A mieloperoxidase (MPO) é uma enzima derivada de leucócitos que catalisa a formação de numerosas espécies reativas oxidantes. Além de integrantes da resposta imune inata, evidências têm comprovado a contribuição desses oxidantes para o dano tecidual durante inflamação. A MPO participa de atividades biológicas pró-aterogênicas relacionadas à evolução da doença cardiovascular, incluindo iniciação, propagação e as fases de complicação aguda do processo aterosclerótico. Dessa forma, a MPO e sua cascata inflamatória representam um alvo atrativo para investigação prognóstica e terapêutica na doença aterosclerótica cardiovascular. Nesta revisão, apresentamos o estado da arte no entendimento das ações biológicas às evidências clínicas da relação entre MPO e doença arterial coronariana. Vários estudos apontam para o efeito independente dos níveis de MPO na evolução da doença e ocorrência de eventos em pacientes com síndrome coronariana aguda. Entretanto, ainda não é consistente o valor preditivo adicional dos níveis de MPO na estratificação de risco cardiovascular para incorporá-la à prática clínica como sinalizadora de vulnerabilidade de placa. Estudos adicionais são necessários para confirmar seu papel nas diferentes formas de apresentação da cardiopatia isquêmica, além da padronização do ensaio, ponto fundamental para a transição desse marcador do ambiente de pesquisa para uso na rotina clínica.
Mieloperoxidase e doença arterial coronariana: da pesquisa à prática clínica
IDepartamento de Cardiologia do Hospital São Vicente de Paulo
IILaboratório de Patologia Clínica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre
IIIServiço de Cardiologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre
IVPrograma de Pós-Graduação em Cardiologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Passo Fundo, Porto Alegre, RS - Brasil
A mieloperoxidase (MPO) é uma enzima derivada de leucócitos que catalisa a formação de numerosas espécies reativas oxidantes. Além de integrantes da resposta imune inata, evidências têm comprovado a contribuição desses oxidantes para o dano tecidual durante inflamação. A MPO participa de atividades biológicas pró-aterogênicas relacionadas à evolução da doença cardiovascular, incluindo iniciação, propagação e as fases de complicação aguda do processo aterosclerótico. Dessa forma, a MPO e sua cascata inflamatória representam um alvo atrativo para investigação prognóstica e terapêutica na doença aterosclerótica cardiovascular. Nesta revisão, apresentamos o estado da arte no entendimento das ações biológicas às evidências clínicas da relação entre MPO e doença arterial coronariana. Vários estudos apontam para o efeito independente dos níveis de MPO na evolução da doença e ocorrência de eventos em pacientes com síndrome coronariana aguda. Entretanto, ainda não é consistente o valor preditivo adicional dos níveis de MPO na estratificação de risco cardiovascular para incorporá-la à prática clínica como sinalizadora de vulnerabilidade de placa. Estudos adicionais são necessários para confirmar seu papel nas diferentes formas de apresentação da cardiopatia isquêmica, além da padronização do ensaio, ponto fundamental para a transição desse marcador do ambiente de pesquisa para uso na rotina clínica.
A inflamação tem sido relacionada a diversos estágios do desenvolvimento da placa aterosclerótica, desde o depósito lipídico à ruptura da placa e suas complicações trombóticas. Inúmeros estudos epidemiológicos têm avaliado os marcadores inflamatórios (proteína C reativa, citocinas, moléculas de adesão, contagem de leucócitos totais) e sua aplicabilidade clínica como preditores de risco para doença cardiovascular (DCV)1-3.
Reagentes de fase aguda como a proteína C reativa (PCR), marcadores de inflamação sensíveis, mas pouco específicos, estão aumentados em estágios precoces e tardios de lesões ateroscleróticas. Sua detecção como marcador sérico preditor de risco para doença arterial coronariana em estudos epidemiológicos tem embasado sua utilização como parte da avaliação preventiva de risco cardiovascular4. Contudo, muitos pacientes com risco de eventos cardiovasculares primordiais ainda não são precocemente identificados, e as manifestações súbitas freqüentemente demandam procura por serviços de emergência. Assim, há necessidade de identificar marcadores adicionais para avaliação de risco de eventos cardiovasculares, principalmente aqueles relacionados à vulnerabilidade de placa5-7.
A ruptura ou erosão de placas com formação de trombo intramural representa a mais importante modificação morfológica na transformação de lesões coronarianas estáveis em clinicamente instáveis. O substrato anatomopatológico dessas complicações é heterogêneo com respeito à arquitetura e composição da placa, mas a presença do processo inflamatório localizado tem surgido como denominador comum. Enquanto linfócitos e monócitos têm sido considerados importantes contribuintes na fisiopatologia da doença cardiovascular, principalmente pela geração de citocinas pró-inflamatórias, os neutrófilos polimorfonucleares podem modular e sinalizar rotas inflamatórias pela secreção de enzimas que interagem em órgãos-alvo. O papel dos neutrófilos nos locais de lesão tecidual é bastante complexo, mas pode ser sumarizado pela ação de endocitose de material estranho e secreção de enzimas intracelulares, como elastase, endopeptidases e mieloperoxidase (MPO)8.
A síntese de MPO ocorre durante a diferenciação mielóide na medula óssea e está completa dentro dos granulócitos previamente à sua entrada na circulação. Essa enzima é encontrada predominantemente em neutrófilos, monócitos e alguns subtipos de macrófagos teciduais. Representa mais de 5% do conteúdo protéico total da célula em neutrófilos e 1% nos monócitos9.
A MPO é uma proteína catiônica, com peso molecular de 144 kD, que consiste em dois dímeros idênticos ligados por uma ponte de bissulfeto, sendo cada dímero composto de uma subunidade de cadeia leve e uma pesada, com grupos heme funcionalmente idênticos. É o principal constituinte dos grânulos azurófilos dos neutrófilos, prontamente liberada após ativação por diferentes agonistas, contribuindo para a defesa imune inata do organismo9-11.
Crescentes evidências demonstram o papel da MPO como participante central do elo entre inflamação e doença cardiovascular. A mieloperoxidase, pela reação com peróxido de hidrogênio, forma radicais livres e substâncias oxidantes difusíveis com atividade antimicrobiana, mas também promove dano oxidativo do tecido do hospedeiro, por exercer efeitos pleiotrópicos na vasculatura com potencial impacto no desenvolvimento de aterosclerose, disfunção endotelial, instabilidade de placa e resposta no remodelamento ventricular após injúria isquêmica12-14 (
A participação da mieloperoxidase na composição da carga lipídica do ateroma vascular, na ativação de proteases e em mecanismos de vasoconstrição e trombose torna consistente o envolvimento dessa heme proteína no desenvolvimento da doença aterosclerótica e de suas complicações trombóticas (
A modificação oxidativa da LDL leva ao aumento de sua recaptação e degradação por macrófagos, resultando em depósito de colesterol e formação de células espumosas, a marca celular das estrias gordurosas.
Estudos recentes apontam os prováveis mecanismos pelos quais a mieloperoxidase é capaz de promover oxidação de lipoproteínas
A MPO tem a habilidade de modificar oxidativamente o aminoácido tirosina da apolipoproteína B-100 (apo B-100), usando H2O2 e íon Cl- para gerar 3-clorotirosina. Pode também nitratar a tirosina oxidando nitrito (NO2-), produto final do metabolismo do óxido nítrico (ON), gerando 3-nitrotirosina18,19. Além de marcadores da atividade da MPO, a 3-clorotirosina e 3-nitrotirosina têm importância clínica por promover dano oxidativo, o que contribui para a aterosclerose.
