Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC RKnQxzpKRQvvbbr69Jggk5K S0066-782X2020000400692 abc.20190176 10.36660/abc.20190176 Artigo Original Papel da Interleucina 18 e da Proteína Precursora do Trombo na Doença Arterial Coronariana 0000-0002-8589-3826 Scherr Carlos 1 2 5 0000-0003-1883-6546 Albuquerque Denilson Campos de 2 Pozzan Roberto 3 Ataide Kezia 4 Ludmila Talita 5 Blanco Fernanda 5 Mangia Claudio Martins 5 Ministério da Saúde Brasília DF Brasil Ministério da Saúde – Cardiologia, Brasília, DF - Brasil Universidade do Estado do Rio de Janeiro Rio de Janeiro RJ Brasil Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brasil Universidade do Estado do Rio de Janeiro Rio de Janeiro RJ Brasil Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Cardiologia/Hipertensão, Rio de Janeiro, RJ - Brasil Hospital Universitário Pedro Ernesto Rio de Janeiro RJ Brasil Hospital Universitário Pedro Ernesto – Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brasil Fundação Pró Coração Rio de Janeiro RJ Brasil Fundação Pró Coração – Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ – Brasil Correspondência: Carlos Scherr • Ministério da Saúde – Cardiologia - Rua Visconde de Pirajá, 595 / 1204. CEP 22410-003, Ipanema, RJ – Brasil E-mail: carlos.scherr@all.com.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa e revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Scherr C, Albuquerque DC; Obtenção de dados: Scherr C, Ataide K, Ludmila T, Blanco F, Mangia CM; Análise e interpretação dos dados e redação do manuscrito: Scherr C, Albuquerque DC, Ataide K; Análise estatística: Scherr C, Albuquerque DC, Pozzan R; Obtenção de financiamento: Scherr C, Albuquerque DC, Ludmila T.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 29 05 2020 04 2020 04 2020 114 4 692 698 14 03 2019 11 06 2019 23 06 2019 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License, which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Resumo Fundamento

A insuficiência coronariana constitui a principal causa de morte no mundo, e a identificação de pacientes de maior risco para doença arterial coronariana (DAC) constitui um desafio.

 Objetivos

Testar os biomarcadores interleucina 18 (IL-18) e proteína precursora do trombo (TpP), envolvidos na aterogênese, para auxílio na avaliação precoce de DAC.

 Métodos

Coorte transversal de 119 pacientes, estratificados em três grupos: Grupo I – síndrome coronariana aguda (39); Grupo II – DAC crônica (40); e Grupo III – controle, sem lesão coronariana, mas podendo apresentar fatores de risco para DAC (40). Análise estatística através do programa estatístico SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) para Windows versão 17.0 de 2008. Fixou-se em 0,05 ou 5% (p<0,05) nível de significância e intervalo de confiança de 95%. Teste do qui-quadrado (χ2). Análise de variância (ANOVA), Teste de Tukey.

 Resultados

Idade média, 60,36±9,64 anos; prevalência do sexo feminino no Grupo III (65,0% p=0,002), porém sem significado estatístico para os valores médios de IL-18 e TpP. Os valores médios de IL-18 e TpP mostravam-se aumentados no Grupo I, quando comparados aos valores dos demais grupos: IL-18 = 1325,44±1860,13 ng/dL, p=0,002; TpP = 35,86±28,36 µg/mL, p<0,001. Na comparação dois a dois, observou-se que o Grupo I apresentou valor médio de IL-18 e TpP maior que o do Grupo II (IL-18 = 353,81±273,65 ng/dL; TpP = 25,66±12,17 µg/mL) e o do Grupo III (IL-18 = 633,25±993,93 ng/dL; TpP=18,00±8,45 µg/mL).

 Conclusão

Na vigência de DAC aguda, houve elevação desses biomarcadores, sugerindo relação com o processo de instabilidade da placa aterosclerótica, mas não com a fase crônica. (Arq Bras Cardiol. 2020; 114(4):692-698)

 Doenças Cardiovasculares/mortalidade Doença da Artéria Coronariana Interleucina 18 Biomarcadores Aterosclerose/tratamento Farmacológico Síndrome Coronariana Aguda/ prevenção e controle Introdução

A doença arterial coronariana é, no século XXI, uma das principais manifestações de doença cardiovascular, e sua importância está em suas altas morbidade e mortalidade. A identificação dos pacientes de maior risco torna-se necessária para contribuir para melhora desse quadro e racionalização de custos.1 A medicina moderna tem evoluído rapidamente no âmbito da prevenção, da detecção precoce e do rastreamento de doenças, não se restringindo ao tratamento. Nesse sentido, a detecção precoce, associada ao tratamento imediato da doença cardiovascular (DCV), tornou-se um dos empreendimentos mais desafiadores para médicos e pesquisadores em todo o mundo. Numerosos biomarcadores têm sido estudados nos últimos anos no diagnóstico, no prognóstico, na predição de eventos adversos e no monitoramento terapêutico.2 No entanto, a primeira iniciativa em direção à prevenção é aplicar estratégias para identificar o indivíduo com probabilidade de apresentar eventos ateroscleróticos. Nesse sentido, além de os fatores de risco amplamente conhecidos contribuírem no processo de identificação de vulneráveis, o uso de biomarcadores envolvidos na aterogênese pode constituir peça-chave na avaliação do risco de doença arterial coronariana (DAC).3 , 4

A aterosclerose é uma doença inflamatória crônica, multifatorial, lenta e progressiva, resultante de inúmeras respostas celulares e moleculares específicas que levam à agressão endotelial, acometendo principalmente a camada íntima de artérias de médio e grosso calibre.

Em geral, a ruptura da capsula fibrosa da placa aterosclerótica leva a trombose, que, em menor proporção, pode resultar da erosão endotelial superficial. As placas que se rompem geralmente estão associadas a inflamação da íntima e da adventícia, hemorragia intraplaca, exposição de material trombogênico na circulação sanguínea disparando acúmulo de plaquetas, ativação da cascata de coagulação e deposição de fibrina.5

A resposta inflamatória na aterogênese consiste em mudanças funcionais em células endoteliais, linfócitos T, macrófagos derivados de monócitos, células dos músculos lisos e nos estágios iniciais, provocada pelo acumulo de lipídeos nas paredes das artérias.6 A ativação dessas células desencadeia a formação e interação de várias citocinas, moléculas de adesão, fatores de crescimento, acúmulo de lipídeos e proliferação de células do músculo liso. Além desses fatores, a resposta inflamatória pode ser induzida por estresse oxidativo (oxidação de lipoproteína de baixa densidade - LDL).7 , 8

Atualmente, novos biomarcadores vêm sendo estudados, em associação a síndrome coronariana aguda ou crônica e correlacionados ao valor prognóstico; este é o objetivo do presente estudo.

