Tracking low-density lipoprotein entry and retention in murine atherosclerotic plaque

• Autores: Rocío Ana Muñiz Anquela
• Directores de la Tesis: Jacob Fog Bentzon (dir. tes.), Laura Carramolino Fitera (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 222
• Títulos paralelos:
  • Seguimiento de la entrada y retención de lipoproteínas de baja densidad en la placa aterosclerótica murina
• Tribunal Calificador de la Tesis: Vicente Andrés García (presid.), José Luis Martín Ventura (secret.), Tony Jackson (voc.), Nerea Méndez Barbero (voc.), Cristina Micaela Ramírez Hidalgo (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Patología
      • Arterioesclerosis
  • Ciencias económicas
    • Economía sectorial
      • Sanidad
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    Objetivo. Concentraciones altas de lipoproteínas de baja densidad (LDL) impulsan la progresión de la aterosclerosis. Sin embargo, algunos de los mecanismos por los cuales el LDL entra y se retiene en la placa de aterosclerosis aún se desconocen. En la presente tesis, para explorar la entrada de LDL, se evaluó la función de las caveolas endoteliales (objetivo I). En cuanto a la retención de LDL, mediante proteómica se revelaron las interacciones del LDL con proteínas por proximidad (objetivo II). Enfoque. Para el objetivo I, se indujo el silenciamiento condicional de caveolina-1 (Cav1) en el endotelio en un modelo de ratón con aterosclerosis (inducido por rAAV-PCSK9 y dieta alta en colesterol). En estos ratones se inyectó LDL marcado con fluorescencia para estudiar su entrada y retención en la placa. Se analizaron secciones de raíces aorticas para determinar el tamaño y la composición de la placa. Para el objetivo II, se estudió la retención de LDL en diferentes tiempos mediante microscopía confocal en ratones hembra con aterosclerosis (Ldlr-/-). Además, se realizó un análisis proteómico de las proteínas de la placa que interaccionan con el LDL a diferentes tiempos adaptando la técnica Selective Proteomic Proximity Labelling Assay Using Tyramide (SPPLAT). Resultados y conclusiones. En el objetivo I, validamos el silenciamiento condicional de Cav1 en el endotelio y observamos una reducción de la entrada de LDL exógeno, aunque insuficiente para influir en su retención en la placa, en la acumulación de lípidos endógenos en la arteria o en la progresión del tamaño de la lesión. En cuanto a la composición de la placa, en machos observamos una reducción del depósito de fibronectina, y en hembras hubo un aumento de la actina α2 en las placas. Estos resultados revelan la necesidad de un estudio más exhaustivo de los mecanismos alternativos de entrada de LDL que pueden eludir las caveolas en casos de aterosclerosis avanzada. En el objetivo II, se ha descrito la difusión lenta del LDL a través de la matriz de la placa murina. También se ha validado SPPLAT como técnica para desvelar las interacciones del LDL en la pared arterial murina con proteínas como lumican y decorina. Estos resultados, junto con la descripción del movimiento de las lipoproteínas, llevan a la conclusión de que el atrapamiento físico en los poros de la matriz extracelular es clave para la retención de LDL

  • English

    Objective. High concentrations of low-density lipoproteins (LDLs) drive atherosclerosis progression. Yet, the mechanisms by which LDLs are taken up and retained in atherosclerotic plaque are incompletely understood. To explore LDL entry, the function of endothelial caveolae was tested (objective I). To study LDL retention, a proximity-labelling proteomic approach to unravel protein-protein interactions with LDL within the atherosclerotic plaque was established (objective II). Approach. For objective I, a conditional knockout of endothelial caveolin-1 (Cav1) in a mouse model of atherosclerosis (rAAV-PCSK9-induced and high cholesterol diet) was used. Once atherosclerotic lesions were fully developed, the conditional knockout of Cav1 in the endothelium was induced. At the endpoint, mice were injected with fluorescently labelled LDL to study its entry and retention in the plaque. Aortic sections were analysed for plaque size and composition. For objective II, atherosclerosis was induced in female Ldlr-/- mice with high cholesterol diet. LDL retention was assessed at different time points by confocal microscopy of aortic root plaques. In addition, proteomic analysis of LDL interactors was performed and validated at different time points by adapting the Selective Proteomic Proximity Labelling Assay Using Tyramide (SPPLAT) technique. Results and conclusions. For objective I, the conditional knockout of endothelial Cav1 was validated. Exogenous LDL entry was reduced, but not enough to influence on LDL retention, endogenous lipid accumulation in the artery or plaque size. Regarding plaque composition, we observed a reduction in fibronectin deposition in males and an increase in smooth muscle α-actin in females. These findings open several questions for further research, including alternative LDL entry mechanisms that could circumvent caveolae in established atherosclerosis. For objective II, the slow pace of LDL through the murine plaque matrix was described. Furthermore, we adapted, optimized, and validated SPPLAT to unravel LDL interactions in the murine arterial wall in vivo, revealing lumican and decorin as the main proteins in the vicinity of incoming LDLs. These findings together with the description of LDL movement and the size dependency of lipoproteins through the plaque lead to the conclusion that the physical entrapment in extracellular matrix pores is important for LDL retention