Podrez e cols.18,20 caracterizaram o sistema MPO- H2O2-NO2 como rota preferencial, utilizada por monócitos, para converter LDL em formas aterogênicas com maior afinidade pelo receptor CD36, principal receptor de macrófagos para LDL oxidado diretamente envolvido na formação de células espumosas
Mais recentemente, demonstrou-se que a HDL é também suscetível a modificações oxidativas mediadas por mieloperoxidase por nitratação ou halogenação de resíduos tirosina na apolipoproteína AI (apo AI). Estas prejudicam a habilidade da proteína de promover o transporte reverso de colesterol dependente de ABCA-1, contribuindo para a formação de lesões ateroscleróticas21-23.
A disfunção endotelial vascular que afeta a resposta vasomotora ao óxido nítrico (ON) é um fenômeno bem estabelecido na doença cardiovascular, e alguns mecanismos peroxidase-mediados têm sido recentemente estudados. Abu-Soud e Hazen24 demonstraram que todos os membros da superfamília de heme peroxidases, da qual a mieloperoxidase é o protótipo, são capazes de cataliticamente consumir ON sob condições fisiológicas, limitando sua biodisponibilidade. Além do consumo catalítico, oxidantes gerados são capazes de inibir a atividade do ON sintetase e reduzir seus co-fatores como NADPH. Estudos histopatológicos demonstram o acúmulo de MPO no endotélio vascular e sua combinação com nitrotirosina no espaço subendotelial de lesões ateroscleróticas, interferindo localmente no efeito do ON na parede dos vasos25.
Níveis séricos de MPO mensurados em 298 indivíduos demonstraram ser preditores independentes de disfunção endotelial, avaliada pela resposta vasodilatadora mediada por fluxo da artéria braquial por ultra-som. Após ajuste para presença de fatores de risco cardiovasculares tradicionais, medicações e presença de doença arterial coronariana, indivíduos com níveis de MPO no maior quartil apresentaram probabilidade 6,4 vezes maior de desenvolver disfunção endotelial em relação ao menor quartil26.
A maioria dos estudos que avaliam o papel da mieloperoxidase na doença cardiovascular focam os estágios precoces do processo. Entretanto, estudos recentes ressaltam a ação moduladora da MPO sobre a cascata de proteases, participando das complicações agudas da aterosclerose, estímulo a trombogenicidade e vulnerabilidade de placa27.
Um extenso infiltrado de monócitos e neutrófilos é tipicamente descrito em placas fissuradas e trombosadas em autópsia de pacientes com síndromes coronarianas agudas (SCA)28,29. Em situações de ativação leucocitária, a MPO é secretada de grânulos citoplasmáticos para fagolisossomas e espaço extracelular com extensa impregnação em locais de ruptura de placa. Buffon e cols.30 documentaram a redução do conteúdo intracelular de MPO leucocitária em pacientes com angina instável submetidos a cateterismo cardíaco, em amostras coletadas do seio coronariano e da artéria femoral. O gradiente de ativação foi independente da localização da estenose responsável pela isquemia, introduzindo o conceito da ativação leucocitária generalizada no leito coronariano amplamente inflamado nas SCA.
A ligação da MPO com ativação da cascata de proteases ocorre pela inativação oxidativa de inibidores de proteases (α-1-antitripsina, inibidor tecidual das metaloproteinases (TIM) e inibidor do plasminogênio ativado (PAI-1)) e ativação de formas latentes como as proelastases e metaloproteinases (MMP). As MMP afetam o remodelamento e a estabilidade de placas ateroscleróticas. Fu e cols.31 demonstraram a geração de espécies oxidativas de HOCl por mieloperoxidases ativando a promatrilisina (MMP-7) capaz de promover degradação de matriz extracelular da capa fibrosa, potencialmente relacionando-as ao mecanismo de ativação e ruptura de placa aterosclerótica.
Em estudo
A habilidade da MPO de reduzir a biodisponibilidade de ON torna a superfície endotelial, normalmente antitrombótica, trombogênica pela expressão de vários fatores pró-trombóticos e antifibrinolíticos.
A migração de leucócitos para zona perinecrose e a reperfusão de artérias ocluídas expõem o território isquêmico a mais inflamação e estresse oxidativo. É possível que o aumento da atividade da MPO que acompanha modelos de lesão de isquemia e reperfusão contribua para o dano tecidual e a extensão do infarto resultantes.
A MPO pode contribuir para a disfunção miocárdica e o remodelamento ventricular adverso após o infarto, por meio de vários potenciais mecanismos. A MPO gera inúmeros oxidantes reativos e espécies citotóxicas, incluindo aldeídos, que podem modificar covalentemente resíduos críticos em canais-chave iônicos ou transportadores, contribuindo para o prejuízo da função contrátil após episódios de isquemia. Os fenômenos de isquemia e reperfusão miocárdica estimulam o recrutamento de polimorfonucleares (PMN), e a disfunção microvascular associada tem sido também atribuída ao decréscimo da biodisponibilidade de ON vascular. O mecanismo predominante ocorre pela rápida reação com superóxido derivado da NADPH oxidase de neutrófilos PMN recrutados e ativados nos tecidos inflamados33.
Além disso, a MPO pode afetar o remodelamento ventricular pós-infarto pela ativação da cascata da protease. A inativação do PAI-1 por oxidação catalisada pela MPO resulta em aumento da atividade da plasmina que acelera a degradação da matriz, um requisito para o afinamento da parede ventricular e dilatação da câmara. Askari e cols.34, ao estudarem ratos nulos para MPO (MPO - / -) com infarto agudo do miocárdio (IAM), demonstraram redução da infiltração leucocitária, menor dilatação ventricular e preservação da função sistólica.
Vasilyev e cols.35 demonstraram que há significativo aumento na geração de aldeídos em tecidos pós-infartados de ratos selvagens em relação aos MPO - / -, apontando claramente para o papel da MPO na formação dessas espécies. O estudo demonstra que aldeídos derivados da oxidação de aminoácidos comuns, catalisada pela MPO, representam um mecanismo rápido e relevante para a geração de espécies citotóxicas em sítios inflamatórios.
Embora previamente descrita como um distúrbio genético raro, a deficiência hereditária de MPO é relativamente comum nos Estados Unidos e na Europa, com prevalência de 1:2.000 a 1:5.000 indivíduos, sendo menos freqüente no Japão, 1:55.0009.
Uma variedade de mutações que resultam na deficiência de MPO tem sido relatada. Estas afetam a biossíntese de MPO, impedindo que a enzima seja processada até a fase madura ou apresente baixa atividade de peroxidase9. Estudo transversal com 92 indivíduos com deficiência de mieloperoxidase demonstrou significativa redução da prevalência de doença cardiovascular36.
Alguns polimorfismos são descritos para o gene da MPO, incluindo um polimorfismo funcional localizado na região promotora do gene que afeta sua transcrição37.
