Background & Aims: The 'high-density lipoprotein (HDL) hypothesis', that therapeutic interventions directed at raising HDL cholesterol might translate into improved cardiovascular outcomes, has been confounded by recent reports from genetic and pharmacological studies. HDL functionality may be more important than cholesterol cargo. HDL cholesterol levels are normal or even high in Type 1 Diabetes (T1DM) but do not seem to protect against atherosclerosis as might be expected; this thesis aims to offer new insight into HDL functionality through examination of these patients. This thesis also aims to improve understanding of the qualitative changes in lipoproteins associated with diabetes and increased cardiovascular morbidity, with emphasis on atherogenic modifications of apolipoprotein B and sphingolipids, and consideration of the relationship between these changes, novel and established biomarkers, and macrovascular and microvascular diabetic complications. Materials & Methods: Patients with Type 1 (n = 91) and Type 2 (n = 40) Diabetes Mellitus and healthy volunteers (n = 104) attended for fasting blood tests, urinalysis, and examination including cardiac computed tomography, carotid doppler studies and assessments of nerve function. In vitro studies of lipoprotein modification used pooled human plasma. Results: Lipoprotein glycation represents an atherogenic modification. In vitro glycation occurs more readily in the presence of physiological concentrations of copper. HDL and copper-selective chelation with triethylenetetramine prevents glycation. Glycated apolipoprotein B, oxidized LDL and small-dense LDL levels were significantly higher in T1DM; HDL cholesterol levels were also significantly higher, but with altered apolipoprotein distribution, and significantly lower cholesterol efflux capacity and PON1 activity than in healthy controls. Significant changes were also observed in cystatin C, advanced glycation end-products, leucine-rich alpha-2-glycoprotein, lipoprotein-associated phospholipase A2, a variety of inflammatory markers, and sphingolipid and ceramide profiles. Discussion: Cardiovascular disease is the leading cause of death and disability in diabetes. Patients with diabetes show qualitative and kinetic lipoprotein abnormalities, and any cardiovascular benefit associated with intensive glucose lowering may be related to effects on lipoprotein metabolism rather than directly through altered glycaemia. The apparently relatively undisturbed lipid profile observed in many patients with diabetes hides major atherogenic changes and altered HDL functionality, which may be at least partially responsible for the persistent increased risk of cardiovascular disease in patients with diabetes. HDL-based therapy remains a largely unfulfilled promise, but there may be a role for copper-selective chelation and more aggressive low-density lipoprotein lowering in the reduction of diabetic complications.

Atherosclerosis, one major cause of morbidity and mortality worldwide, is a complex and multifactorial disease that involves three mainly conditions: chronic inflammation, dyslipidemia and oxidative stress. Although statins are the first-line therapy for LDL cholesterol (LDL-C) lowering, the efficacy of cardiovascular events prevention is limited to 30-40%. This residual risk brought attention to the need of new therapies and clinical targets beyond LDL-C, such as inflammation and oxidative stress. Importantly, suboptimal treatment and/or statin discontinuation due to adverse effects have also been a very challenging clinical problem. Complementary diet therapy can be an effective and safe approach to support pharmacological treatment, especially when drugs alone are insufficient to attenuate risk factors and/or the recommended dose is not well tolerated. The aim of this study was to evaluate the effects of three bioactive components, namely omega-3 fatty acids, plant sterols and polyphenols, on markers of dyslipidemia, inflammation and oxidative stress in patients treated with statins. A randomized, crossover clinical study was carried out, with the participation of 53 subjects. At each intervention period, study participants received a packaged for the functional or control treatment. Functional treatment consisted of fish oil (1.7 g of EPA+DHA/day), chocolate containing plant sterols (2.2 g/day) and green tea (two tea sachets/day). Control treatment consisted of soy oil softgels, regular chocolate and anise tea. After 6 weeks of intervention, functional treatment