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Introduzione: Il Burden crescente delle complicazioni vascolari diabetiche

I disturbi neurologici primitivi sono spesso causa di disturbi endotelici, che si verificano in modo indeterminato, e che si verificano in una fase di analisi dei disturbi neurologici, come l'iperglicemia, la funzione di definizione del diabete, l'inversione di una complessa cascata di disturbi metabolici, infiammatori e e emodinamici che danneggiano progressivamente l'endotelio, il singolo rivestimento vacunale dei vasi sanguigni.

L'endotelio nella malattia vascolare diabetica

Funzione endoteliale normale e omeostasi

Il sano endotelio è molto più di una barriera passiva. Regola attivamente il tono vascolare, la trombosi, l'infiammazione e la permeabilità. Le cellule endoteliali rilasciano l'ossido nitrico (NO) e la prostaciclina per mantenere la vasodilatazione, prevenire l'aggregazione piastrinica, inibire l'aderenza del leucocito e sopprimere la proliferazione muscolare liscia.

Iperglicemia-Indotto Endoteliale Lesioni: Meccanismi chiave

L'esposizione cronica ai livelli elevati di glucosio danneggia le cellule endoteliali attraverso diversi percorsi interconnessi:

  • Aumentata stress ossidativo:[] L'iperglicemia spinge la sovrapproduzione di specie di ossigeno reattivo mitocondriale (ROS). ROS inattiva NO, promuove la perossidazione lipidica e attiva fattori di trascrizione pro-infiammatori come NF-κB.
  • Formazione di prodotti finali di glicazione avanzata (AGEs): La glicazione non enzimatica delle proteine, dei lipidi e degli acidi nucleici produce AGE, che si legano ai recettori (RAGE) sulle cellule endoteliali, innescando stress ossidativo, infiammazione e apoptosi.
  • Attivazione del percorso polioli:[] Il glucosio in eccesso viene convertito in sorbitolo, impoverendo NADPH e glutatione, riducendo così la capacità antiossidante.
  • L'attivazione della chinasi proteica C (PKC): L'iperglicemia aumenta il diacylglycerol, che attiva gli isoformi PKC. La PKC danneggia la produzione NO, aumenta la permeabilità endotelica e promuove l'espressione di molecole pro-coagulanti e pro-infiammatori.

Questi insulti interrompono collettivamente NO segnalazione, propro-trombotica e pro-infiammatoria stato, e accelerano l'apoptosi e il distacco delle cellule endoteliali. Il risultato è una prona disfunzionale, endotelio trapelato a aterosclerosi, trombosi e occlusione microvascolare.

Misurazione di danno endoteliale: il concetto di cella endoteliale circolante

Quando le cellule endoteliali sono ferite, si staccano dalla membrana del seminterrato e entrano nel flusso sanguigno. Queste cellule distaccate sono indicati come cellule endoteliali circolanti (CCE). In individui sani, i conti della CCE sono estremamente bassi—tipicamente meno di 20 cellule per milliletro di sangue, con la maggior parte degli studi che segnalano <10 cellule/mL.

Celle endoteliali circolanti come Biomarcatori del danno vascolare diabetico

Origine, identificazione e fenotipazione

I CEC sono cellule endoteliche mature e differenziate, che hanno perso dal rivestimento intimo. Possono essere identificati con la loro espressione di marcatori endoteliali specifici come CD146 (Mel‐CAM), CD31 (PECAM‐1), von Willebrand factor (vWF), e CD105 (endoglin), insieme all'assenza del marcatore ematopoietico CD45.

Prove cliniche: Elevato CCE in diabete

Un crescente numero di prove dimostra che i pazienti con diabete di tipo 1 e di tipo 2 hanno un numero significativamente maggiore di CCE rispetto ai controlli di età. Uno studio di riferimento di McClung et al. (2008) ha scoperto che i livelli di CCE erano tre-quattro volte più alti nei pazienti diabetici e correlati positivamente con HbA1c e con microalbuminuria, un primo marcatore di nefropatia.

