Functionality of HDL particles: Heterogeneity and relationships to cardiovascular disease

SummaryEpidemiological studies have firmly identified low plasma levels of high-density lipoprotein-cholesterol (HDL-C) as a strong and independent risk factor for coronary heart disease. Cardioprotective effects of HDL particles have been attributed to several mechanisms, which primarily reflect their capacity to efflux cellular cholesterol, resulting in the transport of cholesterol from peripheral tissues to the liver in the process of reverse cholesterol transport. Moreover, HDL equally displays antioxidative, anti-inflammatory, cytoprotective, vasodilatory, antithrombotic and anti-infectious properties, all of which are capable of contributing to HDL-mediated atheroprotection. It is essential to recognize that the plasma HDL fraction is structurally and functionally diverse and consists of multiple, highly dynamic subpopulations of particles which differ in biological activities. Evaluation of both HDL particle profile and functional heterogeneity are therefore essential to adequately assess antiatherogenic properties of HDL. This review summarizes current knowledge about the metabolism, structure and composition of HDL subpopulations isolated by different experimental approaches, focussing on multiple biological activities of HDL

D25V apolipoprotein C-III variant causes dominant hereditary systemic amyloidosis and confers cardiovascular protective lipoprotein profile

Apolipoprotein C-III deficiency provides cardiovascular protection, but apolipoprotein C-III is not known to be associated with human amyloidosis. Here we report a form of amyloidosis characterized by renal insufficiency caused by a new apolipoprotein C-III variant, D25V. Despite their uremic state, the D25V-carriers exhibit low triglyceride (TG) and apolipoprotein C-III levels, and low very-low-density lipoprotein (VLDL)/high high-density lipoprotein (HDL) profile. Amyloid fibrils comprise the D25V-variant only, showing that wild-type apolipoprotein C-III does not contribute to amyloid deposition in vivo. The mutation profoundly impacts helical structure stability of D25V-variant, which is remarkably fibrillogenic under physiological conditions in vitro producing typical amyloid fibrils in its lipid-free form. D25V apolipoprotein C-III is a new human amyloidogenic protein and the first conferring cardioprotection even in the unfavourable context of renal failure, extending the evidence for an important cardiovascular protective role of apolipoprotein C-III deficiency. Thus, fibrate therapy, which reduces hepatic APOC3 transcription, may delay amyloid deposition in affected patients

BacHBerry: BACterial Hosts for production of Bioactive phenolics from bERRY fruits

BACterial Hosts for production of Bioactive phenolics from bERRY fruits (BacHBerry) was a 3-year project funded by the Seventh Framework Programme (FP7) of the European Union that ran between November 2013 and October 2016. The overall aim of the project was to establish a sustainable and economically-feasible strategy for the production of novel high-value phenolic compounds isolated from berry fruits using bacterial platforms. The project aimed at covering all stages of the discovery and pre-commercialization process, including berry collection, screening and characterization of their bioactive components, identification and functional characterization of the corresponding biosynthetic pathways, and construction of Gram-positive bacterial cell factories producing phenolic compounds. Further activities included optimization of polyphenol extraction methods from bacterial cultures, scale-up of production by fermentation up to pilot scale, as well as societal and economic analyses of the processes. This review article summarizes some of the key findings obtained throughout the duration of the project

Etude radiolytique du trans-resvératrol et d'un dérivé hydroxylé, le picéatannol (action des espèces réactives de l'oxygène en solution aqueuse et dans différents modèles lipidiques)