O polimorfismo – 463 G/A, que consiste na substituição de G por A na posição 463pb, provoca redução da expressão de MPO no genótipo AA, níveis intermediários no GA e maior quantidade de MPO intracelular no genótipo GG. Nikpoor e cols.38 demonstraram, em estudo de caso-controle, a associação entre polimorfismo do gene da MPO e doença arterial coronariana (DAC). Comparando 229 pacientes com coronariopatia e 217 controles, encontraram papel protetor do alelo A, e indivíduos com duas cópias do alelo A apresentaram menor chance de desenvolver DAC quando comparados com indivíduos AG ou GG.
Em estudo de coorte, avaliou-se o risco para eventos cardiovasculares associados ao genótipo GG. Foram estudados 139 pacientes com doença coronariana, sendo 89 (64%) GG, 45 (32%) GA e 5 (4%) AA, acompanhados por 45 ± 19 meses. Pacientes com genótipo GG apresentaram maior taxa de eventos (óbito, infarto, internação por angina instável) que o grupo GA/AA, 19 vs 4%, p = 0,0239.
Naruko e cols.29 analisaram a presença de neutrófilos em 126 segmentos de artérias coronárias obtidos em autópsias ou durante procedimentos de aterectomia. A análise imunoistoquímica com diferentes anticorpos foi utilizada para identificação de neutrófilos: anti-CD66b, elastase, mieloperoxidase mono e policlonal e CD 11b. Todas as placas rotas ou erosadas dos pacientes com IAM expressaram infiltração de neutrófilos comparados com rara detecção em lesões coronarianas de pacientes com morte não-cardíaca. Achados similares foram obtidos em espécimes de aterectomia, em 35 pacientes com angina estável (AE) e 32 com angina instável (AI). Nos pacientes com AI, foi documentada a expressão de neutrófilos em 44% das lesões culpadas, e nos com AE somente em 6%. Essas observações sugerem que a infiltração de neutrófilos está ativamente associada com eventos coronarianos agudos.
Sugiyama e cols.28 demonstraram, em placas ateroscleróticas de pacientes com morte súbita, maior expressão de MPO nos locais de ruptura, em erosões superficiais e no centro lipídico, enquanto estrias gordurosas exibiram menor expressão. Além disso, foi demonstrada associação da expressão de MPO nos macrófagos e de HOCl por técnicas de imunoistoquímica em lesões culpadas.
Zhang e cols.40 conduziram um estudo caso-controle para determinar a associação entre os níveis de MPO e a prevalência de cardiopatia isquêmica crônica em 158 pacientes submetidos a cateterismo cardíaco com DAC estabelecida e 175 pacientes sem DAC angiograficamente significativa. Em modelos multivariados, ajustados para fatores de risco tradicionais, escore de risco de Framingham e contagem de leucócitos, os níveis de MPO foram significativamente associados com a presença de DAC com RC de 12 para o maior quartil de MPO leucocitária e 20 para a MPO sérica.
Por sua vez, o valor prognóstico da MPO para ocorrência de eventos em pacientes estáveis ainda não está clara. Em uma coorte de 178 pacientes com angina estável, em acompanhamento em ambulatório especializado de cardiopatia isquêmica no Brasil, foi avaliado o valor prognóstico dos níveis de mieloperoxidase. Durante o seguimento médio de 12 ± 5 meses, 26 (14%) dos pacientes apresentaram um evento cardiovascular maior (morte, infarto, revascularização, síndrome coronariana aguda ou vascular periférica), entretanto não houve diferença significativa nos níveis de MPO entre os grupos com e sem eventos41.
Brennan e cols.42 avaliaram o valor dos níveis plasmáticos de MPO como preditor de risco para eventos cardiovasculares em 604 pacientes consecutivos atendidos no departamento de emergência por dor torácica com suspeita de origem cardíaca. A dosagem de MPO na admissão, tempo médio de 4 horas do início da dor, foi preditor independente de risco para eventos coronarianos maiores em 30 dias (infarto, necessidade de revascularização ou óbito); RC 2º quartil 1,7 (1,1-2,8), 3º quartil 3,2 (2,0-5,4) e 4º quartil 4,7 (2,8-7,7) e em 6 meses. Em pacientes sem evidência de necrose, definida pela dosagem de troponina negativa em 16 horas de monitorização, o risco de revascularização e eventos cardíacos maiores combinados em 30 dias e 6 meses também foi maior com o aumento dos quartis de MPO. Utilizando o ponto de corte de 198 pM derivado da curva ROC, a adição de mieloperoxidase à troponina, como teste de rastreamento, melhorou a habilidade de identificar pacientes com risco de eventos em 30 dias de 58% para 84,5% (p < 0,001). Esse foi o primeiro trabalho da literatura que demonstrou a utilidade da dosagem de MPO na triagem de pacientes na emergência para estratificação do risco para eventos cardiovasculares. Mesmo em pacientes em que foi excluído infarto, baseado na medida de troponina, o aumento dos níveis de MPO na apresentação foi preditor de eventos. Outra vantagem é que, enquanto os níveis circulantes de troponina aumentam em 3 a 6 horas após injúria miocárdica, os níveis de MPO foram significativamente elevados na apresentação (mesmo em 2 horas de início dos sintomas), em pacientes com troponina inicialmente negativa. Esses achados sugerem que a MPO seja um marcador de SCA precedendo a necrose, um preditor de placa vulnerável.
Pesquisadores do estudo CAPTURE, que incluiu 1.090 pacientes com SCA e angina recorrente necessitando intervenção coronariana percutânea, avaliaram o valor prognóstico dos níveis de MPO. Os níveis séricos de MPO mostraram correlação com fatores de risco tradicionais, mas não se correlacionaram com níveis de troponina, CD 40 ligante solúvel, proteína C reativa (PCR) ou alterações eletrocardiográficas. Contudo, pacientes com níveis elevados de MPO, 31,3% da amostra, apresentaram um aumento de risco para o desfecho morte ou infarto em 72 horas até 6 meses, RR 2,25 (1,32-3,8). Em particular, níveis de MPO >350 µg/l identificaram um subgrupo de pacientes sob risco aumentado para eventos, mesmo com troponina normal (15,9% vs 2%, p = 0,001)43.
Em pacientes com SCA, os níveis de MPO parecem predizer aumento de risco para eventos cardiovasculares subseqüentes e estendem as informações prognósticas de outros biomarcadores tradicionais. Com troponina, a MPO identificou 95% de todos os eventos adversos do estudo CAPTURE. A estratificação de risco em pacientes com SCA é o principal objetivo para selecionar o regime terapêutico farmacológico e intervencionista. A troponina é o melhor marcador prognóstico estabelecido para predizer eventos e identificar pacientes com maior benefício para estratégias agressivas. Como reflete necrose miocárdica, esforços têm sido estabelecidos para identificar pacientes em risco durante estágios mais precoces da doença. A mieloperoxidase sinaliza e identifica o estado de inflamação aguda da circulação coronariana, pelo aumento da ativação de neutrófilos que precede a injúria miocárdica.
Em nosso meio, o valor prognóstico da dosagem de mieloperoxidase foi avaliado em um grupo de 130 pacientes com síndrome coronariana aguda (SCA). Níveis elevados de MPO na admissão hospitalar conferiram aumento de risco de 3,8 vezes para incidência de eventos cardiovasculares intra-hospitalares (óbito, angina recorrente, insuficiência cardíaca e arritmia grave), independentemente de outros preditores avaliados, como idade, dislipidemia, alterações isquêmicas no eletrocardiograma, troponina e PCR. Esses achados reproduzem o risco estimado pelo estudo CAPTURE com similar magnitude em uma amostra não selecionada de pacientes com SCA44.