Neste estudo, foram avaliados dois biomarcadores: a proteína precursora do trombo (TpP) e a interleucina 18 (IL-18) em indivíduos com infarto agudo do miocárdio (IAM) com e sem supradesnivelamento de ST, angina instável (AI), doença arterial coronariana crônica e indivíduos que não apresentavam evidência de doença aterosclerótica coronariana obstrutiva, porém na presença de fatores de risco para DAC. A escolha dos biomarcadores foi baseada no envolvimento destes com o processo inflamatório (IL-18) e trombótico (TpP), inserido no contexto de aterosclerose e agudização da doença aterosclerótica. TpP é um biomarcador usado para estimativa de polímeros de fibrina solúveis. Níveis elevados de TpP são indicativos de estado pró-trombótico e de trombogênese em atividade. Nos pacientes com SCA, o aumento dos níveis desse biomarcador estão associados a maior risco de morte e complicações isquêmicas; portanto, a TpP tem-se mostrado um marcador independente para desfechos cardiovasculares adversos.9 O biomarcador IL-18 é uma citocina pró-inflamatória, intimamente relacionada com a instabilidade da placa aterosclerótica, sendo por isso boa preditora de eventos indesejáveis na SCA.10 , 11 Em estudo observacional, a IL-18 também se mostrou boa preditora de eventos cardiovasculares adversos em coronariopatas crônicos ao longo de dois anos.12

Estudar pacientes vulneráveis a doença aterosclerótica e até mesmo poder dispor de parâmetros de gravidade naqueles com doença já presente através de novos marcadores tem sido um desafio para as pesquisas médicas na atualidade. Nesse contexto, os novos biomarcadores conquistam um espaço importante, considerando-se o aspecto de morbidade e mortalidade da doença coronariana, podendo vir a ser preditores de eventos cardiovasculares e, assim, contribuir para prevenção, detecção precoce e rastreamento da DAC.

 Métodos Objetivo primário

Avaliar os níveis séricos dos biomarcadores interleucina 18 (IL-18) e proteína precursora do trombo (TpP) em pacientes com síndrome coronariana aguda ou crônica em relação ao grupo-controle.

 Objetivos secundários

Verificar a associação dos níveis séricos dos biomarcadores interleucina 18 (IL-18) e proteína precursora do trombo (TpP) com a cronicidade, agudização da doença arterial coronariana ou ausência de processo aterosclerótico coronariano obstrutivo.

Avaliar a relação dos dados epidemiológicos, antropométricos e fatores de risco da população estudada com os biomarcadores interleucina 18 (IL-18) e proteína precursora do trombo (TpP).

Nessa coorte transversal, foram estudados 119 pacientes, de ambos os sexos, maiores de 30 anos de idade, estratificados em três grupos: agudo (Grupo I – n=39), crônico (Grupo II – n=40) e controle (Grupo III – n=40), de acordo com os critérios de inclusão e exclusão estabelecidos para o estudo e comparados com o montante de dois biomarcadores: IL-18 e TpP.

Os pacientes pertencentes ao Grupo I (agudo) foram recrutados a partir de história clínica típica de síndrome coronariana aguda (IAMSST, IAMCSST e AI), acrescida dos dados eletrocardiográficos e enzimas cardíacas no momento da admissão. Uma vez identificados, foi coletado sangue em até 48 horas do início dos sintomas, para posterior dosagem dos biomarcadores. A seleção foi feita de forma sequencial, respeitando-se os critérios de inclusão, à medida que esses pacientes davam entrada na unidade hospitalar. Os pacientes pertencentes ao Grupo II foram selecionados de forma sequencial a partir da história clínica de DAC crônica comprovada por algum método de imagem (cateterismo cardíaco - CAT ou angiotomografia de corononária - angio-TCc) ou relato clínico de IAM prévio (com exames complementares comprobatórios – eletrocardiograma - ECG e marcadores miocárdicos). O Grupo III (controle) foi constituído por pacientes que apresentavam fatores de risco para DAC na ausência de lesão coronariana obstrutiva no momento da admissão ao banco de dados. A ausência de lesão coronariana aterosclerótica obstrutiva foi descartada através de cateterismo cardíaco ou angiotomografia de coronárias.

 Critérios de inclusão

Grupo I (agudo) – SCA (IAMCSST, IAMSSST e AI): a) IAM com ou sem supradesnivelamento de ST comprovado por curva de marcadores de necrose miocárdica positiva (troponina), associada ao ECG; b) AI a partir da clínica classicamente descrita e exames complementares (eletrocardiograma - ECG e cateterismo cardíaco - CAT); c) dosagem dos biomarcadores realizada nas primeiras 48 horas a partir do início dos sintomas.

Grupo II (crônico) – DAC crônica: a) comprovação por método de imagem (cateterismo cardíaco ou angiotomografia de coronárias) ou por história clínica de doença coronariana prévia – IAM prévio (diagnóstico com mais de seis meses comprovado por ECG e marcadores de necrose).

Grupo III (controle): a) presença ou não de um ou mais fatores de risco para DAC: HAS, dislipidemia (DLP), DM, sedentarismo, tabagismo, ex-tabagismo, insuficiência renal crônica, obesidade; b) exame de imagem cardíaca que comprove ausência de lesão coronariana obstrutiva – CAT ou angio-TCc – realizado nos últimos seis meses que antecederam a admissão ao banco de dados.

Foram adotados os seguintes critérios de exclusão:

Grupo I (agudo): a) revascularização miocárdica com menos de seis meses; b) insuficiência renal crônica em tratamento dialítico ou clearence <30 mL/min; c) doenças terminais; d) fração de ejeção prévia à SCA <40% (Simpson); e) não ter assinado o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE).

Grupo II (crônico): os mesmos do Grupo I, mais: a) DM descompensado; b) IAM com menos de seis meses; c) angina instável; d) angina estável de classe IV pela Sociedade Canadense Cardiovascular; d) classes funcionais III e IV pela New York Heart Association (NYHA).

Grupo III (controle): a) presença de qualquer lesão coronariana obstrutiva, mesmo que incipiente; b) insuficiência renal crônica em tratamento dialítico ou clearence <30 mL/min; c) doenças terminais; d) fração de ejeção <40% (pelo método de Simpson); e) angina estável; f) angina instável; g) IAM; h) DM descompensado; i) classes funcionais III e IV pela NYHA; j) não ter assinado o TCLE.

 Métodos de armazenamento e laboratoriais

Para dosagem da TpP foram coletados 4 mL de sangue venoso, colocado em tubo com citrato de sódio e centrifugado. Após centrifugação, foram retiradas duas alíquotas de 1 mL de plasma cada para serem congeladas a -80°C. A análise foi realizada posteriormente, através do método ELISA. Para dosagem da IL-18 foram coletados 8 mL de sangue venoso e colocado em tubo com sorogel. Após a coleta, aguardaram-se 30 min para retração do coágulo e posterior centrifugação. Após centrifugação, foram retiradas duas alíquotas de 1 mL de soro cada para serem congeladas a -80°C. A análise também foi realizada posteriormente pelo método ELISA.

 Análise estatística

Os dados obtidos foram analisados pelo programa estatístico SPSS (Statistical Package for the Social Sciences para Windows, versão 17.0, de 2008). Fixou-se em 0,05 ou 5% o nível de significância (p<0,05) e o intervalo de confiança em 95%. Foram utilizados os seguintes métodos estatísticos: análise de variância (ANOVA One-way F), utilizada para comparação das médias das variáveis que apresentaram distribuição normal e que tinham homogeneidade de variâncias pelo teste de Levene; teste de Tukey, usado como complementação da análise de variância, para comparação das médias das variáveis 2 a 2; teste do qui-quadrado (χ2 ), utilizado para comparação das distribuições de frequência das variáveis categóricas de amostras independentes. O n amostral desse estudo foi determinado por uma amostra de conveniência, porém seguiu a ordem de recrutamento, ou seja: os primeiros 39 pacientes em fase aguda das duas instituições participantes, os 40 primeiros crônicos e os 40 controles.