Le resvératrol (3,5,4 -trihydroxystilbène) est une molécule d intérêt majeur depuis de nombreuses années de par sa contribution au French Paradox qui correspond à une faible prévalence des maladies cardio-vasculaires dans les populations du Sud de la France, malgré un régime riche en acides gras insaturés et en cholestérol. Le resvératrol se présente sous deux formes isomères, trans- et cis-, qui présentent des activités physico-chimiques et biologiques différentes. La forme trans- semble être plus efficace en termes d activité. Il a été montré que le trans-resvératrol était un bon piégeur des radicaux hydroxyles produits par la réaction de Fenton, mais il est difficile de faire la part de l activité chélatrice et de l activité piégeur d espèces réactives de l oxygène (ERO). En outre, il semble être aussi capable de réagir avec des radicaux peroxyles intervenant dans la peroxydation lipidique. Dans la perspective de trouver des molécules possédant des capacités antioxydantes accrues, nous nous sommes également intéressés à l un de ses dérivés, le picéatannol (trans-3,5,3 ,4 -tétrahydroxystilbène). La première partie du travail a consisté à développer une méthode reposant sur la spectrophotométrie UV-visible nous permettant de déterminer le rapport trans-/cis-resvératrol en solution aqueuse. Nous avons ainsi proposé des formules mathématiques en vue de calculer ce rapport ce qui nous a permis pour nos études ultérieures de nousassurer que seul le trans-resvératrol, notre molécule d étude, était présent en solution aqueuse. La suite du travail a permis d étudier les propriétés antioxydantes du trans-resvératrol et du picéatannol, in vitro, vis-à-vis des radicaux HO·, O2·- et RO2· qui caractérisent les phénomènes de stress oxydant. Pour mener à bien ces travaux, nous avons utilisé la méthode de la radiolyse g (de l eau ou de l éthanol) qui permet de produire sélectivement et quantitativement ces espèces radicalaires. La seconde partie de notre travail a ainsi été consacrée à l étude des radicaux HO· et/ou O2·- sur le trans-resvératrol. Si la réactivité des radicaux hydroxyles (HO·) s est avérée être importante, il n en a pas été de même de celle des radicaux superoxydes (O2·-) qui est restée faible. Dans le cas des radicaux HO·, nous avons identifié et caractérisé les produits formés, par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse (CLHP/SM). C est ainsi que nous avons montré que le produit d oxydation majoritaire du trans-resvératrol est l acide 3,5-dihydroxybenzoïque, et que se forment en moindre quantité le picéatannol, le 3,5-dihydroxybenzaldéhyde, et le 4-hydroxybenzaldéhyde. Les mécanismes réactionnels correspondants ont été discutés. Le picéatannol semble présenter une réactivité similaire à celle du trans-resvératrol vis-à-vis des radicaux HO·/O2·-. La troisième partie de notre travail porte sur l étude des radicaux peroxyles (RO2·) issus de différents systèmes modèles : radiolyse de l éthanol, peroxydation de l acide linoléique en milieu micellaire et peroxydation de lipoprotéines de faible densité humaines (LDL). Nous avons montré que dans le système des micelles d acide linoléique et dans celui des LDL, le picéatannol est un meilleur protecteur vis-à-vis de la peroxydation lipidique que ne l est le trans-resvératrol, probablement en relation avec la présence d un groupement hydroxyle supplémentaire comparativement au resvératrol. L interprétation des résultats fait appel à des réactions en compétition impliquant les radicaux peroxyles.PARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

Small, dense high-density lipoprotein-3 particles are enriched in negatively charged phospholipids: relevance to cellular cholesterol efflux, antioxidative, antithrombotic, anti-inflammatory, and antiapoptotic functionalities.

International audienceOBJECTIVE: High-density lipoprotein (HDL) displays multiple atheroprotective activities and is highly heterogeneous in structure, composition, and function; the molecular determinants of atheroprotective functions of HDL are incompletely understood. Because phospholipids represent a major bioactive lipid component of HDL, we characterized the phosphosphingolipidome of major normolipidemic HDL subpopulations and related it to HDL functionality. APPROACH AND RESULTS: Using an original liquid chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry methodology for phospholipid and sphingolipid profiling, 162 individual molecular lipid species were quantified across the 9 lipid subclasses, in the order of decreasing abundance, phosphatidylcholine>sphingomyelin>lysophosphatidylcholine>phosphatidylethanolamine>phosphatidylinositol>ceramide>phosphatidylserine>phosphatidylglycerol>phosphatidic acid. When data were expressed relative to total lipid, the contents of lysophosphatidylcholine and of negatively charged phosphatidylserine and phosphatidic acid increased progressively with increase in hydrated density of HDL, whereas the proportions of sphingomyelin and ceramide decreased. Key biological activities of HDL subpopulations, notably cholesterol efflux capacity from human THP-1 macrophages, antioxidative activity toward low-density lipoprotein oxidation, antithrombotic activity in human platelets, cell-free anti-inflammatory activity, and antiapoptotic activity in endothelial cells, were predominantly associated with small, dense, protein-rich HDL3. The biological activities of HDL particles were strongly intercorrelated, exhibiting significant correlations with multiple components of the HDL phosphosphingolipidome. Specifically, the content of phosphatidylserine revealed positive correlations with all metrics of HDL functionality, reflecting enrichment of phosphatidylserine in small, dense HDL3. CONCLUSIONS: Our structure-function analysis thereby reveals that the HDL lipidome may strongly affect atheroprotective functionality