Cavusoglu e cols.45 avaliaram o valor prognóstico em longo prazo dos níveis de MPO em 193 homens com SCA e demonstraram que a dosagem de MPO basal foi um preditor independente de infarto em 24 meses.
Biasucci e cols.46 conduziram estudo para avaliar a prevalência e o momento de ativação de neutrófilos no curso das SCA, além da relação temporal entre os episódios de isquemia recorrente e a ativação de neutrófilos. Avaliaram o índice de mieloperoxidase intracelular que quantifica a atividade média da MPO em toda a população de neutrófilos. Em indivíduos normais, o índice é próximo a zero. Valores positivos aparecem quando os neutrófilos estão ricos em MPO e valores negativos quando há depleção da enzima, que tipicamente ocorre após ativação de neutrófilos. O índice intracelular foi significativamente reduzido em pacientes com angina instável e infarto do miocárdio, comparado com pacientes com angina estável crônica e indivíduos normais. Durante o acompanhamento na unidade coronariana sob monitorização eletrocardiográfica, não houve alteração no índice de MPO antes ou após os episódios isquêmicos comparados com valores basais, nem correlação com o momento ou a duração da isquemia documentada.
Gach e cols.47 avaliaram a ativação de PMN em pequena amostra de pacientes com angina instável submetidos a cateterismo cardíaco. Foi documentado o aumento significativo dos níveis de MPO em medidas seriadas, nas primeiras 24 horas do exame em pacientes submetidos à angioplastia com implante de
Khan e cols.48 estudaram 384 pacientes pós-infarto com supradesnivelamento de ST, para determinar o valor prognóstico dos níveis de MPO e NT-BNP (N-terminal peptídeo natriurético tipo pro-B). Utilizou-se o valor da mediana das dosagens durante os cinco dias do início da dor torácica. Os níveis de MPO foram significativamente maiores em pacientes que apresentaram o desfecho primário (morte ou readmissão por infarto), quando comparados com sobreviventes sem infarto recorrente. Utilizando modelo de regressão logística, a combinação dos marcadores MPO e NT-BNP melhorou a acurácia para 76%, excedendo a de qualquer peptídeo isoladamente.
O prognóstico em longo prazo da MPO e dos marcadores de oxidação protéica foi também avaliado por Mocatta e cols.49 em 512 pacientes admitidos com infarto agudo do miocárdio. A MPO e o carbonil proteína foram mais elevados no plasma de pacientes com infarto, em 24 a 96 horas da admissão, que em controles. Entretanto, apenas os níveis de MPO e não de carbonil proteína foram preditores independentes de mortalidade no seguimento de cinco anos. Pacientes com níveis de MPO acima da mediana, em combinação com níveis elevados de NT pro-BNP e reduzida fração de ejeção, apresentaram significativa redução de sobrevida. A MPO elevada, portanto, adicionou informação prognóstica para mortalidade em longo prazo quando usada com marcadores estabelecidos, como NT pro-BNP e função ventricular.
Tang e cols.50, em estudo transversal, avaliaram os níveis de MPO em 102 pacientes com diagnóstico de insuficiência cardíaca (fração de ejeção < 50%) e 105 controles saudáveis. Os níveis de MPO foram significativamente maiores em pacientes com insuficiência cardíaca (IC) crônica sistólica (1.158
Em um estudo populacional prospectivo de rastreamento para IC na comunidade, foram avaliados 1.360 pacientes pela dosagem de múltiplos marcadores. A dosagem de MPO e PCR adicionalmente ao BNP demonstrou atingir a melhor especificidade, 94,3%, para o diagnóstico de disfunção ventricular sistólica51.
Recentemente, pesquisadores do European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) publicaram um estudo de casos e controles, no qual incluíram 3.375 indivíduos saudáveis da coorte populacional de Norfolk, Reino Unido, demonstrando que níveis elevados de MPO são associados com aumento de risco futuro de eventos cardiovasculares, independentemente de fatores de risco tradicionais52.
A participação da MPO com suas atividades pró-aterogênicas em diversos estágios da doença cardiovascular tem estimulado o interesse no desenvolvimento de terapêuticas específicas anti-MPO12. Uma grande dificuldade no desenvolvimento de inibidores é a preocupação de que o fármaco possa comprometer a defesa imune inata.
As estatinas têm reduzido os níveis de oxidantes derivados de MPO e ON, sobretudo de nitrotirosina, independentemente dos efeitos de redução de lípides, o que sugere que as propriedades antiinflamatórias e antioxidantes devem ser incluídas nos efeitos pleiotrópicos atribuídos a essas drogas53,54. Zhou e cols.55 avaliaram o efeito da atorvastatina nos níveis de MPO e PCR, em 78 pacientes com SCA. Os pacientes foram randomizados para tratamento convencional e 10 mg/dia de atorvastatina ou tratamento sem hipolipemiantes. Dosagens dos marcadores demonstraram a redução adicional dos níveis de MPO (16% vs 8%, p = 0,01) após uma semana de tratamento.
Baldus e cols.56 avaliaram o efeito da administração de heparina durante o cateterismo cardíaco em 109 pacientes, demonstrando aumento nos níveis de MPO plasmática induzida por heparina que se correlacionou com a melhora da função endotelial. A ligação da MPO à parede do vaso é um pré-requisito para oxidação MPO-dependente do ON derivado do endotélio e prejuízo da função endotelial. Dessa forma, a mobilização da MPO associada ao vaso pode representar um mecanismo pelo qual as heparinas exercem efeitos antiinflamatórios e aumentam a biodisponibilidade de ON vascular.
Recomendações de mudanças no estilo de vida, incluindo dieta e exercícios, têm demonstrado benefício na prevenção e no tratamento da doença arterial coronariana. Roberts e cols.57 avaliaram 31 homens obesos submetidos à modificação intensiva de estilo de vida (dieta rica em fibras, pobre em gorduras e exercícios aeróbicos diários) por três semanas, analisando marcadores inflamatórios, de estresse oxidativo e função endotelial. Após curto período de intervenção, houve redução significativa dos níveis de MPO (166 vs 33 ng/ml, p < 0,05) e dos demais marcadores avaliados.
Avanços no entendimento da fisiopatologia da aterosclerose e das síndromes isquêmicas agudas têm levado a uma explosão no desenvolvimento de ensaios de biomarcadores séricos, no entanto não há consenso quanto à efetividade de sua utilização na prática clínica. Quando se avalia o uso de um novo marcador, é necessário considerar certas especificações que devem incluir validação da imprecisão analítica e limites de detecção, caracterização do calibrador, especificidade do ensaio e padronização, características pré-analíticas e estudos apropriados de intervalos de referência6,7,58.
Além da dosagem sangüínea pelo método de ELISA, o conteúdo de MPO pode ser mensurado nos neutrófilos como um índice de degranulação por citometria de fluxo em alguns analisadores hematológicos6,59.