Este estudo foi aprovado pelos Comitês de Ética do HUPE e do INC, onde os pacientes foram recrutados, sob os números 2667/2010 CAAE: 0115.0.228.000-10 e 141.432/2012 CAAE: 09086412.9.1001.5272, respectivamente. Os participantes assinaram o TCLE antes de qualquer procedimento relacionado ao estudo.

 Resultados

A idade média foi de 59,5±9,7 anos (variação: 35 a 83 anos), sem diferença estatisticamente significativa entre os grupos. Nos Grupos I e II houve predomínio do sexo masculino e, no Grupo III, do feminino (p = 0,002). Em relação aos fatores de risco da amostra geral, chama atenção a alta incidência de sedentarismo, sobrepeso ou obesidade e hipertensão arterial em todos os grupos.

A Tabela 1 apresenta os fatores de risco para DAC entre os grupos estudados. Observou-se que apenas dislipidemia, ex-tabagismo e sedentarismo apresentaram diferença estatisticamente significativa. Comparado aos demais grupos, o Grupo II apresentou maior prevalência de indivíduos dislipidêmicos; o Grupo III apresentou maior prevalência de indivíduos não tabagistas que os outros grupos; e o Grupo I apresentou maior prevalência de indivíduos sedentários, em comparação aos demais. Não houve relação entre os fatores de risco, etnia ou sexo com os resultados obtidos com os marcadores em todos os grupos analisados.

– Fatores de risco para DAC entre os grupos estudados
Fatores de risco
Grupo I Grupo II Grupo III Teste estatistico p
n % n % n %
HAS
Sim 31 79,5 28 70,0 32 80,0 χ2=1,4 0,495
Não 8 20,5 12 30,0 8 20,0
DLP
Sim 16 41,0 32 80,0 18 45,5 χ2=14,8 0,001
Não 23 59,0 8 20,0 22 55,0
DM
Sim 12 30,8 10 25,0 8 20,0 χ2=1,2 0,544
Não 27 69,2 30 75,0 32 80,0
TAB
Sim 3 7,7 5 12,5 0 0,0 χ2=5 0,079
Não 36 92,3 35 87,5 40 100,0
Ex-TAB
Sim 15 38,5 22 55,0 7 17,5 χ2=12,1 0,002
Não 24 61,5 18 45,0 33 82,5
SEDENT
Sim 38 97,4 31 77,5 31 77,5 χ2=7,7 0,021
Não 1 2,6 9 22,5 13 22,5
SOB/OBES
Sim 30 76,9 31 77,5 27 67,5 χ2=1,3 0,521
Não 9 23,1 9 22,5 13 32,5
IRC
Sim 2 5,1 2 5,0 0 0,0 χ2=2,0 0,351
Não 37 94,9 38 95,0 40 100,0

Grupo I: pacientes agudos (SCA); Grupo II: pacientes crônicos (DAC); Grupo III: grupo-controle (com Risk factors para DAC, mas sem lesão coronariana); DAC: doença arterial coronariana; HAS: hipertensão arterial sistêmica; DLP: dislipidemia; DM: diabetes melito; TAB: tabagismo; Ex-TAB: ex-tabagismo; SEDENT: sedentarismo; SOB/OBES: sobrepeso/obesidade; IRC: insuficiência renal crônica. Corrigido pelo teste exato de Fisher.

Os valores médios dos marcadores IL-18 e TpP intergrupos e intragrupos são mostrados na Tabela 2 .

– Valores médios dos biomarcadores IL-18 e TpP dos grupos estudados
Biomarcadores Grupo I Grupo II Grupo III Teste estatístico p Comp 2 a 2
IL-18 (pg/ml) 1325,44 353,81 633,25 F=6.61 0,002 GI>GII
(±1860,13) (±273,65) (±993,93) GII=GIII
GI>GIII
TpT (µg/mL) 35,86±28,36 25,66±12,17 18,0±8,45 F=9,31 0,000 GI>GII
GII=GIII
GI>GIII

Em relação às diferenças dos valores médios de IL-18 entre os grupos, observou-se que o Grupo I apresentou valores maiores que os dos demais grupos (1325,44±1860,13 pg/mL), com significância estatística. Na comparação dois a dois, o Grupo I apresentou média maior que os Grupos II (353,81±273,65 pg/mL) e III (633,25±993,93 pg/mL), porém os Grupos II e III apresentaram médias estatisticamente iguais. Os pacientes com instabilidade da doença aterosclerótica apresentaram níveis maiores de IL-18 quando comparados àqueles que tinham lesão coronariana estável ou àqueles que tinham fatores de risco para DAC na ausência de processo aterosclerótico coronariano, o que nos possibilita inferir que o aumento das concentrações de IL-18 pode estar associado a instabilidade da placa aterosclerótica.

Em relação ao biomarcador TpP entre os grupos, observaram-se valores maiores no Grupo I (35,86±28,36 µg/mL, respectivamente, p<0,001) quando comparados aos demais grupos. Na comparação dois a dois, o Grupo I também apresentou média maior que a dos Grupos II (25,66±12,17 µg/mL) e III (18,0±8,45 µg/mL); porém, quando se compararam os Grupos II e III, observou-se que as médias foram estatisticamente iguais ( Tabela 2 ).

 Discussão

A identificação de indivíduos assintomáticos portadores de aterosclerose é fundamental para se instituírem medidas de tratamento e prevenção secundária, como também aqueles com possível evolução mais desfavorável.

Mallat et al.13 evidenciaram que as concentrações de IL-18 no plasma estão aumentadas nos pacientes com SCA com ou sem necrose miocárdica, ressaltando também que as concentrações se correlacionam à gravidade da disfunção miocárdica. Estudaram uma casuística de 53 pacientes, admitidos em unidade cardiointensiva com dor torácica e alteração do segmento ST, de forma sequencial; após análise da troponina, esses pacientes foram selecionados para o grupo de AI ou de IAM. Os pacientes pertencentes ao grupo de AI apresentaram valor médio de IL-18 de 214,7 (116,6 a 297,0) pg/mL, e os pertencentes ao grupo de IAM apresentaram valor médio de 164,6 (53,6 a 602,5) pg/mL. Esses pacientes foram comparados a mais dois grupos: um com doença arterial coronariana estável ( n =9) e outro grupo ( n =11) sem lesão coronariana (grupo-controle). Observou-se que os valores médios das concentrações de IL-18 no grupo-controle (46,8 [34,2 a 68,2] pg/mL) foram significativamente diferentes daqueles dos pacientes com angina estável (85,7 [56,0 a 157,7] pg/mL, p<0,01), sugerindo que as concentrações de IL-18 em pacientes com doença arterial coronariana estável podem estar associadas à presença de doença arterial coronariana avançada. No grupo de pacientes com angina instável, as concentrações médias de IL-18 foram significativamente maiores do que no grupo-controle (p<0,001) ou no grupo com angina estável (p=0,001). No grupo de pacientes com IAM, as concentrações médias de IL-18 também foram significativamente superiores às do grupo-controle (p<0,001) ou do grupo com angina estável (p<0,01). As concentrações de IL-18 não diferiram significativamente entre o grupo com angina instável e o grupo com IAM.13 No mesmo estudo, observou-se que as concentrações séricas de IL-18 estão significativamente correlacionadas à gravidade da disfunção miocárdica, avaliadas pela determinação da fração de ejeção (FE) ventricular; a FE média entre os grupos foi de 55% e os valores médios da IL-18 foram de 46,8 pg/mL para pacientes sem lesão coronariana, 85,7 pg/mL para pacientes com angina estável, 214 pg/mL para aqueles com angina instável e 164,6 pg/mL para pacientes com IAM. Na comparação com os resultados encontrados neste estudo, observou-se que a FE média entre os grupos foi de 65,09%, e os valores médios da concentração de IL-18 foram maiores no Grupo I quando comparados aos do Grupo II e aos do Grupo III, porém nesta população ( n =119) obteve-se distribuição da função sistólica dentro da normalidade para todos os grupos, sendo que o Grupo I apresentou discreta redução da prevalência de indivíduos com FE normal, sem significado estatístico. Também se observou que as concentrações de IL-18 entre os pacientes com DAC crônica e sem lesão coronariana foram estatisticamente equivalentes, não se replicando os resultados anteriores.

