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Anales del Sistema Sanitario de Navarra

Print version ISSN 1137-6627

Anales Sis San Navarra vol.40 n.1 Pamplona Jan./Apr. 2017

https://dx.doi.org/10.23938/assn.0004 

Artículos Originales

Los pacientes con placas coronarias vulnerables presentan mayores niveles séricos de metaloproteinasa-11

Patients with vulnerable coronary plaques have higher serum metalloproteinase-1 levels

G. Sánchez-Elvira1  , I. Coma-Canella2  , M. Artaiz2  , J. Páramo3  , J. Barba2  , J. Calabuig2 

1Servicio de Cardiología. Complejo Hospitalario de Navarra. Pamplona. Navarra, Spain.

2Departamento de Cardiología. Clínica Universidad de Navarra. Pamplona. Navarra, Spain.

3Departamento de Hematología. Clínica Universidad de Navarra. CIMA. Pamplona. Navarra, Spain.

Resumen

Fundamento.

Las placas ateroscleróticas que producen la mayoría de los síndromes coronarios agudos al romperse son los fibroateromas de cápsula fina, denominados placas vulnerables. Éstas pueden ser detectadas únicamente con técnicas invasivas de imagen intracoronaria. Es preciso encontrar un biomarcador no invasivo que permita identificar a los pacientes con estas placas sin necesidad de cateterismo cardiaco. La metaloproteinasa-1 es una enzima involucrada en el metabolismo de la matriz extracelular que ha sido relacionada con la ruptura de las placas ateroscleróticas. Se desconocen sus niveles séricos en pacientes con placas vulnerables.

Material y métodos.

Se incluyeron pacientes sometidos a cateterismo cardiaco por enfermedad coronaria estable. Se estudiaron las arterias coronarias con tomografía de coherencia óptica para detectar placas vulnerables. Se extrajeron muestras de sangre periférica y del seno coronario para analizar la concentración de metaloproteinasa-1.

Resultados.

Se incluyeron 51 pacientes. Trece tenían al menos un fibroateroma de cápsula fina. No se encontraron diferencias significativas en las características clínicas, perfil lipídico ni proteína C reactiva entre los pacientes con y sin placas vulnerables. Los pacientes con placas vulnerables presentaron concentraciones significativamente mayores de metaloproteinasa-1, tanto en sangre periférica (7330±5541 vs 2894±1783 pg/ml, p=0,025) como en seno coronario (6012±3854 vs 2707±1252 pg/ml, p=0,047).

Conclusiones.

Los pacientes con placas vulnerables presentaron niveles séricos significativamente mayores de metaloproteinasa-1. Se requieren estudios con seguimiento clínico para evaluar el valor pronóstico de la metaloproteinasa-1 sérica.

Palabras clave: Placa vulnerable; Fibroateroma de cápsula fina; Biomarcador; Metaloproteinasa-1; Síndrome coronario agudo

Abstract

Background.

Most acute coronary syndromes are caused by the fracture of a vulnerable atherosclerotic plaque. These plaques are thin cap fibroatheromas, which can only be detected with invasive coronary imaging techniques. It is necessary to find a non-invasive biomarker of these vulnerable plaques in order to identify patients at risk without a coronary angiography. Metalloproteinase-1 is an enzyme involved in extracellular matrix metabolism which has been correlated with the rupture of atherosclerotic plaques. Its serum levels in patients with vulnerable plaques remain unknown.

Methods.

Patients with suspected stable coronary artery disease undergoing coronary angiography in our hospital were included. The coronary arteries were studied with optical coherence tomography to detect vulnerable plaques. Blood samples were taken from a peripheral vein and from the coronary sinus, to assess metalloproteinase-1 levels.

Results.

Fifty-one patients were included, 13 of whom had at least one vulnerable plaque. There were not significant differences in clinical characteristics, lipid profile or C reactive protein levels, between patients with or without vulnerable plaques. Patients with vulnerable plaques had significant higher metalloproteinase-1 levels both in peripheral (7330±5541 vs 2894±1783 pg/ml, p=0.025) and coronary sinus serum (6012±3854 vs 2707±1252 pg/ml, p=0.047).

Conclusions.

Patients with vulnerable plaques had significantly higher metalloproteinase-1 serum levels. Further studies with clinical follow up are needed to assess the prognostic value of serum metalloproteinase-1.

Keywords: Vulnerable plaque; Thin cap fibroatheroma; Biomarker; Metalloproteinase-1; Acute coronary syndrome

INTRODUCCIÓN

La revascularización coronaria precoz y el uso de nuevos fármacos han disminuido la mortalidad y morbilidad de los pacientes con síndrome coronario agudo (SCA). Estos avances se han centrado en el tratamiento rápido e invasivo de los SCA cuando ya han tenido lugar, pero sería mucho más eficaz prevenirlos.