reduced plasma LDL-C (-13.7% ± 3.7, p=0.002) and C-reactive protein (-35.5% ± 5.9, p=0.027). Plasma triacylglycerol (-15.68% ± 5.94, p=0.02) and MDA (-40.98% ± 6.74, p=0.04) were reduced in subgroups of patients (n=23) with baseline values above the median (93 mg/dL and 2.23 umol/L, respectively). Analysis of lathosterol and campesterol in plasma suggested that intensity of LDL-C reduction was influenced by cholesterol absorption rate rather than its endogenous synthesis. After multivariate analysis, patients identified as \"good responders\" to supplementation (n=10) were recruited for a pilot protocol of statin dose reduction with complementary diet therapy. Responders received the functional treatment for 12 weeks: standard statin therapy was kept during the first 6 weeks and reduced by 50% from weeks 6 to 12. No difference was observed for plasma lipids and inflammation biomarkers, cholesterol efflux capacity or HDL particle number after statin dose reduction when compared to standard therapy. Although limited by the small sample size, our study demonstrates the potential for a new therapeutic approach combining lower statin dose and specific dietary compounds. This may be particularly helpful for the many patients with, and at risk for, CVD who cannot tolerate high-dose statin therapy. / A aterosclerose, uma importante causa mundial de morbidade e mortalidade, é uma doença complexa e multifatorial que envolve três principais condições: inflamação crônica, dislipidemia e estresse oxidativo. Embora as estatinas sejam fármacos de primeira linha para redução de LDL colesterol (LDL-C), sua eficácia na prevenção de eventos cardiovasculares é limitadada a 30-40%. Este risco cardiovascular residual evidencia a necessidade de novas terapias e marcadores clínicos que vão além do LDL-C, como inflamação e estresse oxidativo. Não obstante, tratamento subótimo e/ou interrupção do uso de estatinas devido à ocorrencia de efeitos adversos também é um grave obstáculo na clínica médica. Neste contexto, a terapia dietética complementar representa uma abordagem efetiva e segura para o suporte do tratamento farmacológico, especialmente quando as drogas são insuficientes para atenuar fatores de risco e/ou quando a dose recomendada não é bem tolerada. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito de três compostos bioativos - ácidos graxos ômega 3, fitosteróis e polifenóis - sobre marcadores de inflamação, lipemia e estresse oxidativo em indivíduos tradados com estatinas. Foi realizado um estudo clínico randomizado, de delineamento crossover, com a participação de 53 voluntários. A cada período de intervenção, os participantes receberam um tratamento funcional ou controle. O tratamento funcional foi composto por cápsulas de óleo de peixe (1.7 g/dia de EPA+DHA), chocolate contendo fitosteróis (2.2 g/dia) e chá verde (dois sachês/dia). O tratamento controle foi composto por cápsulas de óleo de soja, chocolate sem adição de fitosteróis e chá de anis. Após 6 semanas de intervenção, o tratamento funcional reduziu a concentração plasmática de LDL-C (-13.7% ± 3.7, p=0.002) e proteína C-reativa (-35.5% ± 5.9, p=0.027). Triglicerídeos (- 15.68% ± 5.94, p=0.02) e malondialdeído (-40.98% ± 6.74, p=0.04) foram reduzidas apenas em subgrupos de indivíduos que apresentavam valores basais acima da mediana (93 mg/dL e 2.23 umol/L, respectivamente). A análise de latosterol e campesterol no plasma sugeriu que a intensidade da redução de LDL-C não foi influenciada pela síntese endógena de colesterol, mas sim pela taxa de absorção. Após análise multivariada dos resultados, pacientes identificados como \"good responders\" à suplementação (n=10) foram recrutados para um estudo piloto de redução da dosagem da estatina, aliado à terapia dietética complementar. Estes pacientes receberam o tratamento funcional por 12 semanas: durante as 6 primeiras semanas mantevese a dosagem de estatina, que em seguida foi reduzida em 50% das semanas 6 a 12. Não foram observadas diferenças para os marcadores plasmáticos de lipídeos, inflamação, capacidade de efluxo de colesterol ou número de partículas de HDL após a redução da dose de estatina, quando comparada à terapia convencional. Embora limitado pelo reduzido número de pacientes, o estudo demonstra o potencial para uma nova abordagem terapêutica, combinando reduzida dose de estatina com específicos compostos bioativos. Esta pode ser uma importante alternativa para muitos pacientes em risco cardiovascular e que são intolerantes à terapia com altas doses de estatina.