A dosagem de MPO ainda necessita de padronização. Estudos que avaliaram sua utilidade como preditor de risco ou prognóstico utilizaram ensaios com técnica de ELISA, ainda não comercialmente disponíveis (Oxis Health Products, Calbiochem e PrognostiX). Não há consenso quanto à unidade de medida a ser utilizada para expressar resultados, determinação de valores de referência populacionais e prováveis fatores pré-analíticos que poderiam interferir na sua dosagem, como o tipo de amostra utilizada (soro ou plasma), o tipo de anticoagulante e a estabilidade do analito. Chang e cols.60 verificaram que o tempo em que a amostra permanece em temperatura ambiente antes da centrifugação afeta de maneira importante o conteúdo de MPO no plasma. Quando a amostra foi colocada em banho de gelo após a coleta, mesmo com a centrifugação ocorrendo em temperatura ambiente não houve aumento na concentração de MPO. No entanto, em amostras mantidas em temperatura ambiente, aparentemente a MPO continuou sendo liberada dos leucócitos no sangue no decorrer do tempo até a centrifugação, o que também explica valores mais elevados no soro em relação ao plasma coletado com heparina, pois a amostra permanece em temperatura ambiente por mais tempo para a formação do coágulo.
Pelo conhecimento atual, dados sugerem que a MPO pode servir como marcador de doença cardiovascular, promovendo informações independentes no diagnóstico e prognóstico de pacientes, e também como potencial causador da progressão e instabilidade de lesões ateroscleróticas no momento da isquemia aguda.
Há perspectivas futuras para avaliação de sua utilidade para orientar a decisão terapêutica cardiovascular atual além do desenvolvimento de tratamentos específicos que atuem removendo a MPO dos espaços endotelial e subendotelial para prevenir suas ações pro-inflamatórias na parede dos vasos sanguíneos ou reduzindo as fontes de H2O2 para evitar a depleção MPO-dependente dos níveis de ON vascular.
Estudos adicionais são necessários, principalmente aqueles relacionados à padronização da técnica de dosagem, método de coleta e armazenamento e ao conhecimento de eventuais interferências esperadas. A uniformização das unidades de medida e valores de referência populacionais deverá facilitar a avaliação clínica, e, no futuro, o desenvolvimento de ensaios comercialmente disponíveis, padronizados e automatizados, capazes de aumentar a agilidade e diminuir a imprecisão analítica.
Além disso, um marcador inflamatório para avaliação de risco cardiovascular precisa ter, entre outras características: independência dos fatores de risco estabelecidos, habilidade para melhorar a predição de risco além dos fatores de risco tradicionais, custos aceitáveis do ensaio e generalização dos resultados a vários grupos populacionais.
Ainda não está claro o valor preditivo adicional dos níveis de MPO na estratificação de risco cardiovascular para incorporá-la à prática clínica como sinalizadora de vulnerabilidade de placa. Estudos adicionais são necessários para confirmar sua habilidade diagnóstica e prognóstica nas diferentes formas de apresentação da cardiopatia isquêmica, além da padronização do ensaio que ainda é ponto fundamental para a transição desse marcador do ambiente de pesquisa para uso na rotina clínica.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi financiado por CNPq, CAPES, FIPE
Este artigo é parte de tese de mestrado de Raquel Melchior Roman pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Correspondência: Raquel Melchior Roman Rua Capitão Eleutério, 111/202 - Centro 99010-060 - Passo Fundo, RS - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 24/09/07; revisado recebido em 04/12/07; Aceito em 10/12/07
Myeloperoxidase (MPO) is an enzyme derived of leukocytes that catalyze formation of numerous reactive oxidant species. Besides members of the innate host defense, evidences have been proving the contribution of these oxidants to tissue injury during inflammation. MPO participates in proatherogenic biological activities related to the evolution of cardiovascular disease, including initiation, propagation and acute complications of atherosclerotic process. Thereby, MPO and its inflammatory cascade represents an attractive target for prognostical investigation and therapeutics in atherosclerotic cardiovascular disease. In this review, we present the state of the art in the understanding of biological actions to clinical evidences of the relationship between MPO and coronary arterial disease. Several studies point to the independent effect of MPO levels in the evolution of disease and incidence of events in patients with acute coronary syndrome. However, the additional predictive value of MPO levels in the cardiovascular risk assessment, to incorporate it to the clinical practice as marker of plaque vulnerability, is still not consistent. Additional studies are necessary to confirm its role in the different forms of presentation of ischemic disease, besides the standardization of the assay, fundamental point for transition of this marker from research atmosphere to use in clinical routine: : from laboratory to clinical practice.
IDepartment of Cardiology – Hospital São Vicente de Paulo, Passo Fundo-RS - Brazil
IILaboratory of Clinical Pathology - Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre-RS - Brazil
IIIDepartment of Cardiology – Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre-RS - Brazil
IVPost-Graduate Program in Cardiology of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS - Brazil
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Myeloperoxidase (MPO) is an enzyme derived of leukocytes that catalyze formation of numerous reactive oxidant species. Besides members of the innate host defense, evidences have been proving the contribution of these oxidants to tissue injury during inflammation. MPO participates in proatherogenic biological activities related to the evolution of cardiovascular disease, including initiation, propagation and acute complications of atherosclerotic process. Thereby, MPO and its inflammatory cascade represents an attractive target for prognostical investigation and therapeutics in atherosclerotic cardiovascular disease. In this review, we present the state of the art in the understanding of biological actions to clinical evidences of the relationship between MPO and coronary arterial disease. Several studies point to the independent effect of MPO levels in the evolution of disease and incidence of events in patients with acute coronary syndrome. However, the additional predictive value of MPO levels in the cardiovascular risk assessment, to incorporate it to the clinical practice as marker of plaque vulnerability, is still not consistent. Additional studies are necessary to confirm its role in the different forms of presentation of ischemic disease, besides the standardization of the assay, fundamental point for transition of this marker from research atmosphere to use in clinical routine: : from laboratory to clinical practice.
Inflammation has been related to several stages of development of atherosclerotic plaque, from lipid deposit to rupture of the plaque and their thrombotic complications. Several epidemiologic trials have been evaluating the inflammatory markers (C-reactive protein, cytokines, adhesion molecules, total leucocyte count) and its clinical applicability as risk predictors for cardiovascular disease (CVD)1-3.
Reagents of acute phase as the C-reactive protein (CRP), sensitive inflammation markers, but little specific, they are increased in early and late stages of atherosclerotic lesions. Its detection as risk predictor serum marker for coronary arterial disease in epidemic studies has based its use as part of the preventive evaluation of cardiovascular risk4. However, many patients with risk of hard cardiovascular events are not yet earlier identified and the sudden manifestations frequently demand search of emergency services. Thus, there is need to identify additional markers mainly for risk evaluation of cardiovascular events related to plaque vulnerability5-7.
The rupture or erosion of plaque with intramural thrombus formation represent the most important morphologic modification in the transformation of stable coronary lesions into clinically unstable. The anatomopathological substrate of these complications is heterogeneous with respect to the architecture and composition of the plaque, but the presence of the localized inflammation has been appearing as common denominator. While lymphocytes and monocytes have been considered important contributors specially in the physiopathology of cardiovascular disease mainly for generation of pro-inflammatory cytokines; the polymorfonuclear neutrophil can modulate and signal inflammatory pathway by the secretion of enzymes that interact in target-organ. The function of neutrophils at site of tissue lesion is quite complex, but can be summarized by endocytosis of foreign material and secretion of intracellular enzymes as elastase, endopeptidase and myeloperoxidase (MPO)8.