Los factores de riesgo clásicos no son suficientes para distinguir qué pacientes van a presentar un SCA en un futuro próximo 1. De hecho, una proporción importante de los eventos los presentan pacientes con los factores de riesgo controlados, o incluso sin factores de riesgo, por lo que son necesarios mejores marcadores de vulnerabilidad que identifiquen a los pacientes realmente en riesgo.

Los estudios anatomopatológicos han mostrado que la principal lesión culpable de los SCA es la rotura de una placa aterosclerótica coronaria vulnerable. Estas placas se caracterizan por presentar un remodelado positivo, un núcleo lipídico grande con core necrótico significativo (producto de la lisis de macrófagos saturados de grasas) y un infiltrado linfocitario 2. Las placas ateroscleróticas con estas características pero que no están rotas, con una cápsula fibrosa fina (< 65 µm), se denominan fibroateromas de cápsula fina (TCFA) 3)(4 o placas vulnerables. Su presencia es un factor predictivo independiente para presentar un SCA 5.

Los TCFA han sido estudiados in vivo con técnicas de imagen intravascular, como la tomografía de coherencia óptica (OCT), cuya precisión permite medir el grosor de la cápsula fibrosa. Estas técnicas de imagen son invasivas y requieren cateterismo cardiaco. Disponer de un marcador no invasivo de la presencia de TCFA sería de gran utilidad para identificar a pacientes de alto riesgo sin la necesidad de un cateterismo. Estos pacientes podrían beneficiarse de un tratamiento médico más intensivo o incluso de intervencionismo coronario percutáneo (ICP) 6)(7.

Las placas rotas, responsables de los SCA, contienen altos niveles de metaloproteinasas (MMP), que están involucradas en el metabolismo de la matriz extracelular, pueden debilitar la cápsula fibrosa y producir su rotura 8. La metaloproteinasa-1 (MMP-1) tiene como principal sustrato al colágeno tipo I, responsable de la fuerza elástica de los tejidos. Se ha demostrado una gran expresión histológica de MMP-1 en placas ateroscleróticas carotídeas y coronarias, sobre todo en aquellas que estaban rotas 9)(10. También se han correlacionado sus niveles en sangre circulante con la presencia de enfermedad coronaria 11)(12.

El objetivo de este estudio es evaluar los niveles séricos de MMP-1 en pacientes con y sin placas vulnerables, detectadas mediante OCT.

MATERIAL Y MÉTODOS

Se realizó un estudio de casos y controles prospectivo, unicéntrico. Se cumplieron todos los requisitos actualizados de la declaración de Helsinki. El comité ético de la Clínica Universidad de Navarra aprobó el protocolo del estudio y todos los pacientes incluidos dieron su consentimiento informado.

Se incluyeron pacientes con sospecha de enfermedad coronaria estable sometidos a cateterismo cardiaco en la Clínica Universidad de Navarra. Los criterios de exclusión fueron la edad menor de 18 años, la insuficiencia renal mayor que ligera (filtrado glomerular < 50 ml/min) y el SCA.

La técnica de adquisición de imagen intravascular en este estudio ya ha sido publicada previamente 13. Se utilizó un acceso arterial femoral 6 French. Tras la angiografía coronaria se avanzó el catéter de OCT en las 3 arterias coronarias, de forma secuencial. Se obtuvieron las imágenes con la retirada automática del catéter mientras se inyectaba contraste yodado en la coronaria para evitar la interferencia de la sangre. El análisis de la OCT fue realizado de forma separada por dos cardiólogos intervencionistas, de acuerdo a criterios establecidos 14. Las placas ateroscleróticas con una señal de OCT hipointensa, con bordes mal definidos, fue diagnóstica de núcleo lipídico. Cuando éste estaba presente en > 2 cuadrantes de la imagen axial de la placa, ésta se definió como placa lipídica. La cápsula fibrosa se identificó como una señal intensa y homogénea cubriendo el contenido lipídico, separándolo de la luz del vaso 15)(16. Su grosor se midió 3 veces en cada corte axial y se tomó la media. El TCFA se definió como una placa lipídica con una cápsula fibrosa < 65 µm en su parte más fina (Figura 1).

Figura 1 Una placa vulnerable: placa lipídica que ocupa más de 2 cuadrantes, con una cápsula fibrosa menor de 65 µm. 

Las muestras de sangre periférica de los pacientes se extrajeron en la sala de hemodinámica inmediatamente antes del cateterismo cardiaco. Al finalizar el estudio coronario y tras ICP en los pacientes que lo requirieron, se cateterizó desde un acceso venoso femoral el seno coronario con un catéter Cournand, extrayendo así las muestras de sangre del retorno venoso coronario. No hubo complicaciones de acceso vascular ni nefropatías por contraste en ninguno de los pacientes.