CCE e complicazioni macrovascolari

Nei pazienti con diabete e malattie coronariche stabilite, i conti CEC sono ulteriormente elevati rispetto ai pazienti diabetici senza malattia coronarica. I numeri CEC correlati con l'estensione dell'aterosclerosi coronarica valutata dall'angiografia coronarica o dal punteggio di calcio CT.

CCE e Complicazioni microvascolari

La malattia microvascolare è un segno distintivo del diabete, e le CCE sono state studiate in tutti gli organi principali di destinazione:

  • Retinopatia:[ I numeri CEC aumentano con la fase della retinopatia, da lieve retinopatia non proliferativa a proliferativa diabetica.
  • Nefropatia:[] Elevato CEC conta correlato con il rapporto albumina-creatinina urinaria e con la prova istologica di lesioni endoteliali glomerari, predicono anche progressione dell'albuminuria e declino della funzione renale.
  • Neuropathy:[] La disfunzione endoteliale del vasa nervorum contribuisce all'ischemia nervosa. Gli studi mostrano maggiori conteggi della CEC nei pazienti con neuropatia diabetica sintomatica rispetto a quelli senza, e i livelli della CEC correlati con i punteggi di gravità della neuropatia.

Queste associazioni sostengono i CEC come unificante marcatore di danni microvascolari attraverso diversi sistemi di organi, potenzialmente consentendo un singolo esame del sangue per valutare il peso totale microvascolare.

Altri biomarcatori endoteliali-derivati: Microparticelle e Celle Progenitori

Microparticelle endoteliali (EMP)

Le microparticelle endoteliali sono piccole (0,1 μm) vesciche a membrana rilasciate dalle cellule endoteliali che subiscono l'attivazione, le lesioni o l'apoptosi.

Celle progenitori endoteliali circolanti (EPC)

Le cellule del progenitore endoteliale sono cellule di derivazione ossea che migrano ai siti di lesioni vascolari e contribuiscono alla riparazione endoteliale.Esprimere marcatori caratteristici come CD34, KDR (VEGFR‐2) e CD133. Nel diabete, sia il numero che la capacità funzionale di EPC sono ridotti, riflettendo la riparazione vascolare compromessa.

Significato clinico e applicazioni pratiche

Stratificazione del rischio

La misurazione dei CCE e dei relativi biomarcatori può identificare i pazienti diabetici al più alto rischio di eventi vascolari, anche quando i fattori di rischio tradizionali appaiono ben controllati. Ad esempio, un paziente con HbA1c del 7,5% ma notevolmente elevati CCE può meritare una gestione più aggressiva del glucosio, l'iniziazione precedente della terapia antipiadi calcolo, o la screening precedente per la retinopatia e la nefropatia.

Risposta al trattamento di monitoraggio

I risultati endoteliali possono essere reversibili con un controllo glicemico migliorato, cambiamenti di stile di vita e interventi farmacologici. Diversi studi hanno dimostrato che i livelli di CEC e EMP diminuiscono dopo il trattamento con insulina, metformina, o agenti più recenti come gli inibitori SGLT2 e gli agonisti del recettore GLP‐1.

Predivisione degli eventi cardiovascolari

I dati prospettivi supportano la capacità dei CCE di prevedere gli eventi cardiovascolari futuri sia nelle popolazioni diabetiche che non diabetiche. Una meta-analisi di 10 studi che coinvolgono oltre 2.500 pazienti ha scoperto che i CCE elevati sono stati associati a un rischio aumentato di 2,5 volte di gravi eventi cardiovascolari avversi (MACE).