Blankenberg et al.14 evidenciaram em seu estudo prospectivo, realizado com uma coorte de 1229 pacientes com doença coronariana documentada e acompanhados pelo tempo médio de 3,9 anos, que 95 pacientes morreram por causas cardiovasculares e que as concentrações médias de IL-18 no soro foram significativamente maiores nos pacientes que tiveram evento cardiovascular fatal do que naqueles que não apresentaram tal evento (68,4 pg/mL × 58,7 pg/mL, p<0,001). Nesse estudo foram incluídos pacientes com angina estável ( n =855) e pacientes com angina instável ( n =373) e avaliado o valor preditivo da IL-18 em relação a morte cardiovascular. Observou-se que, em ambos os grupos, houve nítido aumento do risco de eventos cardiovasculares fatais de acordo com o valor médio da IL-18, porém o grupo dos pacientes com angina instável apresentou valor mais elevado desse marcador. Os autores chamam atenção para essa última análise, pois o grupo de angina instável tem um tamanho amostral menor do que o grupo dos pacientes com angina estável; portanto, o nível de IL-18 no soro pode ser identificado como forte preditor independente de morte por causas cardiovasculares em pacientes com DAC, independentemente do estado clínico à admissão. Esse resultado corrobora fortemente as evidências experimentais de inflamação mediada pela IL-18, possibilitando a aceleração e vulnerabilidade da aterosclerose.14

Estudos evidenciam que o aumento da IL-18 no soro está associado também a alguns fatores de risco, como diabetes melito (DM) tipo 2 e síndrome metabólica, além da gravidade da aterosclerose.15

Suchanek et al.16 analisaram o aumento das concentrações de IL-18 no soro em pacientes com DAC e DM tipo 2. Os autores avaliaram um grupo de 130 pacientes com DAC avançada (pelo menos duas lesões coronarianas, uma delas com estenose >70%), tendo sido selecionados 43 com diagnóstico prévio de DM em tratamento e outro grupo com 31 pacientes saudáveis (grupo-controle). Os grupos foram pareados de forma semelhante para idade, IMC, DLP, tabagismo; observou-se maior concentração de IL-18 em pacientes com DAC (463,48±111,7 pg/mL) quando comparados ao grupo-controle (248,99±103,69 pg/mL), porém os pacientes com DAC e DM apresentaram maior concentração de IL-18 quando comparados aos pacientes com DAC sem DM (500 pg/mL × 430 pg/mL, p=0,04). Os mecanismos responsáveis pela elevação da IL-18 em pacientes diabéticos não foram totalmente esclarecidos, mas acredita-se que controle glicêmico deficiente, nefropatia diabética, obesidade e inflamação sejam considerados possíveis causas para justificar o aumento das concentrações séricas de IL-18 nesse perfil de pacientes.16 No presente estudo, não se observou diferença estatística significativa quando se comparou o fator de risco DM entre os grupos de pacientes associado ao nível sérico de IL-18, evidenciando que as amostras de pacientes com SCA, DAC crônica e pacientes saudáveis eram semelhantes entre si.

Em estudo observacional semelhante a este, porém com análise prospectiva, 194 pacientes, sendo 75 agudos e 119 crônicos, foram comparados a 68 controles. A análise de células da musculatura lisa da aorta desses pacientes revelou valores maiores para os coronariopatas do que para os controles, e que a IL-18 pode ser um fator de risco independente para DAC.17

Em outro estudo com 118 pacientes coronariopatas submetidos a estudo angiográfico, composto por 67 em fase aguda e 51 com angina pectoris estável, os valores da IL-18 foram significativamente maiores entre os agudos em comparação aos crônicos, o que está em acordo com os resultados aqui apresentados.18

Em relação à formação do trombo, Goetze evidencia a importância do aumento das concentrações de TpP nos pacientes com DAC, destacando a relevância de se ter um marcador de trombose em atividade para fornecimento de informações importante na SCA em curso.19

Nesta mesma linha, Mega et al.20 destacaram o valor prognóstico da TpP em pacientes com SCA, evidenciando que níveis aumentados de TpP estão associados a maior risco de morte e complicações isquêmicas, deixando claro que a incorporação de um marcador de coagulação ativada, como a TpP, em pacientes com doença cardiovascular estabelecida e com fatores de risco para DAC pode oferecer uma análise complementar valiosa na avaliação de risco de SCA. Realizado com 284 pacientes saudáveis e 2349 pacientes com SCA, esse estudo observou que a concentração média de TpP foi maior nos pacientes com SCA (8,9 µg/mL × 3,6 µg/mL, p<0,001), estando este fato correlacionado a pior prognóstico.20 No presente estudo, observou-se que a dosagem de TpP foi significativamente maior nos pacientes com diagnóstico de SCA do que naqueles com DAC crônica e no grupo-controle (p<0,001). No entanto, por se tratar de estudo observacional, não houve avaliação prognóstica desses pacientes, o que impossibilitou melhor análise dos desfechos clínicos que pudessem estar correlacionados; faz parte do planejamento, contudo, a avaliação desses dados.

Laurino et al.21 estudaram uma coorte de 115 pacientes com sintomas sugestivos de IAM com menos de 6 horas de duração a partir do início da dor. Foram dosadas amostras de sangue dos pacientes em 0, 1, 2, 4, 8, 16 e 24 horas após a apresentação para alguns biomarcadores: creatina quinase total (CK total), CK-MB, mioglobina, troponina I e TpP. Os autores observaram aumento significativo das concentrações séricas de TpP em 15 dos 17 pacientes com IAM diagnosticado em 6 horas após início dos sintomas (p<0,001); em 2 dos 8 pacientes que apresentaram IAM após 6 horas do início dos sintomas (p<0,008); em 22 dos 35 pacientes com angina instável (p<0,001); e em 15 dos 30 pacientes com angina estável (p<0,001) e 3 dos 5 pacientes com fibrilação atrial (p<0,001); em 6 dos 9 pacientes com insuficiência cardíaca congestiva (p<0,001); e em 6 dos 11 pacientes com dor torácica não cardíaca (p<0,001). As concentrações máximas de TpP em pacientes com IAM precederam as dos outros marcadores em 2 a 4 horas.21 Portanto, a trombose aguda está associada a alterações clínicas significativas, incluindo o IAM. Um teste preciso, rápido e confiável para detecção do trombo seria uma ferramenta inestimável para os médicos no diagnóstico, monitoramento e tratamento dos pacientes com dor torácica aguda.22