Los niveles séricos de MMP-1 se midieron en ambos tipos de muestra con un kit comercial de inmunoensayo ligado a enzimas (ELISA) (Millipore’s MILLIPLEXTM Human MMP Panel 2; Millipore Corp, Missouri, USA). El kit tiene un coeficiente de variación intraensayo del 2,6% e inter-ensayo del 8,4%.

Análisis estadístico

Las variables continuas se expresaron como media ± desviación estándar. Las variables categóricas como número y porcentaje. Se comprobó la normalidad de la distribución de las variables con el test de Shapiro-Wilk. Las comparaciones se realizaron con el test de Chi cuadrado o la t de Student según la variable. Las variables no paramétricas se analizaron con el test exacto de Fisher o el de Wilcoxon-Mann-Whitney. Todos los valores de p fueron bilaterales, con una significación estadística fijada en <0,05. El análisis estadístico se realizó con el programa SPSS 20.0 (SPSS, Inc).

RESULTADOS

Se incluyeron en el estudio un total de 51 pacientes. Se excluyeron posteriormente del análisis 6 pacientes por un problema técnico con el archivo del estudio de OCT (n=1), por mala conservación de la muestra de sangre (n=1) y por estudio incompleto por alta complejidad del ICP a realizar (n=4). Se estudiaron un total de 93 arterias (2,06 ± 0,72 vasos por paciente). Se estudiaron las tres arterias coronarias en 13 pacientes (28,9% de los pacientes), dos arterias en 22 pacientes (48,9%) y solo una arteria en 10 pacientes (22,2%). Las razones por las que no se estudiaron todas las arterias fueron: a) 32 arterias eran angiográficamente normales (sin placas visibles por angiografía); b) 6 arterias eran demasiado finas para el paso del catéter de OCT; c) 4 arterias eran de un calibre demasiado grande para el alcance de la OCT.

Se identificaron 128 placas ateroscleróticas (2,84 placas/paciente). Catorce placas cumplían criterios de TCFA (10,9% del total de placas). Trece pacientes presentaban al menos un TCFA (28,9% de los pacientes). Un paciente tenía dos TCFA. Los TCFA estaban localizados en diferentes segmentos de las tres arterias coronarias, sin una tendencia significativa por ninguno de ellos. La media del grosor de la cápsula fibrosa en los TCFA fue de 51,6 ± 8 μm.

No hubo diferencias en las características clínicas y parámetros bioquímicos de los pacientes con y sin TCFA, que se resumen en la Tabla 1 y Tabla 2 respectivamente. El uso de estatinas, betabloqueantes, antagonistas de la enzima convertidora de angiotensina o antagonistas de los receptores tipo 1 de la angiotensina II en el momento de la inclusión fue de aproximadamente el 50% para cada uno de los fármacos, sin diferencias entre los dos grupos.

Tabla 1 Características clínicas 

Valores presentados como media ± desviación estándar o número (porcentaje).

TCFA: fibroateroma de cápsula fina; EAC: enfermedad arterial coronaria; IECA: inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina; ARAII: antagonista de los receptores de la angiotensina; SCA: síndrome coronario agudo.

Tabla 2 Parámetros bioquímicos 

Valores presentados como media ± desviación estándar.

TCFA: fibroateroma de cápsula fina; LDL: lipoproteína de baja densidad; HDL: lipoproteína de alta densidad; PCR: proteína C reactiva.

Los pacientes con TCFA presentaron una concentración sérica mayor de MMP-1 que los pacientes sin TCFA, tanto en sangre periférica (7.330±5.541 vs 2.894±1.783 pg/ml, p=0,025) como en sangre del seno coronario (6.012±3.854 vs 2.707±1.252 pg/ml, p=0,047) (Figura 2 y Figura 3).

Figura 2 Comparación de los niveles séricos de metaloproteinasa-1 en sangre periférica. 

Figura 3 Comparación de los niveles séricos de metaloproteinasa-1 en sangre del seno coronario. 

DISCUSIÓN

Este es el primer estudio que evalúa los niveles séricos de MMP-1 en pacientes con placas coronarias vulnerables.

En el estudio se incluyeron pacientes con enfermedad coronaria estable. Se han realizado varios estudios de imagen intracoronaria para detectar placas vulnerables en pacientes con SCA, pero los marcadores que detectemos en un SCA serán marcadores diagnósticos de SCA, no marcadores de paciente en riesgo. Un biomarcador útil para prevenir los SCA debe poder detectarse en sangre cuando no hay placas rotas, por lo que el estudio de posibles biomarcadores tiene que realizarse en pacientes estables.