Tecniche di misura e sfide

Citometria di flusso

I pannelli di analisi dei dati sono i seguenti:

Separazione immunomagnetica

Questa tecnica utilizza perle magnetiche rivestite con anticorpi anti-CD146 o anti-CD34 per catturare CCE da sangue intero. Le cellule catturate sono poi macchiate con anticorpi fluorescenti specifici endoteliali e contati manualmente o con microscopia automatizzata. Il sistema di separazione immunomagnetica produce elevata purezza e consente una valutazione morfologica dettagliata, ma è resistente al lavoro, richiede apparecchiature specifiche e è meno adatto per i laboratori ad alta precisione.

Approcci molecolari e omici

Le tecniche emergenti si concentrano sulla misurazione dei trascritti del RNA specifico CEC, dei microRNA o dei modelli di metilazione del DNA rilasciati nella circolazione. Ad esempio, microRNA specifici endoteliali come miR‐126, miR‐92a e miR‐222 sono arricchiti in CEC e EMP e possono fornire informazioni sullo stato funzionale delle cellule distaccate.

Standardizzazione e Gamma di riferimento

La CCE conta con l'età (più alta negli adulti più anziani), il sesso, l'esercizio recente (aumento transitorio), e anche il ritmo circadiano. In individui sani, la maggior parte dei laboratori segnalano una gamma normale di 0-10 celle/mL, ma alcuni citano fino a 20 celle/mL. Senza il consenso tagli-off, interpretare i risultati individuali è difficile.

Le direzioni future

Integrazione con altri biomarcatori e apprendimento automatico

I modelli di supporto elettronico per la salute dei pazienti, i dati clinici, la pressione sanguigna, il profilo dei lipidi e i biomarcatori dell'infiammazione (Hs‐CRP) potrebbero essere utilizzati per l'apprendimento delle situazioni di rischio.

Dispositivi di misura

I citometri a flusso miniaturizzati, i chip microfluidici e i dispositivi di conteggio cellulare basati sull'immagine che possono contare e caratterizzare i CEC sul lato letto sono in sviluppo attivo. Ad esempio, un dispositivo portatile che utilizza la messa a fuoco acustica delle cellule e il rilevamento della fluorescenza indotta dal laser potrebbe riportare i conti CEC a pochi minuti da una singola goccia di sangue.

DNA cellulare privo di origine endoteliale

Un'altra area emergente è la misura del DNA senza cellule (cfDNA) derivato dalle cellule endoteliali. Durante l'apoptosi o la necrosi, le cellule endoteliali rilasciano frammenti del DNA nella circolazione. La reazione della catena della polimerizzazione specifica della metilazione può quantificare i frammenti con i modelli di metilazione endoteliali specifici (ad esempio, nel CDH5[FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF]]

Cura vascolare personalizzata

In definitiva, i biomarcatori endoteliali potrebbero diventare una pietra angolare della medicina personalizzata per il diabete. Un paziente “fenotipo vascolare”—rifletto dalla relativa abbondanza di CEC, EMP e PC – potrebbe guidare la selezione dei più appropriati agenti di riduzione del glucosio, anti-ipertensivo, o anti-piastrello programma di lavoro.

Conclusioni

I biomarcatori endotelici offrono una finestra diretta e non invasiva nel danno vascolare che sottopone le complicazioni più temute del diabete. Elevato CEC conta il segnale continuo infortunio endoteliale, mentre la valutazione combinata con microparticelle endoteliali e cellule progenitrici fornisce un quadro più completo dell'equilibrio del rischio-riparazione-danno.

Riferimenti selezionati

  • McClung JA, Naseer N, Saleem M, et al. Circulating cellule endoteliali sono elevati in pazienti con diabete mellito di tipo 2 indipendentemente da HbA1c. Diabetologia[]] 2008;51(8):1441‐1448. ] DOI[]]
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  • Fadini GP, Avogaro A. Il potenziale rigenerativo delle cellule progenitrici endoteliali nel diabete. Diabetologia 2022;65(12):1999-2011 ] DONNE]]
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