Estudos evidenciam o valor da TpP na mensuração do processo agudo trombótico, destacando a SCA, e outros relacionam os valores aumentados desse biomarcador na presença de alguns fatores de risco para DAC, tais como HAS e DM, em pacientes sem evidências de SCA. Por favorecerem um estado de hipercoagulabilidade, esses fatores de risco podem estar relacionados a um efeito pró-trombótico e desencadear um processo trombogênico ativo. A presença de DM tipo 2 pode estar associada a aumento dos valores séricos de TpP devido à predisposição desse perfil de pacientes para apresentar disfunção endotelial marcadamente aumentada, além de maior ativação sistêmica da coagulação, provocando alterações transitórias e favorecendo eventos cardíacos agudos.22 , 23 , 24 A presença de HAS também pode conferir um meio hipercoagulável e pró-trombótico e favorecer descompensação aguda da doença arterial coronariana.23 , 24 No presente estudo, observou-se que o DM e a HAS não conferiram diferença estatisticamente significativa entre os grupos estudados, e não tiveram influência no resultado final da dosagem de TpP em relação às diferentes fases da doença coronariana (presença de fator de risco, DAC crônica e SCA). Portanto, o resultado obtido não sofreu influência desses fatores de risco.

Limitações do estudo

O n amostral é pequeno, representando uma amostra de conveniência, que pode ser atribuído a dois fatores: a seleção dos pacientes realizada em hospitais que não apresentavam unidade de emergência aberta, dificultando a formação do grupo de pacientes agudos. Na análise das médias encontradas de IL-18 e TpP, verificou-se igualdade entre o grupo de pacientes crônicos e o grupo-controle. Fazendo uma avaliação crítica dessa observação, pode-se destacar que não houve realização de exames complementares (p. ex., Doppler de carótidas e vertebrais) ou ultrassonografia intracoronariana para descartar processo aterosclerótico em outros locais, o que poderá ter influenciado nesse resultado, não possibilitando melhor avaliação dos biomarcadores com a cronicidade ou ausência de aterosclerose. Fração de ejeção normal em todos os grupos excluiu pacientes mais graves, o que pode ter influenciado nos resultados. No presente estudo, apesar de se observar que os valores médios de IL-18 e de TpT no soro estavam mais elevados no grupo de pacientes agudos, quando comparado ao grupo com angina estável ou sem lesão coronariana, não se pode fazer uma avaliação prognóstica, tem como objetivo estimular continuidade da pesquisa para confirmar a hipótese e pretendendo fazer acompanhamento anual dos sujeitos desta amostra.

 Conclusões

As concentrações médias de IL-18 e TpP encontram-se elevadas na fase aguda da doença arterial coronariana, sugerindo correlação desse biomarcador com a agudização e instabilidade da síndrome coronariana aguda.

As concentrações médias de IL-8 e TpP foram menores na fase crônica da doença coronariana e nos pacientes do grupo-controle; entretanto, neste estudo observou-se que o grupo crônico e o grupo-controle apresentaram médias estatisticamente equivalentes.

Os resultados não sofreram influência das diferenças de sexo e etnia dos grupos.

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Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de tese de Pós-Doutorado de Carlos Scherr pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi financiado pela Fundação Pró Coração.

 Original Article Role of Interleukin-18 and the Thrombus Precursor Protein in Coronary Artery Disease 0000-0002-8589-3826 Scherr Carlos 1 2 5 0000-0003-1883-6546 Albuquerque Denilson Campos de 2 Pozzan Roberto 3 Ataide Kezia 4 Ludmila Talita 5 Blanco Fernanda 5 Mangia Claudio Martins 5 Brazil Ministério da Saúde – Cardiologia, Brasília, DF - Brazil Brazil Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brazil Brazil Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Cardiologia/Hipertensão, Rio de Janeiro, RJ - Brazil Brazil Hospital Universitário Pedro Ernesto – Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brazil Brazil Fundação Pró Coração – Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ – Brazil Mailing Address: Carlos Scherr • Ministério da Saúde – Cardiologia - Rua Visconde de Pirajá, 595 / 1204. Postal Code 22410-003, Ipanema, RJ – Brazil E-mail: carlos.scherr@all.com.br

Author contributions

Conception and design of the research and Critical revision of the manuscript for intellectual content: Scherr C, Albuquerque DC; Acquisition of data: Scherr C, Ataide K, Ludmila T, Blanco F, Mangia CM; Analysis and interpretation of the data and Writing of the manuscript: Scherr C, Albuquerque DC, Ataide K; Statistical analysis: Scherr C, Albuquerque DC, Pozzan R; Obtaining financing: Scherr C, Albuquerque DC, Ludmila T.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 Abstract Background

Coronary failure is the leading cause of death worldwide and identifying patients at higher risk for coronary artery disease (CAD) is a challenge.

 Objectives

To test the biomarkers interleukin 18 (IL-18) and thrombus precursor protein (TpP), involved in atherogenesis, to aid in the early assessment of CAD.

 Methods

This was a cross-sectional cohort of 119 patients, stratified into three groups: Group I - acute coronary syndrome (39); Group II - chronic CAD (40) and Group III - control, without coronary lesion, but who might have risk factors for CAD (40). Statistical analysis was performed using the statistical program SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) for Windows ,version 17.0 of 2008. The significance level was set at 0.05 or 5% (p <0.05), with a 95% confidence interval. Chi-square test (χ2), Analysis of variance (ANOVA), and Tukey’s test were used.

 Results

The mean age was 60.36 ± 9.64 years; there was a prevalence of females in Group III (65.0% p = 0.002), but without statistical significance for the means of IL-18 and TpP. The means of IL-18 and TpP were increased in Group I when compared to the other groups; IL-18 = 1325.44 ± 1860.13 ng/dL, p = 0.002; TpP = 35.86 ± 28.36 µg / mL, p <0.001). When compared two-by-two, it was observed that Group I had higher mean IL-18 and TpP values than Group II (IL-18 = 353.81 ± 273.65 ng / dL; TpP = 25.66 ± 12, 17 µg / mL) and Group III (IL-18 = 633.25 ± 993.93 ng / dL; TpP = 18.00 ± 8.45 µg / mL).

 Conclusion

There was an increase in these biomarkers in acute CAD, suggesting a relationship with the atherosclerotic plaque instability process, but not with the chronic phase. (Arq Bras Cardiol. 2020; 114(4):692-698)

 Cardiovascular Diseases/mortality Coronary Artery Diseases Interleukin 18 Biomarkers Acute Coronary Syndrome/prevention and control Introduction

Coronary artery disease is one of the main manifestations of cardiovascular disease in the 21stcentury, and its importance lies in its high morbidity and mortality. The identification of patients at higher risk becomes necessary to contribute to the improvement of this condition and rationalize costs.1 Modern medicine has developed rapidly in the field of prevention, early detection and screening of diseases, not being restricted to treatment.

Therefore, early detection associated with the immediate treatment of cardiovascular disease (CVD) has become one of the most challenging tasks for doctors and researchers worldwide. Several biomarkers have been studied in recent years in the diagnosis, prognosis, prediction of adverse events and therapeutic monitoring.2 However, the first initiative towards prevention is to apply strategies to identify the individual likely to have atherosclerotic events. In this sense, in addition to the widely known risk factors contributing to the process of identifying vulnerable individuals, the use of biomarkers involved in atherogenesis can be a key factor in the risk assessment of coronary artery disease (CAD).3 , 4

Atherosclerosis is a chronic, multifactorial, slow and progressive inflammatory disease, resulting from several specific cell and molecular responses that lead to endothelial aggression, affecting mainly the intima layer of medium and large-caliber arteries.