The synthesis of MPO occurs during the myeloid differentiation in the bone marrow and it is complete within the granulocytes, previously to its entrance in the circulation. This enzyme is found predominantly in neutrophils, monocytes and some subtypes of tissue macrophages. Represents more than 5% of total protein content of the cell in neutrophils and 1% in monocytes9.
MPO is a cationic protein, with molecular weight of 144 kD, that consists of two identical dimmers linked by a disulfide bridge, each dimmer composed of a subunit of light and a heavy chain, with functionally identical heme groups. It is the main component of the azurophilic granules of the neutrophils, promptly liberated after activation by different antagonists contributing to the innate immune response of the organism9-11.
Growing evidences demonstrate the action of MPO as central participant of the link between inflammation and cardiovascular disease. The myeloperoxidase, through the reaction with hydrogen peroxide, form free radicals and diffusible oxidative substances with antimicrobial activity, but it also promotes oxidative damage of host tissue by exercising pleiothropic effects in the vascular system with potential impact in the atherosclerosis development, endothelial dysfunction, plaque unstabilization and response in ventricular remodeling after ischemic injury12-14 (
The participation of myeloperoxidase in the composition of lipid content of the vascular atheroma, in the proteases activation and in vasoconstriction mechanisms and thrombosis makes the involvement of this heme protein in development of atherosclerotic disease and their thrombotic complications very consistent (
The oxidative modification of LDL leads to the increase of its uptake and degradation by macrophages resulting in cholesterol deposit and formation of foam cells, the cellular mark of the fatty streaks. Recent studies point to probable mechanisms by which myeloperoxidase is capable to promote oxidation of lipoproteins
MPO has the ability to modify oxidatively the amino acid tyrosine of the apolipoprotein B-100 (apo B-100) using H2O2 and ion Cl- to generate 3-chlorotyrosine. It also can nitrate the tyrosine oxidating nitrite (NO2-), final product of the metabolism of the nitric oxide (NO), generating 3-nitrotyrosine18-19. Besides markers of MPO activity, the 3-chlorotyrosine and 3-nitrotyrosine have clinical importance for promoting oxidative damage contributing to atherosclerosis.
Podrez et al18,20 characterized the system MPO - H2O2-NO2 as preferential pathway, used by monocytes, to convert LDL in atherogenic forms with greater affinity with the receiver CD36, main macrophage receiver for oxidized LDL directly involved in the formation of foam cells
More recently, it was demonstrated that HDL is also susceptible to oxidative modifications mediated by myeloperoxidase by nitration or halogenation of tyrosine residues in the apolipoprotein A-I (Apo A-I). These harm the ability of the protein to promote the ABCA-1 dependent reverse transport of cholesterol contributing to the formation of atherosclerotic lesions21-23.
The vascular endothelial dysfunction, affecting the vasomotor response to the nitric oxide (NO), is a well established phenomenon in cardiovascular disease and some peroxidase-mediated mechanisms have been studied recently. Abu-Soud and Hazen24, demonstrated that all members of the heme peroxidase superfamily, of which the myeloperoxidase is the prototype, are capable of catalytically consume NO under physiologic conditions, limiting its bioavailability. Besides the catalytic consumption, oxidants generated are capable to inhibit the activity of the NO synthetase and to reduce their cofactors like NADPH. Histopathological studies demonstrate the accumulation of MPO in the vascular endothelium and its combination with nitrotyrosine in the subendothelial space of atherosclerotic lesions interfering locally in the effect of NO in the vessel wall25.
Serum levels of MPO measured in 298 individuals demonstrated it to be independent predictor of endothelial dysfunction, appraised by brachial artery flow-mediated dilation determined by ultrasound. After adjustment for presence of traditional cardiovascular risk factors, medications and presence of artery coronary disease, individuals with MPO levels in the highest quartile had probability 6,4 times greater of presenting endothelial dysfunction in relation to the lowest26.
Most of the studies that evaluate myeloperoxidase action in cardiovascular disease focus the early stage of the process. However, recent studies emphasize the modulating action of MPO over the proteases cascade participating in the acute complications of atherosclerosis, stimulus to thrombogenecity and plaque vulnerability27.
An extensive infiltration of monocytes and neutrophils is typically described in fissured and thrombosed plaques in autopsy of patients with acute coronary syndromes (ACS)28,29. In situations of leukocyte activation, MPO is secreted from cytoplasmatic granules to phagolysosome and extracelular space with extensive impregnation at sites of plaque rupture. Buffon et al30 documented the reduction of intracellular content of leucocitary MPO in patients with unstable angina submitted to coronary angiography in samples collected in coronary sinus and of femoral artery. The activation gradient was independent of location of the stenosis responsible for ischemia, introducing the concept of widespread leucocytary activation in coronary bed, systemically inflamed in ACS.
The link of MPO with activation of the proteases cascade occurs through the oxidative inactivation of proteases inhibitors [α1-antitrypsin, tissue inhibitors of metalloproteases (TIMs) and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1)] and activation of latent proelastases and metalloproteinases (MMPs). MMPs affect the remodeling and stability of atherosclerotic plaque. Fu et al31 demonstrate the generation of oxidative species of HOCl by myeloperoxidase activating the pro-matrilysin (MMP-7) capable of promoting degradation of extracelular matrix of the fibrous layer potentially serving as a mechanism for atherosclerotic plaque rupture.
The ability of MPO to reduce the bioavailability of NO changes the endothelial surface, usually antithrombotic, thrombogenic by expression of several prothrombotic and antifibrinolytic factors.
Leukocyte migration to peri-necrotic zones and reperfusion of an occluded artery exposes the ischemic territory to further inflammatory and oxidative stresses. It is possible that the increase in MPO activity that accompanies models of ischemia reperfusion injury contributes to the resulting tissue damage and infarct extension.
MPO can contribute to myocardial dysfunction and adverse ventricular remodeling after infarction through several potentials mechanisms. MPO generates several oxidants reagents and cytotoxic species, including aldehydes, that can modify covalently critical residues in key ionic channels or transporters contributing to damage of the contractile function after ischemic episodes. The ischemic phenomena and myocardial reperfusion stimulate the recruitment of polymorphonuclear cells (PMNs) and the associated microvascular dysfunction has also been attributed to the decrease of the bioavailability of vascular NO. The predominant mechanism is through the fast reaction with superoxide derived from NADPH oxidase of recruited and activated PMNs neutrophils in inflamed tissues 33.
Besides, MPO can affect post-infarction ventricular remodeling by activation of the protease. The inactivation of the PAI-1 by oxidation catalyzed by MPO, results in increase of the plasmin activity, that accelerates the degradation of the matrix, a requirement for the thinning of the ventricular wall and dilation of the chamber. Askari et al34 studying MPO knockout mice ( MPO -/-) after myocardial infarction demonstrated reduction of leukocyte infiltration and left ventricular dilation associated with preservation of the systolic function.
Vasilyev et al35 demonstrated that there is significant increase in the generation of aldehydes in post-infarction tissues of wild rat in relation to MPO - / -, clearly indicating the role of MPO in the formation of these species. The study demonstrates that aldehydes derived from oxidation of common amine acids, catalyzed by MPO, represent a fast and relevant mechanism for the generation of cytotoxic species in inflammatory sites.