Los TCFA son considerados la forma más habitual de placa vulnerable, cuya ruptura causa los SCA 2)(3)(4. Se han estudiado con diferentes técnicas de imagen intracoronaria, como el ultrasonido intravascular (IVUS), la histología virtual (HV) y la tomografía de coherencia óptica (OCT) 13)(14)(15)(16)(17. En el estudio PROSPECT se identificaron TCFA con IVUS e HV (que mejora la sensibilidad del IVUS para detectar núcleos lipídicos 18. En el seguimiento de los pacientes no hubo más SCA en los que tenían TCFA 19. Estos resultados se explican por la falta de sensibilidad y especificidad del IVUS y la HV para identificar placas realmente vulnerables, porque no pueden diferenciar entre fibroateromas con cápsula gruesa o fina 20. Además, se ha puesto en entredicho la capacidad de la HV para detectar el core necrótico 21. La gran precisión de la OCT para medir el grosor de la cápsula fibrosa la convierten en la mejor técnica de imagen intravascular para detectar placas vulnerables 22)(23.

Estas técnicas de imagen son invasivas, con el riesgo potencial y el coste que implica. Un biomarcador plasmático que identificara a pacientes con TCFA permitiría un cribado poblacional con la extracción de una muestra de sangre.

Entre los posibles candidatos a biomarcadores de riesgo coronario están las MMP. Son proteasas involucradas en el metabolismo de la matriz extracelular y han sido relacionadas con el adelgazamiento progresivo y rotura de las cápsulas fibrosas de los TCFA 24)(25)(26.

Otros grupos y el nuestro, han objetivado niveles aumentados de MMP-1 tanto in vitro como in vivo como marcador de aterosclerosis 27)(28)(29. En placas carotídeas la expresión histológica de MMP-1 es mayor en los bordes de los núcleos lipídicos, junto a la cápsula fibrosa, que es donde normalmente se rompen las placas 9. También se ha descrito una fuerte correlación entre el porcentaje de núcleo lipídico ocupado por hemorragia y el porcentaje del perímetro del núcleo lipídico positivo para MMP-1 9. Morgan y col demostraron mayor expresión genética de MMP-1 en placas con cápsula fina 30. Guo y col describieron mayor concentración de MMP-1 en el tejido de placas rotas frente a las no rotas 10. Todos estos estudios encontraron asociación entre la presencia de aterosclerosis, placas rotas o con cápsula adelgazada, con los niveles de MMP-1, pero a nivel histológico. También se ha descrito que algunos haplotipos de MMP-1 se asocian a mayor incidencia de SCA 31.

Se ha encontrado una buena correlación entre niveles altos de MMP-1 en sangre periférica y la presencia de enfermedad coronaria 11)(12. Estos estudios correlacionaron MMP-1 sérica con la presencia de lesiones coronarias, pero no específicamente con TCFA.

En el presente estudio se ha evaluado la correlación entre los niveles de MMP-1 en plasma y la presencia de TCFA. La invasividad del estudio, que incluyó la OCT de las 3 arterias coronarias y la extracción de sangre del seno coronario, limita el número de pacientes incluidos. El haber encontrado diferencias significativas en la concentración de MMP-1 en una muestra limitada de pacientes resulta muy prometedor. Los resultados muestran una importante dispersión en el grupo de pacientes con placas vulnerables, por el hecho de ser un grupo con menos individuos. No hubo diferencias significativas en las características clínicas ni bioquímicas basales entre los pacientes con o sin TCFA que pudieran explicar estas diferencias.

Se midieron los niveles de MMP-1 en sangre del seno coronario, que es el retorno venoso de las coronarias. En caso de haber un origen extracardiaco de MMP-1 se habría podido detectar la presencia de un gradiente significativo, con mayores niveles en sangre periférica. Tampoco se encontraron mayores niveles en el seno coronario respecto a sangre periférica. Esto puede ser debido al número limitado de sujetos incluidos, que no haya permitido encontrar un gradiente estadísticamente significativo o a que la degradación de la MMP-1 en sangre no sea suficientemente rápida como para generar dicho gradiente, igualándose las concentraciones en todos los territorios vasculares.

En conclusión, los niveles séricos de MMP-1 tanto de sangre periférica como del seno coronario fueron significativamente mayores en los pacientes con TCFA. Esto sugiere que la MMP-1 podría ser un biomarcador que identifique pacientes con mayor riesgo de presentar un SCA. Se requieren más estudios con seguimiento clínico para confirmar el valor predictivo de los niveles altos de MMP-1 en sangre periférica.

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1Este trabajo se financió parcialmente con una beca del Departamento de Salud, Gobierno de Navarra (ref 15/2008) y del Plan de Investigación de la Universidad de Navarra (PIUNA).

Received: July 29, 2016; Revised: December 13, 2016; Accepted: February 16, 2017

Correspondencia: Guillermo Sánchez-Elvira Servicio de Cardiología Complejo Hospitalario de Navarra, ,Irunlarrea, 3. 31008 Pamplona. Email: sanchez-elvira@hotmail.com

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