raportat. Doisprezece subiecți cu SLOS înscriși în studiu: Nouă au primit o dietă bogată în colesterol (HI) timp de 3 ani și trei au fost studiați după 4 săptămâni pe o dietă cu nivel scăzut de colesterol (LO). Viteza de sinteză fracționată a colesterolului (FSR) a fost măsurată după administrarea orală de oxid de deuteriu, utilizând spectrometria de masă a raportului izotopilor cu cromatografie gazoasă. FSR a fost mai mic în HI comparativ cu LO (HI: 1,46 ± 0,62%/zi; LO: 4,77 ± 0,95%/zi; p

colesterolului

Sindromul Smith-Lemli-Opitz (SLOS) este o tulburare autosomală recesivă, care se caracterizează prin multiple anomalii și întârziere mintală (1-5). Pacienții cu SLOS prezintă, de obicei, concentrații scăzute de colesterol plasmatic, împreună cu concentrații ridicate de 7-dehidrocolesterol (7-DHC) (6), care este precursorul imediat al colesterolului, precum și al izomerului său 8-DHC (7). Profilurile anormale de colesterol și necolesterol-sterol din SLOS sunt prezente ca urmare a activității deficiente a 7-DHC Δ7-reductazei (DHCR7) (8), care convertește 7-DHC în colesterol în ultima etapă a căii biosintetice a colesterolului. Deoarece atât deficiența de colesterol, cât și excesul de 7-DHC, contribuie probabil la patogeneza SLOS, obiectivul terapeutic pentru tratamentul SLOS a fost de a spori acumularea colesterolului în timp ce scade acumularea de precursori ai colesterolului potențial toxici, cum ar fi 7-DHC.

SUBIECTE ȘI METODE

Subiecte.

Doisprezece subiecți au fost recrutați de la clinicile de la Oregon Health & Science University (OHSU) și de la trimiteri externe la programul de cercetare OHSU SLOS. Comitetul de revizuire instituțională al OHSU a aprobat aceste studii și s-a obținut consimțământul scris în toate cazurile. În plus față de observarea prezenței trăsăturilor clinice caracteristice (5), diagnosticul pacienților cu SLOS a fost confirmat prin analiza sângelui-sterol care documentează creșterea diagnosticului 7-DHC plasmatic și/sau mutațiile documentate în DHCR7, gena care codifică deficitul enzimei DHCR7 în SLOS. Scorul de severitate a fost raportat utilizând un sistem de notare stabilit anterior (5.18).

Proiectare experimentală, protocol și diete.

Acest studiu a evaluat efectul unei diete cu conținut ridicat de colesterol asupra sintezei colesterolului față de o dietă cu conținut scăzut de colesterol și efectele tratamentului cu simvastatină combinate cu suplimentarea cu colesterol din dietă. Trei subiecți (4,4 până la 11,3 ani) au fost evaluați după consumul unei diete cu nivel scăzut de colesterol (0,5 până la 5 mg colesterol/kg/zi) timp de 4 săptămâni și nouă subiecți (1,1 până la 15,7 ani) au fost evaluați în timp ce au fost tratați cu un tratament mediu cu dietă bogată în colesterol: 3 ani). Trei dintre subiecții HI (cu vârste cuprinse între 1,8 și 3 ani) au fost reevaluate după tratamentul cu HI și simvastatină (HI + ST) timp de ∼ 0,8 y.

Sursele de hrană pentru sugari sau copii hrăniți cu tubul au constat în formulă pentru sugari sau copii. Copiii mici și copiii care mâncau pe cale orală și consumau dieta cu conținut scăzut de colesterol au fost hrăniți cu alimente de masă obișnuite, cu un conținut scăzut de colesterol, precum fructe, legume, pâine, produse din soia și produse lactate fără grăsimi. În timpul perioadei dietetice cu nivel ridicat de colesterol, colesterolul alimentar a fost administrat fie sub formă alimentară, fie sub formă cristalină. Colesterolul pe bază de alimente a fost administrat la o medie de 34,5 mg/kg/zi, în timp ce colesterolul cristalin a fost administrat la 47 mg/kg/zi. Alimentele care conțin colesterol utilizate în studiu au inclus gălbenușul de ou și alte alimente bogate în colesterol, inclusiv unt, brânză și carne. Gălbenușul de ou a fost încorporat în alimente într-o dietă bogată în colesterol într-o varietate de moduri. La formula, lichidele, alimentele pentru bebeluși sau alimentele solide s-a adăugat gălbenuș de ou fiert sau piure. Gălbenușurile de ou crude au fost gătite într-o băutură de tip ouă sau gălbenușurile de ou pasteurizate crude au fost încorporate în băuturi. În câteva cazuri, subiecții au refuzat să mănânce ouă și li s-a furnizat colesterol cristalin. Colesterolul cristalin a fost suspendat într-un emulgator apos comercial (OraPlus, Paddock Laboratories, Inc., Minneapolis, MN) și a fost administrat ca medicament.