Although previously described as a rare genetic disorder, the hereditary deficiency of MPO is relatively common in the United States and Europe, with prevalence of 1:2000 to 1: 5000 individuals, and less frequent in Japan, 1:550009.
A variety of mutations that result in MPO deficiency have been related. These affect the biosyntese of MPO, impeding that the enzyme be processed until the mature phase or present low peroxidase activity9. Cross- study with 92 individuals with myeloperoxidase deficiency demonstrated significant reduction of prevalence of cardiovascular disease36.
Some polymorphisms are described for the gene of MPO, including a located functional polymorphism in the promoter area of the gene that affects its transcription37.
The polymorphism - 463 G/A, that consists of the substitution of G for A in the position 463pb, leads to reduction of MPO expression in the genotype AA, intermediate levels in GA and larger amount of intracellular MPO in the genotype GG. Nikpoor et al38 demonstrated in case-control study the association between polymorphism of the MPO gene and CAD. Comparing 229 patients with coronary disease and 217 controls, they found protecting effect of the allele A, and individuals with two copies of the allele A presented lower probability of CAD when compared with individuals AG or GG.
In a cohort study was evaluated the risk of cardiovascular events associated to the genotype GG. 139 patients with coronary disease were studied, 89 (64%) GG, 45 (32%) GA and 5 (4%) AA, followed for 45±19 months. Patients with genotype GG presented higher rate of events (death, infarction, hospitalization for unstable angina) than the group GA/AA, 19 vs. 4%, p = 0.0239.
Naruko et al29 analyzed the neutrophils in 126 segments of coronary arteries obtained in autopsies or during atherectomy procedures. The immunohistochemical analysis with different antibodies was used for neutrophil identification: anti-CD66b, elastase, myeloperoxidase mono and polyclonal and CD 11b. All ruptured or eroded plaques of patients with MI expressed neutrophils infiltration compared with rare detection in coronary lesions of patients with non-cardiac death. Similar observation were made in atherectomy specimens in 35 patients with stable angina (SA) and 32 with unstable angina (UA). In patients with UA the neutrophyle expression was documented only in 44% of the "culprit lesions" and with SA in 6%. Those observations suggest that the neutrophils infiltration is actively associated with acute coronary events.
Sugiyama et al28 demonstrated in atherosclerotic plaques of patients with sudden death, larger expression of MPO in the rupture sites, in superficial erosions and in the lipid core while fatty streaks exhibited smaller expression. In addition, association of MPO expression in macrophages and HOCl was demonstrate by immunohistochemical techniques in culprit lesions.
Zhang et al40 conducted a case-control study to determine the association between MPO levels and the prevalence of chronic artery disease in 158 patients submitted to cardiac catheterism with established CAD and 175 patients without angiographically significant CAD. In multivariate models, adjusted for traditional risk factors, risk score of Framingham and leukocyte count, MPO levels were significantly associated with the presence of DAC with RC 12 for the highest quartil of leucocitary MPO and 20 for the serum MPO.
However, the prognostic value of MPO for occurrence of events in stable patients is not still clear. In a cohort of 178 patients with stable angina, in following in specialized clinic of ischemic cardiopathy in Brazil, the prognostic value of myeloperoxidase levels was evaluated. During the average surveillance of 12±5 months, 26 (14%) of the patients presented a major cardiovascular event (death, infarction, revascularization, acute coronary or peripheric vascular syndrome), however there was no significant difference in MPO levels among the group with or without events41.
Brennan et al42 evaluated the value of serum MPO levels as risk predictor for cardiovascular events in 604 consecutive patients assisted in the emergency unit for chest pain of suspected cardiac origin. The measurement of MPO on admission, average time of 4 hours after the onset of the pain, was independent risk predictor for major coronary events in 30 days (infarction, need of revascularization or death); RC 2ºqtl 1,7 (1,1-2,8), 3ºqtl 3,2 (2,0-5,4) and 4ºqtl 4,7 (2,8-7,7) and in 6 months. In patients without necrosis evidence, defined by negative dosage of troponin in 16 hours of monitorization, the risk of revascularization and other major adverse cardiac events in 30 days and 6 months was also greater with the increase of the quartil of MPO. Using the cutoff point of 198 pM derived of the ROC curve, the myeloperoxidase addition to troponin, as screening test, improved the ability to identify patient with risk of events in 30 days of 58% for 84,5% (p <0,001). That was the first study of the literature that demonstrated the usefulness of MPO dosage in patient selection in the emergency for risk stratification for cardiovascular events. Even in patients where infarction was excluded, based on the troponin measure, the increase of MPO levels in the presentation was predictor of events. Another advantage is that while the circulating levels of troponin increase in 3 to 6 hours after myocardial injury, the MPO levels were significantly high in the presentation (even in 2 hours from the onset of the symptoms) in patients with initially negative troponin. Those findings suggest that MPO is a marker of ACS, preceding the necrosis, as such, a predictor of vulnerable plaque.
Investigators of the CAPTURE study, that included 1090 patients with ACS and recurrent angina underwent percutaneous coronary intervention, evaluated the prognostic value of MPO levels. MPO levels correlate with traditional risk factors, but they did not correlate with troponin T, CD 40 soluble ligand, C reactive protein (CRP) or electrocardiographic alterations. However, patients with elevated MPO levels, 31,3% of the sample, experienced an increased risk for death or infarction in 72 hours up to 6 months, RR 2.25 (1,32-3,8). Particularly, MPO levels of >350
In patients with ACS, levels of MPO predict increase risk for subsequent cardiovascular events and they extend the prognostic information of other traditional biomarkers. With troponin, MPO identified 95% of all of the adverse events of the CAPTURE study. Risk stratification in patients with ACS remains a major objective for the selection of medical and interventional treatment regimens. Troponin are the most established prognostic marker to predict events and to identify patient with greater benefit from aggressive strategies. As it reflects myocardial necrosis, efforts have been established to identify patient in risk during earlier stages of the disease. Myeloperoxidase signals and identifies the state of acute inflammation of the coronary circulation by the increase of neutrophil activation that precedes the myocardial injury.
In our environment, the prognostic value of myeloperoxidase measurement was evaluated in a group of 130 patients with acute coronary syndrome (ACS). High levels of MPO at hospital admission confirmed risk increase of 3.8 times for incidence of cardiovascular events in-hospital (death, recurrent angina, heart failure and severe arrhythmia), independent of other appraised predictors as age, dyslipidemia, ischemic alterations in electrocardiogram, troponin and CRP. These findings reproduce the estimated risk by the CAPTURE study with similar magnitude in a unselected sample of patients with ACS44.
Cavusoglu et al45 appraised the long term prognostic value of MPO levels in 193 men with ACS and they demonstrated that the basal measurement of MPO was an independent predictor of infarction in 24 months.
Biasucci et al46 conducted study to evaluate the prevalence and time course of neutrophil activation in the course of ACS and temporal relation between the episodes of recurring ischemia and the neutrophil activation. They evaluated the index of intracellular myeloperoxidase that quantifies the average activity of MPO in the whole neutrophil population. In normal individuals the index is close to zero. Positive values appear when the neutrophils are rich in MPO and negative values when there is depletion of the enzyme, that typically occurs after neutrophil activation. The intracellular index was significantly reduced in patients with unstable angina and myocardial infarction compared with patients with chronic stable angina and normal individuals. During coronary care unit admission, with electrocardiographic monitorization, there was no changes in the index of MPO before or after the ischemic episodes compared with basal values, nor correlation with time or length of the ischemia.
