Endothelial progenitor cells as biomarkers for cardiovascular risk

Abstract

As células progenitoras endoteliais (EPCs) foram isoladas a partir de sangue periférico humano, pela primeira vez, em 1997. Estas células demonstraram capacidade de se diferenciarem em células endoteliais maduras. Além disso, demonstraram capacidade de se mobilizarem a partir de medula óssea e de se incorporarem em locais de isquemia para promover neovascularização. A formação de novos vasos sanguíneos pode ocorrer através de angiogénese, durante a qual são formados novos vasos sanguíneos a partir de vasos já existentes, processo este que depende da proliferação de células endoteliais. No entanto, a formação de novos vasos sanguíneos não ocorre apenas através de angiogénese, mas também através da vasculogénese, que consiste na formação de novos vasos sanguíneos a partir de EPCs, que se diferenciam em células endoteliais maduras, contribuindo para a homeostase e reparação do endotélio. A vasculogénese contribui para a neovascularização de tumores em desenvolvimento, a cicatrização de feridas, isquemia grave dos membros posteriores, e a isquemia do miocárdio, bem como a neovascularização fisiológica. Existe controvérsia sobre a identificação de EPCs no sangue periférico e quais os marcadores de superfície que melhor caracterizam estas células. O número de EPCs assim como o seu potencial proliferativo podem ser alterados, sob condições patológicas, incluindo doenças cardiovasculares. Para além disso, existem fatores de risco que afetam a concentração de EPCs no sangue periférico. Este estudo de revisão teve como objetivo descrever o papel das EPCs como biomarcadores de risco cardiovascular e de doença cardiovascular. Foi realizada uma pesquisa eletrónica na base de dados MEDLINE, através da PubMed, para obter dados de artigos científicos, de forma a concretizar este objetivo. Estas células podem ser identificadas e caracterizadas através de citometria de fluxo ou através da cultura de células sanguíneas mononucleares. De acordo com a informação obtida a partir dos estudos que resultaram da pesquisa eletrónica, foi demonstrado que a citometria de fluxo é o método mais utilizado para definir EPCs. Quanto às combinações de marcadores de superfície mais utilizados para identificar estas células no sangue periférico, foi demonstrado que a combinação do cluster de diferenciação (CD) CD34 e do domínio de inserção da cinase (KDR), isto é, CD34+KDR+, é a combinação mais utilizada para identificar EPCs em doenças cardiovasculares. Verificou-se que o aumento dos níveis de EPCs está geralmente associado a fases agudas de doença cardiovascular, mas as fases avançadas de doença estão associadas à diminuição dos níveis de EPCs. 2 Esta dissertação demonstra que as EPCs estão envolvidas na doença cardiovascular e que também estão relacionadas com as complicações vasculares da diabetes e risco cardiovascular em doentes renais. Desta forma, a monitorização dos níveis circulantes de EPCs como biomarcadores de risco cardiovascular pode ser vantajosa para identificar indivíduos com risco elevado de desenvolver doença cardiovascular. Esta monitorização poderia resultar na deteção precoce de doenças cardiovasculares e na possibilidade de iniciar a terapêutica adequada o mais precocemente possível

Endothelial progenitor cells (EPCs) were first isolated from peripheral blood (PB) by Asahara and colleagues in 1997. These cells were capable of differentiating into mature endothelial cells (ECs). Moreover, they were capable of mobilisation from bone marrow (BM) and incorporation into sites of ischaemia to promote neovascularisation. BM-derived EPCs home and incorporate into sites of neovascularisation where differentiation into ECs is completed. Neovasculogenesis contributes to endogenous neovascularisation of developing tumours, wound healing, severe hindlimb ischaemia, and myocardial ischaemia, as well as physiological neovascularisation. There is controversy regarding the identification of EPCs in PB and which are the surface markers that best characterize these cells. The number of EPCs as well as their proliferative potential may change under pathological conditions, including cardiovascular diseases. Besides, there are risk factors affecting the concentration of EPCs in PB. The objective of this review study was to describe the role of EPCs as biomarkers of cardiovascular risk and cardiovascular disease. An electronic search was performed within the MEDLINE database, assessed through PubMed, in order to accomplish the objective of this work. It was found that increased levels of EPCs are generally associated with acute phases of cardiovascular disease, but advanced stages of disease are associated with decreased EPC levels. Besides, it was demonstrated that flow cytometry is the most used method to define EPCs and that cluster of differentiation (CD) 34+ and kinase insert domain (KDR) +, namely, CD34+KDR+ is the most used combination of markers to identify EPCs in cardiovascular diseases. This dissertation demonstrated that EPCs are involved in cardiovascular disease and that are also related to vascular complications of diabetes and cardiovascular risk in renal patients. Therefore, monitoring the levels of circulating EPCs as biomarkers of cardiovascular risk could be specifically useful to identify subjects at low or high risk of developing cardiovascular disease. This could result in the early detection of cardiovascular disease and in the possibility of initiating appropriate therapy as early as possible and subsequent monitoring.