Atherosclerosis, one major cause of morbidity and mortality worldwide, is a complex and multifactorial disease that involves three mainly conditions: chronic inflammation, dyslipidemia and oxidative stress. Although statins are the first-line therapy for LDL cholesterol (LDL-C) lowering, the efficacy of cardiovascular events prevention is limited to 30-40%. This residual risk brought attention to the need of new therapies and clinical targets beyond LDL-C, such as inflammation and oxidative stress. Importantly, suboptimal treatment and/or statin discontinuation due to adverse effects have also been a very challenging clinical problem. Complementary diet therapy can be an effective and safe approach to support pharmacological treatment, especially when drugs alone are insufficient to attenuate risk factors and/or the recommended dose is not well tolerated. The aim of this study was to evaluate the effects of three bioactive components, namely omega-3 fatty acids, plant sterols and polyphenols, on markers of dyslipidemia, inflammation and oxidative stress in patients treated with statins. A randomized, crossover clinical study was carried out, with the participation of 53 subjects. At each intervention period, study participants received a packaged for the functional or control treatment. Functional treatment consisted of fish oil (1.7 g of EPA+DHA/day), chocolate containing plant sterols (2.2 g/day) and green tea (two tea sachets/day). Control treatment consisted of soy oil softgels, regular chocolate and anise tea. After 6 weeks of intervention, functional treatment reduced plasma LDL-C (-13.7% ± 3.7, p=0.002) and C-reactive protein (-35.5% ± 5.9, p=0.027). Plasma triacylglycerol (-15.68% ± 5.94, p=0.02) and MDA (-40.98% ± 6.74, p=0.04) were reduced in subgroups of patients (n=23) with baseline values above the median (93 mg/dL and 2.23 umol/L, respectively). Analysis of lathosterol and campesterol in plasma suggested that intensity of LDL-C reduction was influenced by cholesterol absorption rate rather than its endogenous synthesis. After multivariate analysis, patients identified as \"good responders\" to supplementation (n=10) were recruited for a pilot protocol of statin dose reduction with complementary diet therapy. Responders received the functional treatment for 12 weeks: standard statin therapy was kept during the first 6 weeks and reduced by 50% from weeks 6 to 12. No difference was observed for plasma lipids and inflammation biomarkers, cholesterol efflux capacity or HDL particle number after statin dose reduction when compared to standard therapy. Although limited by the small sample size, our study demonstrates the potential for a new therapeutic approach combining lower statin dose and specific dietary compounds. This may be particularly helpful for the many patients with, and at risk for, CVD who cannot tolerate high-dose statin therapy. / A aterosclerose, uma importante causa mundial de morbidade e mortalidade, é uma doença complexa e multifatorial que envolve três principais condições: inflamação crônica, dislipidemia e estresse oxidativo. Embora as estatinas sejam fármacos de primeira linha para redução de LDL colesterol (LDL-C), sua eficácia na prevenção de eventos cardiovasculares é limitadada a 30-40%. Este risco cardiovascular residual evidencia a necessidade de novas terapias e marcadores clínicos que vão além do LDL-C, como inflamação e estresse oxidativo. Não obstante, tratamento subótimo e/ou interrupção do uso de estatinas devido à ocorrencia de efeitos adversos também é um grave obstáculo na clínica médica. Neste contexto, a terapia dietética complementar representa uma abordagem efetiva e segura para o suporte do tratamento farmacológico, especialmente quando as drogas são insuficientes para atenuar fatores de risco e/ou quando a dose recomendada não é bem tolerada. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito de três compostos bioativos - ácidos graxos ômega 3, fitosteróis e polifenóis - sobre marcadores de inflamação, lipemia e estresse oxidativo em indivíduos tradados com estatinas. Foi realizado um estudo clínico randomizado, de delineamento crossover, com a participação de 53 voluntários. A cada período de intervenção, os participantes receberam um tratamento funcional ou controle. O tratamento funcional foi composto por cápsulas de óleo de peixe (1.7 g/dia de EPA+DHA), chocolate contendo fitosteróis (2.2 g/dia) e chá verde (dois sachês/dia). O tratamento controle foi composto por cápsulas de óleo de soja, chocolate sem adição de fitosteróis e chá de anis. Após 6 semanas de intervenção, o tratamento funcional reduziu a concentração plasmática de LDL-C (-13.7% ± 3.7, p=0.002) e proteína C-reativa (-35.5% ± 5.9, p=0.027). Triglicerídeos (- 15.68% ± 5.94, p=0.02) e malondialdeído (-40.98% ± 6.74, p=0.04) foram reduzidas apenas em subgrupos de indivíduos que apresentavam valores basais acima da mediana (93 mg/dL e 2.23 umol/L, respectivamente). A análise de latosterol e campesterol no plasma sugeriu que a intensidade da redução de LDL-C não foi influenciada pela síntese endógena de colesterol, mas sim pela taxa de absorção. Após análise multivariada dos resultados, pacientes identificados como \"good responders\" à suplementação (n=10) foram recrutados para um estudo piloto de redução da dosagem da estatina, aliado à terapia dietética complementar. Estes pacientes receberam o tratamento funcional por 12 semanas: durante as 6 primeiras semanas mantevese a dosagem de estatina, que em seguida foi reduzida em 50% das semanas 6 a 12. Não foram observadas diferenças para os marcadores plasmáticos de lipídeos, inflamação, capacidade de efluxo de colesterol ou número de partículas de HDL após a redução da dose de estatina, quando comparada à terapia convencional. Embora limitado pelo reduzido número de pacientes, o estudo demonstra o potencial para uma nova abordagem terapêutica, combinando reduzida dose de estatina com específicos compostos bioativos. Esta pode ser uma importante alternativa para muitos pacientes em risco cardiovascular e que são intolerantes à terapia com altas doses de estatina.

Introdução: estudos recentes demonstram que o aumento do colesterol na lipoproteína de alta densidade (HDL-C), induzido por medicamentos ou mutações genéticas, não é associado à redução de eventos coronarianos. A lipoproteína de alta densidade (HDL) apresenta aspectos funcionais distintos em relação ao seu papel cardioprotetor. Objetivo: desenvolver um escore de funcionalidade da HDL (EFH) e avaliar a sua associação com algoritmos de predição de risco cardiovascular e aterosclerose subclínica em indivíduos brasileiros. Metodologia: trata-se de um estudo transversal composto por duas etapas. Na 1ª etapa, o EFH preditor de risco cardiovascular (EFH-RCV) foi desenvolvimento e validado a partir de uma subamostra do estudo CARDIONUTRI (n=354). Na 2ª etapa, o EFH preditor de aterosclerose subclínica (EFH-AS) foi desenvolvido e validado com dados de uma subamostra do estudo ELSA-Brasil (n=4549). No estudo CARDIONUTRI foram avaliadas a atividade da paraoxonase 1 (PON1) e da proteína de transferência de ésteres de colesterol (CETP), a concentração da apolipoproteína AI (APOAI), a capacidade antioxidante da HDL (lag time) e as subfrações da HDL pelo método Lipoprint®. O estudo ELSA-Brasil avaliou as subfrações da HDL pelo método Vertical Auto Profile (VAP) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN), e a aterosclerose subclínica por tomografia computadorizada, quantificação da calcificação da artéria coronária (CAC) e calculo do escore da CAC. Resultados: no desenvolvimento do EFH-RCV, a HDL grande apresentou maior força de associação com o risco cardiovascular no modelo múltiplo final (OR = 0,797; p <0,001). O EFH-RCV demonstrou bom desempenho em relação ao escore de risco de Framingham (AUC = 0,899; p <0,001), escore de risco de Reynolds (AUC = 0,722; p <0,001) e Adult Treatment Panel III/2013 (AUC = 0,864; p <0,001). Além disso, apresentou boa reprodutibilidade e correlação com aterosclerose subclínica, quando testado na amostra do estudo ELSA-Brasil, utilizando medidas da HDL grande derivadas do método VAP (AUC = 0,864; p <0,001 e r = 0,252 p <0,001) ou do método de RMN (AUC = 0,876; p <0,001 e r = 0,277; p <0,001). O EFH-AS foi desenvolvido a partir do tamanho da HDL (nm), que apresentou a associação mais forte com aterosclerose subclínica no modelo múltiplo final (OR = 0,549; p <0,001) e demonstrou bom desempenho (AUC = 0,769; p <0,001). Conclusão: o EFH apresentou associações mais fortes com o risco cardiovascular e a aterosclerose subclínica, independente do HDL-C, com destaque para a HDL grande. Os resultados controversos entre as subfrações da HDL e o risco cardiovascular parecem manter relação com as metodologias distintas utilizadas nas análises. Portanto, a validação dos métodos e a inclusão do tamanho da HDL como marcador de risco cardiovascular revela um futuro promissor como adjuvante na estimativa do risco cardiovascular, manejo de medicamentos e tomada de decisões na prática clínica. / Introduction: current studies have not presented association between high density-lipoprotein cholesterol (HDL-C) increase, induced by drugs or genetic mutations, and coronary events reduction. HDL plays different functional cardioprotective role. Objective: to develop a HDL functionality score (HFS) and to assessment its association with predictive cardiovascular risk algorithms and subclinical atherosclerosis outcomes in Brazilian subjects. Methods: cross-sectional study based in two steps. In the first step, the HFS predictor of cardiovascular risk disease (HFS-CVR) was developed and validated on CARDIONUTRI study subsample (n=354). In second step the HFS predictor of subclinical atherosclerosis (HFS-SA) was developed and validated on ELSA-Brasil study subsample (n=4549). CARDIONUTRI study evaluated paraoxonase 1(PON1) and cholesterol ester transfer protein (CETP) activity, apolipoprotein AI (APOAI) concentration, HDL antioxidant capacity, and HDL subfractions by standard Lipoprint® method. ELSA-Brasil study evaluated the size of HDL and subfractions by Vertical Auto Profile (VAP) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) method, and the diagnosis of subclinical atherosclerosis by computed tomography, quantifying coronary artery calcification (CAC) and CAC score. Results: in the development of HFS-CVR, the large HDL presented greater strength of association with cardiovascular risk in the multiple final model (OR = 0.797; p <0.001). The HFS-CVR showed satisfactory performance by Framingham risk score (AUC = 0.899; p <0.001), Reynolds risk score (AUC = 0.722; p <0.001) and Adult Treatment Panel III/2013 guidelines (AUC = 0.864; p <0.001). In addition, HFS-CVR presented satisfactory reproducibility and was associated with subclinical atherosclerosis on ELSA-Brasil sample using large HDL measurements derived from the VAP method (AUC = 0.864; p <0.001 and r = 0,252; p <0,001) or the NMR method (AUC = 0.876; p <0.001 and r = 0.277; p <0,001). HFS-AS was developed from the HDL size (nm), because presented greater association with subclinical atherosclerosis in the final multiple model (OR = 0.549; p <0.001). HFS-AS demonstrated satisfactory performance (AUC = 0.769; p <0.001). Conclusion: the HFS demonstrates strong association with cardiovascular risk and subclinical atherosclerosis, independent of HDL-C, with emphasis on large HDL. Controversial results, between HDL subfractions and cardiovascular irsk seem to maintain a relation with the different methodologies used in analysis. Therefore, the validation of the methods and the inclusion of the HDL size as a cardiovascular risk marker reveal a promising future as an adjunct in the estimation of cardiovascular risk, drug management and decision making in clinical practice.