Subiecților li s-a administrat simvastatină pe cale orală sau prin intermediul tub de alimentare. Părinții subiecților cu SLOS au fost instruiți corespunzător în administrarea medicamentului și în monitorizarea potențialelor reacții adverse înainte de inițierea tratamentului cu simvastatină. Doza de simvastatină a crescut treptat de la 0,2 mg/kg, până la maximum 0,4 mg/kg, pe baza efectelor medicamentului asupra sterolilor plasmatici la pacienții cu SLOS.

Protocol de administrare stabilă a izotopilor și prelucrarea probelor de sânge.

Subiecții au fost admiși la Centrul General de Cercetare Clinică (acum Centrul de Cercetare Clinică și Translațională Pediatrică al Institutului Național de Cercetare Clinică și Translațională din Oregon - Institutul Național de Sănătate CTSA grant) la OHSU. O probă inițială de sânge (10 ml) a fost luată dimineața înainte de a fi consumat micul dejun. Apoi, s-a administrat oxid de deuteriu (D2O; 99,8 procente de atom în exces; izotopi CDN, Montreal, Canada) la o doză de 500 mg/kg greutate corporală. O a doua probă de sânge (10 ml) a fost colectată la 24 de ore după administrarea D2O. Probele au fost centrifugate la 2000 rpm timp de 10 minute pentru a separa globulele roșii (RBC) și plasma. Stratul Buffy a fost aruncat și RBC și plasma au fost depozitate imediat la -80 ° C până la o analiză ulterioară.

Subiecții tratați cu simvastatină au fost monitorizați pentru potențialul efect advers al medicamentului prin măsurarea concentrației serice a creatin kinazei și transaminazelor. Tratamentul cu simvastatină a fost întrerupt dacă creatin kinaza a fost peste normal și/sau transaminazele serice au fost mai mari de trei ori limita superioară a normalului.

Metodologia ratei de sinteză fracționată a colesterolului.

Analiza sterolului plasmatic.

Probele de plasmă au fost saponificate și extrase în hexan. Concentrația derivaților eterului trimetilsilil al sterolilor plasmatici individuali a fost măsurată prin coloană capilară GC cu o coloană CP-Wax 57 (25 M, 0,32 mm ID; Chrompack-Varian, Walnut Creek, CA). Pentru calibrare au fost utilizate standardul intern 5α-colestan și standardul autentic al colesterolului.

Analize statistice.

Datele au fost analizate utilizând software-ul SAS (versiunea 8.0; SAS 214 Institute Inc, Cary, NC). Datele de grup sunt prezentate ca mijloace și abateri standard. A t testul a fost folosit pentru a compara LO și HI și un pereche t testul a fost utilizat pentru a compara HI și HI + ST. Diferența statistică a fost stabilită la p

REZULTATE

Doisprezece subiecți cu SLOS au fost recrutați pentru studiu. Nouă subiecți au primit o dietă bogată în colesterol; într-un caz, colesterolul cristalin a fost furnizat în locul gălbenușului de ou. O dietă bogată în colesterol cu ​​simvastatină, care furniza colesterol sub formă de gălbenuș de ou, a fost administrată la trei subiecți cu SLOS. Trei subiecți cu SLOS au fost hrăniți cu o dietă scăzută de colesterol. Transaminazele hepatice și creatin kinaza nu au fost crescute la niciunul dintre cei trei subiecți cărora li s-a administrat simvastatină cu o dietă bogată în colesterol (date neprezentate). Pe baza sistemului Scorului de severitate, șase subiecți au fost clasificați ca fiind ușori (35) (15).

Rata de sinteză fracțională a colesterolului, profilurile lipidice și răspunsurile acestora la alimentarea colesterolului cu și fără statină.