Generally, the rupture of the fibrous capsule of the atherosclerotic plaque leads to thrombosis, which to a lesser extent can result from superficial endothelial erosion. Ruptured plaques are usually associated with inflammation of the intima and adventitia, intra-plaque hemorrhage, exposure of thrombogenic material to the bloodstream, triggering platelet accumulation, coagulation cascade activation and fibrin deposition.5

The inflammatory response in atherogenesis consists of functional alterations in endothelial cells, T-lymphocytes, monocyte-derived macrophages, smooth muscle cells and, in the early stages, it is caused by the accumulation of lipids in the arterial walls.6 The activation of these cells triggers the formation and interaction of several cytokines, adhesion molecules, growth factors, accumulation of lipids and proliferation of smooth muscle cells. In addition to these factors, the inflammatory response can be induced by oxidative stress (oxidation of low-density lipoprotein - LDL).7 , 8

Currently, new biomarkers are being studied in association with acute or chronic coronary syndrome and correlated with the prognostic value, which is the objective of this study.

Two of them were evaluated in this study: the thrombus precursor protein (TpP) and interleukin 18 (IL-18) in individuals with acute myocardial infarction with and without ST-elevation, unstable angina (UA), chronic coronary artery disease and individuals who had no evidence of obstructive coronary atherosclerotic disease, but in the presence of risk factors for CAD. The choice of biomarkers was based on their involvement with the inflammatory (IL-18) and thrombotic (TpP) processes, within the context of atherosclerosis and aggravation of atherosclerotic disease.

TpP is a biomarker used to estimate soluble fibrin polymers. Elevated levels of TpP indicate a pro-thrombotic status and active thrombogenesis. In patients with ACS, increased levels of this biomarker are associated with a higher risk of death and ischemic complications; therefore, TpP has been shown to be an independent marker for adverse cardiovascular outcomes.9 The IL-18 biomarker is a pro-inflammatory cytokine, closely associated with atherosclerotic plaque instability, and is therefore a good predictor of undesirable events in ACS.10 , 11 In an observational study, it was also shown to be a good predictor of adverse cardiovascular events in chronic coronary disease over two years.12

Studying patients vulnerable to atherosclerotic disease and even being able to have severity parameters in those with the disease already present through new markers has been a challenge for current medical research. In this context, the new biomarkers occupy an important space, considering the morbidity and mortality aspect of coronary disease, which may become predictors of cardiovascular events and thus contribute to the prevention, early detection and screening of CAD.

 Methods Primary endpoint

To evaluate the serum levels of biomarkers: interleukin 18 (IL-18) and thrombus precursor protein (TpP) in patients with acute or chronic coronary syndrome in relation to the control group.

 Secondary endpoints

To verify the association of serum levels of biomarkers interleukin 18 (IL-18) and thrombus precursor protein (TpP) with disease chronicity, worsening of coronary artery disease or absence of obstructive coronary atherosclerotic process. To evaluate the association between epidemiological, anthropometric data and risk factors of the studied population with the biomarkers interleukin 18 (IL-18) and thrombus precursor protein (TpP).

In this cross-sectional cohort, 119 patients, of both genders, older than 30 years of age, were stratified into three groups: acute (Group I - n = 39), chronic (Group II - n = 40) and control (Group III - n = 40), according to the inclusion and exclusion criteria established for the study and compared with the quantitative analysis of two biomarkers: IL-18 and TpP.

Patients belonging to Group I (acute) were recruited based on the typical clinical history of acute coronary syndrome (NSTEMI, STEMI, and UA), plus electrocardiographic data and cardiac enzymes at admission. Once identified, blood was collected within 48 hours of symptom onset, for subsequent biomarker measurement. The selection was made sequentially, according to the inclusion criteria, as these patients were admitted to the hospital. Patients belonging to Group II were selected sequentially based on the clinical history of chronic CAD confirmed by some imaging method (cardiac catheterization - CAT or coronary angiotomography - Angio-CT) or clinical report of previous AMI (with complementary exams demonstrating the condition - electrocardiogram - ECG and myocardial markers). Group III (control) consisted of patients who had risk factors for CAD in the absence of obstructive coronary lesion at the time of admission to the database. The absence of atherosclerotic obstructive coronary lesion was ruled out through cardiac catheterization or coronary angiotomography.

Inclusion criteria

Group I (acute) - ACS (NSTEMI, STEMI and UA) a) AMI with or without ST-elevation demonstrated by the positive curve of myocardial necrosis markers (troponin), associated with ECG. b) UA based on the classically described clinical picture and complementary exams (electrocardiogram - ECG and cardiac catheterization - CAT). c) Measurement of biomarkers performed within the first 48 hours of symptom onset.

Group II (chronic) - chronic CAD a) confirmation by imaging method (cardiac catheterization or coronary angiotomography) or with a clinical history of previous coronary disease - previous AMI (diagnosis over six months before, confirmed by ECG and necrosis markers).

Group III (control) a) Presence or not of one or more risk factors for CAD: SAH, dyslipidemia (DLP), diabetes mellitus (DM), physical inactivity, smoking, ex-smoker, chronic renal failure, obesity. b) Cardiac imaging examination that proved the absence of obstructive coronary lesion: CAT or angio-CT, performed in the last six months prior to admission to the database.

The following exclusion criteria were adopted:

Group I (acute): a) coronary artery bypass grafting surgery performed less than six months before. b) Chronic renal failure undergoing dialysis or clearance <30 mL / min. c) Terminal illnesses. d) Ejection fraction prior to ACS <40% (Simpson); e) Not signing the Free and Informed Consent (FIC) form.

Group II (chronic): the same as group I plus, a) decompensated DM. b) AMI that occurred less than six months before. c) Unstable angina. d) Class IV stable angina according to the Canadian Cardiovascular Society. d) Functional class III and IV according to the New York Heart Association (NYHA).

Group III (control): a) presence of any obstructive coronary lesion, even if incipient. b) Chronic renal failure undergoing dialysis or clearance <30 mL / min. c) Terminal illnesses. d) Ejection fraction <40% (using the Simpson method). e) Stable angina. f) Unstable angina. g) AMI. h) Decompensated DM. i) NYHA functional class III and IV. j) Not signing the FIC form.

 Storage and laboratory methods

For the measurement of TpP, 4 mL of venous blood were collected, placed in a tube with sodium citrate and centrifuged. After centrifugation, two 1-mL aliquots of plasma were removed to be frozen at -80 °C. The analysis was carried out later using the ELISA method. For the measurement of IL-18, 8 mL of venous blood were collected and placed in a serum gel tube. After collection, we waited 30 min for clot retraction and subsequent centrifugation. After centrifugation, two 1-mL aliquots of serum were removed to be frozen at -80 °C. The analysis was also performed later using the ELISA method.

 Statistical analysis

The data obtained were analyzed using the statistical program SPSS (Statistical Package for the Social Sciences for Windows), version 17.0 of 2008. The level of significance was set at 0.05 or 5% (p <0.05) and the confidence interval at 95%. The following statistical methods were used: Analysis of variance (One-way ANOVA F): used to compare the means of variables that showed normal distribution and had homogeneity of variances by the Levene test. Tukey’s test: used as a complement to the analysis of variance, to compare the means of variables 2 by 2. Chi-square test ( χ 2): used to compare the frequency distributions of the categorical variables from independent samples. This study sample size was determined by a convenience sample; however, it followed the order of recruitment, that is, the first 39 patients in the acute phase of the two participating institutions, the first 40 chronic patients and the 40 controls.

