Reduced albumin modification by advanced glycation end products in diabetes mellitus restores cholesterol homeostasis in macrophages

Produtos de glicação avançada (AGEs) associam-se, independentemente, com o risco cardiovascular, e constituem uma das bases da memória metabólica, a qual fundamenta a manutenção do risco elevado de complicações do diabetes mellitus (DM) previamente descompensado, mesmo após a normalização da glicemia. Avaliou-se o efeito da redução da modificação da albumina por AGEs sobre o efluxo de colesterol, conteúdo intracelular de lípides, expressão de genes envolvidos no fluxo de lípides, taxa de decaimento e conteúdo do receptor ABCA-1 em macrófagos. Além disso, foi investigado o tempo de persistência do efeito da albumina modificada por AGEs na sensibilização de macrófagos à resposta inflamatória e no prejuízo da remoção de colesterol celular. Albumina foi isolada do soro de indivíduos com DM1 e DM2 antes e após melhora do controle glicêmico (pré- e pós-CG), por cromatografia rápida para separação de proteínas e extração alcoólica. Albumina bovina modificada in vitro por AGEs foi preparada pela incubação com glicolaldeído (albumina-GAD) e albumina controle, com tampão fosfato. Macrófagos derivados de células indiferenciadas da medula óssea de camundongos enriquecidos em 14C- colesterol foram incubados com albumina pré-CG e pós-CG e o efluxo de colesterol determinado após incubação com apoA-I ou HDL2. Coloração com Oil Red O foi utilizada para quantificação do conteúdo intracelular de lípides. A expressão gênica foi determinada em macrófagos J774 por RT-qPCR e a taxa de degração de ABCA-1, mediante tratamento destas células com ciclohexamida. O efluxo de colesterol (%; n = 3) foi maior nas células incubadas com albumina pós-CG (5,5 ± 0,6 e 11,1 ± 1,2; respectivamente para apo-AI e HDL2) em comparação com a albumina pré-CG (2,80 ± 0,7 e 4,4 ± 0,8; p < 0,05). O conteúdo de lípides (?m2 ) foi menor nas células tratadas com albumina pós-CG incubadas com apo-AI (0,6 ± 0,3) e HDL2 (1,2 ± 0,4) em comparação com a albumina pré-CG (2,8 ± 0,4 e 2,6 ± 0,03, respectivamente). A expressão de Abca1 foi semelhante entre os grupos, mas a de Nox4 e Jak2 foi, respectivamente, reduzida e aumentada pela albumina pós-CG em comparação com a albumina pré-CG. O conteúdo proteico de ABCA-1 foi 94% menor em macrófagos tratados com albumina pré-CG em comparação a pós-CG. Albumina isolada de indivíduos DM1 com controle glicêmico inadequado em comparação àquela de indivíduos controles, induziu maior taxa de decaimento (20%) do ABCA-1 em macrófagos. A albumina-GAD e a albumina isolada de DM pré-CG favoreceram maior secreção de TNF e IL-6 por macrófagos estimulados com lipopolissacarídeo e este efeito persistiu mesmo após 8 h da remoção do estímulo pela albumina modificada por AGEs. O mesmo foi observado para a redução do efluxo de colesterol, a qual persistiu após 9 h da retirada do insulto pela albumina modificada por AGEs. Em conclusão, a melhora do CG refletida pela redução da modificação de albumina por AGEs melhorou a expressão de genes que modulam a funcionalidade do ABCA-1, reduziu a taxa de degradação deste receptor e aumentou seu conteúdo em macrófagos, o que se vinculou à melhora do efluxo de colesterol e redução do acúmulo intracelular de lípides. Os efeitos da albumina modificada por AGEs são persistentes em macrófagos e condizem com alterações na homeostase de lípídes e estresse inflamatórios baseados em modelo de memória metabólica celular.Advanced glycation products (AGEs) are independently associated with cardiovascular risk and constitute one of the bases of metabolic memory, which supports the maintenance of high-risk complications in previously decompensated diabetes mellitus (DM), even after normalization of glycemia. It was evaluated the effect of the reduction in albumin modification by AGEs on the cholesterol efflux, intracellular lipid content, expression of genes involved in lipid flux, ABCA-1 content, and decay rate in macrophages. In addition, it was investigated the persistence time of AGE-albumin effect on macrophage sensitization to inflammation and damage in cholesterol efflux. Serum albumin was isolated from subjects with T1DM and T2DM before and after improvement of the glycemic control (GC) by fast protein liquid chromatography and alcoholic extraction. Bovine albumin was in vitro modified by AGEs by incubation with glycolaldehyde (GAD-albumin) and control albumin with phosphate buffer. Bone marrow-derived macrophages enriched with 14C-cholesterol were incubated with albumin isolated bGC and aGC and cholesterol efflux determined after incubation with apoA-I or HDL2. Staining with Oil Red O was used for the quantification of intracellular lipid content. Cholesterol efflux to apo-AI and HDL2 (%; n = 3) was higher in cells incubated with albumin isolated aGC (5.5 ± 0.6 and 11.1 ± 1.2, respectively) as compared to albumin isolated bGC (2.80 and 4.4 ± 0.8, respectively; p < 0.05). Lipid content (?m2 ) was lower in cells treated with albumin isolated aGC and incubated with apoA-I (0.6 ± 0.3) and HDL2 (1.2 ± 0.4) compared to albumin isolated bGC (2.8 ± 0.4 and 2.6 ± 0.03, respectively). The expression of Abca1 was similar between groups, but Nox4 and Jak2 were respectively reduced and increased by post-GC albumin compared to albumin in the bGC period. ABCA-1 protein levels were 94% lower in macrophages treated with albumin from bGC period as compared to albumin from aGC. Albumin from poorly controlled T1DM subjects induced a 20% increase in the ABCA-1 decay rate. As compared to non-modified control albumin and albumin isolated from control subjects, GAD-albumin and albumin isolated from subjects with DM bGC induced a higher secretion of tumor necrosis factor (TNF) and interleukin-6 (IL-6) by macrophages stimulated with lipopolysaccharides and this effect persisted even after 8 h of the removal of AGE-albumin from cells. The same was observed for the reduction in cholesterol efflux that persisted 9 h after the removal of AGE- albumin. In conclusion, the improvement in GC reflected by the reduction of albumin modification by AGEs, favored the expression. of genes that positively modulate ABCA-1 functionality, reduced ABCA-1 intracellular degradation, and increased the ABCA-1 protein level that was related to the improvement of cholesterol efflux and reduced intracellular lipid accumulation. The effects of AGE-albumin are persistent in macrophages favoring alteration in cellular lipid homeostasis and inflammatory stress according to a metabolic memory cell-based model