Nouă subiecți au fost supuși analizei profilului FSR și sterolului în timp ce consumau o dietă bogată în colesterol. Tabelul 1 prezintă valorile individuale ale FSR, colesterolul, concentrațiile 7-DHC, raporturile colesterol/(7-DHC + colesterol) și Scorul de severitate la subiecții cu SLOS tratați cu dietă bogată în colesterol și dietă scăzută cu colesterol. În compararea LO cu HI, FSR a fost redus (p Tabelul 1 Rata de sinteză fracțională a colesterolului (FSR) la subiecții cu SLOS tratați cu dietă scăzută de colesterol (n = 3) și dietă cu colesterol ridicat (n = 9)

Compararea HI cu HI + ST. Există tendință spre reducerea (A) rata de sinteză fracțională a colesterolului (FSR), dar nicio modificare înB) concentrațiile de colesterol. Există o scădere semnificativă a (C) concentrațiile plasmatice de 7-dehidrocolesterol (7-DHC); p = 0,01, obținut prin împerechere t Test; ♦, subiectul 6; ▪, subiectul 7; ▴, subiectul 8.

DISCUŢIE

Rezultatele noastre sugerează că o dietă bogată în colesterol reduce întregul corp in vivo sinteza colesterolului la copiii cu SLOS măsurată prin FSR, comparativ cu o dietă scăzută de colesterol. Scăderea se datorează probabil inhibării HMG CoA R, reducând astfel sinteza sterolului (inclusiv colesterolul), precum și, probabil, sinteza 7-DHC și 8-DHC. Mai mult, simvastatina adăugată la dieta bogată în colesterol a scăzut în continuare concentrațiile circulante de 7-DHC. Prin urmare, se sprijină rațiunea luării în considerare a unei diete bogate în colesterol, cu sau fără simvastatină, deoarece terapia potențială este susținută. Persoanele cu SLOS, la care excesul de 7-DHC contribuie probabil la patogeneză, pot beneficia de reducerea precursorilor potențial toxici ai colesterolului: 7-DHC și izomerul său 8-DHC.

Din câte știm, acest studiu este primul care aplică metoda D2O pentru a măsura sinteza colesterolului din D2O în SLOS, o abordare relativ neinvazivă pentru determinarea FSR a colesterolului și prima care măsoară în mod direct efectul simvastatinei asupra sintezei colesterolului în SLOS la om in vivo. Am măsurat anterior sinteza colesterolului întregului corp folosind tehnica de echilibrare a sterolilor la copii SLOS pe o dietă scăzută de colesterol (25). Cu toate acestea, la copiii care consumă o dietă bogată în colesterol, masa mare de colesterol excretat face ca detectarea diferențelor mici între aport și excreție să nu fie de încredere prin această metodă. Rezultatele noastre actuale utilizând o metodologie diferită validează constatările demonstrate în studiul nostru anterior că inhibarea feedback-ului indusă de colesterol din dietă este intactă la subiecții cu SLOS (9).

FSR la copii a fost măsurată anterior prin metoda D2O. Într-adevăr, sa arătat anterior că FSR variază de la 2 la 7%/zi și a fost corelat invers cu aportul de colesterol din dietă la sugarii sănătoși în vârstă de 4 luni, care nu aveau SLOS (26). Este evident că FSR-urile medii din acest studiu sunt mai mici decât cele raportate anterior, dar subiecții din studiul publicat anterior au fost mai tineri. Măsurarea sintezei colesterolului prin echilibrul sterolului a arătat că subiecții cu SLOS (cu vârste cuprinse între 0,5 și 13 ani) au redus sinteza colesterolului comparativ cu controalele sănătoase (cu vârsta cuprinsă între 1 și 5 ani) (25). Studiile viitoare cu subiecți mai apropiați de vârstă vor clarifica dacă există o diferență în sinteza colesterolului între copiii cu SLOS și copiii sănătoși.

În concluzie, concluziile noastre demonstrează, așa cum era de așteptat, în acest sindrom de deficit de colesterol, că sinteza colesterolului la copiii cu SLOS este mai mică decât valorile publicate la sugarii sănătoși normali, deși o comparație directă a FSR la copiii cu vârsta potrivită, folosind aceeași metodologie într-un este necesar un singur studiu. Mai mult, o dietă bogată în colesterol a dus la reducerea dorită a FSR la copiii cu SLOS. O dietă bogată în colesterol cu ​​simvastatină poate fi terapeutică în SLOS, deoarece simvastatina a scăzut 7-DHC în plasmă, fără o scădere aparentă corespunzătoare a colesterolului. Va fi necesară o înțelegere cuprinzătoare a efectelor colesterolului din dietă și statinelor utilizate separat și împreună, la doze diferite și pentru durate diferite, pentru a optimiza viitoarele strategii terapeutice în SLOS pentru a determina eficacitatea. Metoda stabilă a izotopului D2O de determinare a FSR poate fi aplicată la această populație de pacienți și ar trebui să se dovedească neprețuită în determinarea efectelor acestor și a altor terapii în SLOS pentru testarea mecanismelor propuse, precum și pentru monitorizarea siguranței și eficacității.