This study was approved by the Ethical Committees of HUPE and INC, where patients were recruited, under numbers 2667/2010 CAAE: 0115.0.228.000-10 and 141.432/2012 CAAE: 09086412.9.1001.5272, respectively. The participants signed the Free and Informed Consent (FIC) form before any procedure related to the study was performed.

 Results

The mean age was 59.5 ± 9.7 years (range: 35-83 years), with no statistically significant difference between the groups. In groups I and II there was a predominance of males and in Group III, of females (p = 0.002).

Regarding the risk factors of the overall sample, it is noteworthy the high incidence of sedentary lifestyle, overweight / obesity and arterial hypertension in all groups.

Table 1 shows the risk factors for CAD between the studied groups. It was observed that only dyslipidemia, being an ex-smoker and physical inactivity showed a statistically significant difference. Group II had a higher prevalence of dyslipidemic individuals when compared to the other groups; Group III had a higher prevalence of non-smoking individuals than the other groups; and Group I had a higher prevalence of sedentary individuals compared to the others. There was no association between risk factors, ethnicity or gender with the results obtained of the markers in all analyzed groups.

– Risk factors for CAD in the study groups
Risk factors
Group I Group II Group III Statistic test p
n % n % n %
SAH
Yes 31 79.5 28 70.0 32 80.0 χ2=1.4 0.495
No 8 20.5 12 30.0 8 20.0
DLP
Yes 16 41.0 32 80.0 18 45.5 χ2=14.8 0.001
No 23 59.0 8 20.0 22 55.0
DM
Yes 12 30.8 10 25.0 8 20.0 χ2=1.2 0.544
No 27 69.2 30 75.0 32 80.0
SMOKER
Yes 3 7.7 5 12.5 0 0.0 χ2=5 0.079
No 36 92.3 35 87.5 40 100.0
EX-SMOKER
Yes 15 38.5 22 55.0 7 17.5 χ2=12.1 0.002
No 24 61.5 18 45.0 33 82.5
SEDENT
Yes 38 97.4 31 77.5 31 77.5 χ2=7.7 0.021
No 1 2.6 9 22.5 13 22.5
OVER/OBES
Yes 30 76.9 31 77.5 27 67.5 χ2=1.3 0.521
No 9 23.1 9 22.5 13 32.5
CRF
Yes 2 5.1 2 5.0 0 0.0 χ2=2.0 0.351
No 37 94.9 38 95.0 40 100.0

Grupo I: pacientes agudos (SCA); Grupo II: pacientes crônicos (DAC); Grupo III: grupo-controle (com Risk factors para DAC, mas sem lesão coronariana); DAC: doença arterial coronariana; HAS: hipertensão arterial sistêmica; DLP: dislipidemia; DM: diabetes melito; TAB: tabagismo; Ex-TAB: ex-tabagismo; SEDENT: sedentarismo; SOB/OBES: sobrepeso/obesidade; IRC: insuficiência renal crônica. Corrigido pelo teste exato de Fisher.

Mean of intergroup and intragroup IL-18 and TpP markers in table 2

– Means of the IL-18 and TpP biomarkers of the study groups
Biomarkers Group I Group II Group III Statistic test p Comp. 2 by 2
IL-18 (pg/ml) 1325.44 353.81 633.25 F=6.61 0.002 GI>GII
(±1860.13) (±273.65) (±993.93) GII=GIII
GI>GIII
TpT (µg/mL) 35.86±28.36 25.66±12.17 18.0±8.45 F=9.31 0.000 GI>GII
GII=GIII
GI>GIII

Regarding the differences in the means of IL-18 levels between the groups, it was observed that Group I had higher values than the other groups (1325.44 ± 1860.13 pg / mL), with statistical significance. In the two-by-two comparison, Group I had a higher mean than Groups II (353.81 ± 273.65 pg / mL) and III (633.25 ± 993.93 pg / mL), but Groups II and III showed statistically equal means. Those with instability of atherosclerotic disease had higher levels of IL-18 when compared to patients who had stable coronary lesion or those who had risk factors for CAD in the absence of a coronary atherosclerotic process, allowing us to infer that the increase in IL-18 levels is associated with atherosclerotic plaque instability.

Regarding the TpP biomarker between the groups, higher values were observed in Group I (35.86 ± 28.36 µg / mL), respectively, p <0.001) when compared with the other groups. In the two-by-two comparison, Group I also had a higher mean than Groups II (25.66 ± 12.17 µg / mL) and III (18.0 ± 8.45 µg / mL); however, when Groups II and III were compared, it was observed that the means were statistically equal ( Table 2 ).

 Discussion

The identification of asymptomatic individuals with atherosclerosis is essential to implement secondary treatment and prevention measures, as well as those with a possibly more unfavorable evolution.

Mallat et al.13 showed that plasma concentrations of IL-18 are increased in patients with ACS with or without myocardial necrosis, also pointing out that the concentrations correlate with the myocardial dysfunction severity. They studied a sample of 53 patients, admitted to a cardio-intensive unit with chest pain and alteration of the ST-segment in a sequential manner; after troponin analysis, they were selected for the UA or AMI group. The patients belonging to the UA group had a mean IL-18 level of 214.7 (116.6-297.0) pg / mL, and those belonging to the AMI group had a mean of 164.6 (53.6-602.5) pg / mL. These patients were compared to two more groups: one with stable coronary artery disease (n = 9) and another group (n = 11) without coronary lesions (control group). It was observed that the mean IL-18 levels in the control group (46.8 (34.2-68.2) pg / mL) were significantly different from those with stable angina (85.7 (56.0- 157.7) pg / mL, p <0.01), suggesting that IL-18 concentrations in patients with stable coronary artery disease may be associated with the presence of advanced coronary artery disease. In the group of patients with unstable angina, the mean IL-18 levels were significantly higher than in the control group (p <0.001) or in the group with stable angina (p = 0.001). In the group of patients with AMI, the mean IL-18 levels were also significantly higher than in the control group (p <0.001) or the group with stable angina (p <0.01). IL-18 levels did not significantly differ between the group with unstable angina and the group with AMI.13 In this same study, it was observed that serum IL-18 levels were significantly correlated with myocardial dysfunction severity, assessed by determining the ventricular ejection fraction (EF); the mean EF between the groups was 55% and mean IL-18 values were 46.8 pg / mL for non-coronary patients, 85.7 pg / mL for patients with stable angina, 214 pg / mL for those with unstable angina and 164.6 pg / mL for patients with acute myocardial infarction. Comparing with the results found in this study, it was observed that the mean EF between the groups was 65.09% and the mean levels of IL-18 were higher in Group I when compared to Group II and Group III; however, in this population (n = 119), systolic function distribution within normality was obtained for all groups, and Group I showed a slight reduction in the prevalence of individuals with normal EF, without statistical significance. It was also observed that the levels of IL-18 in patients with chronic CAD and without coronary lesions were statistically equivalent, not replicating the previous results.