Gach et al47 evaluated the activation of PMN in small sample of patients with unstable angina undergoing cardiac catheterization. Significant increase of MPO levels was documented in serial measures in the first 24 hours after stenting in relation to the group where just diagnostic catheterization was performed.
Khan et al48 studied 384 patients post ST segment elevation myocardial infarction to determine the prognostic value of MPO levels and NT-BNP (N-terminal peptide natriuretic type pro-B). The average value of the measurements during 5 days of the onset of chest pain was used. The MPO levels were significantly higher in patients that presented the primary end point (death or readmission with infarction) compared with survivors without recurrent infarction. Using model of logistic regression, the combination of MPO and NT-BNP markers improved the accuracy to 76%, exceeding results of any peptide separately.
The long-term prognostic of MPO and markers of proteic oxidation was also evaluated by Mocatta et al49 in 512 patients admitted with acute myocardial infarction. MPO and carbonil protein were higher in patients with infarction in 24-96 hour after admission than in controls. However, just the MPO levels but not the carbonil protein were independent predictors of mortality in 5 years’s surveillance period. Patient with MPO levels above the average in combination with high levels of NT-proBNP and reduced ejection fraction presented significantly lesser survival. High MPO, therefore, added prognostical information for mortality in long term,when used with established markers as NT-proBNP and ventricular function.
Tang et al50 in cross-sectional study evaluated the MPO levels in 102 patients with diagnosis of heart failure (ejection fraction <50%) and 105 healthy controls. MPO levels were significantly higher in patients with chronic systolic heart failure (HF) (1,158 vs 204 pM, p< 0.0001). MPO levels increased with progression of functional class of New York Heart Association (NYHA) and they were correlated with BNP levels. This strong association of MPO levels with the prevalence of HF was independent of other factors as age and levels of BNP, OR 27(95%CI: 3.6-371).
In a prospective population study of screening HF in the community, 1,360 subjects were appraised through dosage of multiple markers. The measurement of MPO and CRP, additionally to BNP demonstrated the best specificity, 94.3%, for the diagnosis of ventricular systolic dysfunction51.
Recently, investigators of EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition) published a case-control study including 3,375 healthy individuals of the population cohort of Norfolk - UK, demonstrating that high levels of MPO are associated with increase of future risk of cardiovascular events, independent of traditional risk factors52.
The participation of MPO with its pro-atherogenic activities in several stages of the cardiovascular disease has been stimulating interest in development of specific anti-MPO therapeutics12. A great difficulty in the development of inhibitors is the concern that the medication may impairment the innate immune defense.
The statins have been shown to reduce levels of oxidants derived from MPO and NO, mainly nitrotyrosine, independent of the effects of lipid reduction, suggesting anti-inflammatory and antioxidant properties that should be included in the pleiothropic effects attributed to these drugs53,54. Zhou et al55 evaluated the effect of atorvastatin in the levels of MPO and CRP in 78 patients with ACS. The patients were randomized for conventional treatment and 10mg/day of atorvastatin or treatment without cholesterol-lowering drugs. Measurements demonstrated the additional reduction of MPO (16% vs. 8%, p=0.01) after a week of treatment.
Baldus et al56 evaluated the effect of heparin administration during cardiac catheterization in 109 patients, demonstrating increase in plasmatic MPO levels induced by heparin that was correlated with improvement of the endothelial function. MPO binding to the vessel wall is a prerequisite for MPO –dependent oxidation of endothelium-derived nitric oxide and impairment of endothelial function. This way, the mobilization of MPO from vascular compartments can represent a mechanism by which the heparin exercises anti-inflammatory effects and increases the bioavailability of vascular NO.
Recommendations of changes in lifestyle, including diet and exercises, have demonstrated benefit in the prevention and treatment of the coronary artery disease. Roberts et al57 evaluated 31 obese men submitted to intensive modification of lifestyle, (diet rich in fibers, low fat diet and daily aerobic exercises) for three weeks, analyzing inflammatory and oxidative stress markers and endothelial function. After short intervention period, there was significant reduction of MPO levels (166 vs. 133 ng/mL, p <0.05) and of other biomarkers.
Progress in the understanding of atherosclerosis physiopathology and of acute ischemic syndromes have been leading to an explosion in the development of assays of serum biomarkers, however, there is no consensus for the effectiveness of its use in clinical practice. When the use of a new marker is evaluated it is necessary to consider certain specifications, that should include validation of the analytical inaccuracy and detection limits, characterization of the calibrator, specificity of the assay and standardization, pre-analytical characteristics and appropriate studies of reference intervals6,7,58.
Besides the blood dosage by ELISA method, the MPO content can be measured in the neutrophils as a degranulation index by flow cytometry in some hematologic analyzers6,59.
The measurement of MPO still needs standardization. Studies evaluating its usefulness as risk or prognostic predictor, used assays with ELISA technique, still not available commercially (Oxis Health Products, Calbiochem and PrognostiX). There is no consensus as for the unit of measure to be used to express the results, determination of population reference values and probable pre-analytical factors that could interfere in its dosage, as the type of sample used (serum or plasma), the anticoagulant type and the stability of the analyte. Chang et al60 found that the length of time keeping the blood in room temperature before centrifugation greatly affect the MPO content in the plasma. When the sample was placed on ice after collection, even with the centrifugation occuring in room temperature, there was no increase in the concentration of MPO. While in samples maintained in room temperature, apparently, MPO continued to release from the leukocytes into blood until centrifugation, what also explains higher values in the serum in relation to the plasma collected with heparin, because the sample stand at room temperature for longer period to coagulate.
By current knowledge, data suggest that MPO can act as much as marker of cardiovascular disease promoting independent information in the diagnosis and prognostic of patient, as also potential cause of the progression and instability of atherosclerotic lesions at time of acute ischemia.
There are future perspectives for evaluation of its usefulness to guide the actual cardiovascular therapeutic decision, besides the development of specific treatments aiming at the removal of MPO of the endothelial and subendothelial spaces, preventing the pro-inflammatory actions of MPO in blood vessel wall or by reduction of H2O2 sources, avoiding or reducing the MPO-dependent depletion of vascular ON levels.
Additional studies are necessary, mainly related to the standardization of the assay technique, collection and storage method and to the knowledge of eventual expected interferences. The uniformization of the units of measure and populational reference values should facilitate the clinical evaluation, and, in the future, the development of commercially available assays, standardized and automated, capable to increase agility and reduce the analytical imprecision.
Also, an inflammatory marker for evaluation of cardiovascular risk must to have, among other characteristics: independence of the established risk factors, ability to improve the risk prediction beyond the traditional risk factors, acceptable costs of the assay and generalization of results to several populational groups.
The additional predictive value of MPO levels in the stratification of cardiovascular risk to incorporate it to the clinical practice as marker of plaque vulnerability is still not clear. Additional studies are necessary to confirm its diagnostic and prognostic ability in the different forms of presentation of ischemic cardiopaty, besides the standardization of the assay that is still fundamental issue for the transition of this marker from the research context to use in the clinical routine.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was funded by CNPq, CAPES, FIPE.
This article is part of the thesis of master submitted by Raquel Melchior Roman, from Universidade Federal do Rio Grande do Sul.