Blankenberg et al.14 showed in their prospective study carried out with a cohort of 1229 patients with documented coronary heart disease and followed for an average of 3.9 years, that 95 patients died from cardiovascular causes and the mean IL-18 serum concentrations were significantly higher in patients with a fatal cardiovascular event than the ones without it (68.4 pg / mL vs. 58.7 pg / mL, p <0.001). This study included patients with stable angina (n = 855) and patients with unstable angina (n = 373) and the predictive value of IL-18 in relation to cardiovascular death was evaluated. It was observed that both groups showed an evident increase in the risk of fatal cardiovascular events according to the mean value of IL-18; however, the group of patients with unstable angina showed a higher value of this marker. The authors draw attention to this last analysis, since the group with unstable angina had a smaller sample size than the group of patients with stable angina; thus, the serum level of IL-18 can be identified as a strong independent predictor of death from cardiovascular causes in patients with CAD, regardless of the clinical status at admission. This result strongly supports the experimental evidence of IL-18-mediated inflammation, allowing the acceleration and vulnerability of atherosclerosis.14

Studies have shown that the increase in serum IL-18 levels is also associated with some risk factors, such as type 2 DM and metabolic syndrome, in addition to the atherosclerosis severity.15

Suchanek et al.16 analyzed the increase in serum IL-18 levels in patients with CAD and type 2 DM. The authors evaluated a group of 130 patients with advanced CAD (at least two coronary lesions, one with stenosis >70%), and 43 were selected, with a previous diagnosis of DM undergoing treatment and another group with 31 healthy patients (control group). The groups were similarly matched for age, BMI, DLP, smoking; a higher level of IL-18 was observed in patients with CAD (463.48 ± 111.7 pg / mL) when compared to the control group (248.99 ± 103.69 pg / mL), but patients with CAD and DM showed a higher level of IL-18 when compared to CAD patients without DM (500 pg / mL vs. 430 pg / mL, p = 0.04). The mechanisms responsible for the increase in IL-18 levels in diabetic patients are yet to be fully clarified; however, it is believed that deficient glycemic control, diabetic nephropathy, obesity and inflammation are considered possible causes to justify the increase in serum IL-18 levels in this patient profile.16 In the present study, there was no statistically significant difference when the risk factor DM was compared between the groups of patients associated with the serum level of IL-18, showing that samples from patients with ACS, chronic CAD and healthy patients were similar to each other.

In an observational study similar to this, albeit with a prospective analysis, 194 patients, 75 of which were acute and 119 chronic, were compared with 68 controls. The analysis of smooth muscle cells from the aorta showed higher values in patients with coronary disease than in controls and that IL-18 may be an independent risk factor for CAD.17

In another study with 118 patients with coronary disease undergoing an angiographic study, consisting of 67 in the acute phase and 51 with stable angina, the levels of IL-18 were significantly higher in the acute ones compared to the chronic ones, which is in accordance with the results presented herein.18

Regarding thrombus formation, Goetze emphasizes the importance of the increase in TpP levels in patients with CAD, highlighting the relevance of having an active thrombosis marker to provide important information in the ongoing ACS.19

Following the same concept, Mega et al.20 emphasized the prognostic value of TpP in patients with ACS, showing that increased TpP levels are associated with a higher risk of death and ischemic complications, making it clear that the inclusion of an activated coagulation marker, such as TpP, in patients with established cardiovascular disease and risk factors for CAD can offer a valuable complementary analysis in the risk assessment of ACS. Carried out with 284 healthy patients and 2349 patients with ACS, this study found that the mean level of TpP was higher in patients with ACS (8.9 µg / mL vs. 3.6 µg / mL, p <0.001), which is correlated a worse prognosis.20 In the present study, it was observed that TpP levels were significantly higher in patients diagnosed with ACS than in patients with chronic CAD and in the control group (p <0.001). However, as this is an observational study, there was no prognostic evaluation of these patients, preventing a better analysis of the clinical outcomes that could be correlated; however, the evaluation of these data is planned.

Laurino et al.21 studied a cohort of 115 patients with symptoms suggestive of AMI with less than six hours duration of pain onset. Blood samples from patients were measured at 0, 1, 2, 4, 8, 16 and 24 hours after presentation for some biomarkers: total creatine kinase (total CK), CK-MB, myoglobin, troponin I and TpP. The authors observed a significant increase in serum TpP levels in 15 of the 17 patients with AMI diagnosed within six hours after symptom onset (p <0.001); 2 of the 8 patients who had AMI diagnosed six hours after symptom onset (p <0.008); 22 of the 35 patients with unstable angina (p <0.001) and 15 of the 30 patients with stable angina (p <0.001) and 3 of the 5 patients with atrial fibrillation (p <0.001); 6 of 9 patients with congestive heart failure (p <0.001); and 6 of 11 patients with non-cardiac chest pain (p <0.001). Maximum TpP concentrations in patients with AMI preceded those of the other markers by two to four hours.21 Therefore, acute thrombosis is associated with significant clinical alterations, including AMI. An accurate, fast and reliable test for the detection of thrombus would be an invaluable tool for doctors in the diagnosis, monitoring and treatment of patients with acute chest pain.22

Studies have demonstrated the importance of TpP in the assessment of the acute thrombotic process, highlighting the ACS, while others associate the increased values of this biomarker to the presence of some risk factors for CAD, such as SAH and DM in patients without evidence of ACS. As these risk factors favor a state of hypercoagulability, they may be related to a pro-thrombotic effect and may trigger an active thrombogenic process. The presence of type 2 DM may be associated with increased serum TpP values due to the predisposition of this patient profile to have markedly increased endothelial dysfunction, in addition to greater systemic coagulation activation, which caused transient alterations and favors acute cardiac events.22 , 23 , 24 The presence of SAH can also result in a hypercoagulable and prothrombotic environment and favor acute decompensation of coronary artery disease.23 , 24 The present study showed that DM and SAH did not result in a statistically significant difference between the studied groups, having not influenced the final result of the TpP measurement in relation to the different stages of coronary disease (presence of risk factor, chronic CAD and ACS). Therefore, the result obtained was not influenced by these risk factors.

Study limitations

The sample size is small, representing a convenience sample, which can be attributed to two factors: the selection of patients carried out in hospitals that did not have an open emergency unit, making it difficult to constitute the group of acute patients. The analysis of the means found for IL-18 and TpP showed an equality between the group of chronic patients and the control group. Making a critical assessment of this observation, it can be noted that no complementary exams (e.g., carotid and vertebral Doppler) or intravascular ultrasound were performed to rule out an atherosclerotic process in other sites, which may have influenced this result, not allowing a better evaluation of biomarkers with chronicity or absence of atherosclerosis. A normal ejection fraction in all groups excluded more severe patients, which may have influenced the results. Although the present study showed that the mean serum levels of IL-18 and TpT were higher in the group of acute patients when compared to the group with stable angina or the one without coronary lesions, it is not possible to make a prognostic evaluation, as it aims to encourage the continuity of the research to confirm the hypothesis and intends to do an annual monitoring of the subjects in this sample.

 Conclusions

The mean IL-18 and TpP levels are elevated in the acute phase of coronary artery disease, suggesting the correlation of this biomarker with the worsening and the instability of acute coronary syndrome.

The mean levels of IL18 and TpP were lower in the chronic phase of coronary disease and in the patients of the Control Group; however, in this study it was observed that the Chronic Group and the Control Group had statistically equivalent means.

The results were not influenced by differences in gender or ethnicity in the groups.

Study Association

This article is part of the thesis of Doctoral submitted by Carlos Scherr, from Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Sources of Funding

This study was funded by Fundação Pró Coração.