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Clínica e Investigación en Arteriosclerosis (English Edition)
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Vol. 29. Issue 2.
Pages 60-66 (March - April 2017)
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Vol. 29. Issue 2.
Pages 60-66 (March - April 2017)
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DOI: 10.1016/j.artere.2017.03.002
Differential leucocyte RNA expression in the coronary arteries compared to systemic circulation discriminates between patients with and those without coronary artery disease
La expresión diferencial de ARN en leucocitos en las arterias coronarias comparada con la de leucocitos de circulación sistémica discrimina a pacientes con y sin enfermedad arterial coronaria
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Josep Ribaltaa,1,
Corresponding author
josep.ribalta@urv.cat

Corresponding author.
, Arash Alipourb,1, Fátima Sánchez-Caboc, Joan-Carles Vallvéa, Tjin Njod, Rebeca Álvarezc, Hans Janssend, Anho Lieme, Ana Dopazoc, Manuel Castro-Cabezasb
a Unitat de Recerca en Lípids i Arteriosclerosi, Facultat de Medicina, Hospital Universitari de Sant Joan de Reus, Universitat Rovira i Virgili, Institut d’Investigació Sanitària Pere Virgili, CIBERDEM, Reus, Spain
b Department of Internal Medicine, Centre for Diabetes and Vascular Medicine, St Franciscus Gasthuis, Rotterdam, The Netherlands
c Genomics Unit, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), Madrid, Spain
d Department of Clinical Chemistry, St Franciscus Gasthuis, Rotterdam, The Netherlands
e Department of Cardiology, St. Franciscus Gasthuis, Rotterdam, The Netherlands
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Table 1. Clinical and biochemical characteristics of the study subjects.
Table 2. Functional analyses of the main biological processes involving genes differentially expressed in CAD+ versus CAD−.
Table 3. Top 10 genes differentially up-regulated and down-regulated in CAD+ compared with CAD− patients.
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Abstract
Aims

To test the hypothesis that the pattern of gene expression in circulating leukocytes may differ between vascular compartments, depending on the presence or absence of atherosclerosis, we evaluated the regional vascular differences in patterns of inflammatory cell activation.

Methods

Patients (n=8) with angiographically-established coronary artery disease (CAD+) and 8 without (CAD−) had blood samples taken from a peripheral vein as well as from left and right coronary arteries. Samples were pooled resulting in 4 CAD+ samples versus 4 CAD− samples and hybridised to a Whole Human Genome Microarray 4×44K.

Results

CAD− patients had a similar gene expression profile across the different sites. CAD+ patients had statistically significant different gene expression patterns in venous vs. right and left coronary artery compartments. The expression pattern observed in the right coronary was where the most differences in gene expression were observed in CAD+ vs. CAD− patients. Overall, 1964 genes were differentially expressed between CAD+ and CAD−. Of these, 1052 were less expressed in CAD+ and 912 were more expressed in CAD+. Up to 12 of the 20 most differentially expressed genes appeared to reflect different phases of the atherosclerosis process: endothelial dysfunction, lipid accumulation, and smooth muscle cell proliferation.

Conclusions

Gene expression of circulating leukocytes differentiates CAD+ from CAD− patients. Gene expression is significantly different between coronary arteries and the systemic circulation in CAD+ patients, but not in CAD− patients. Gene expression is significantly different between CAD+ and CAD− subjects, and appears to reflect the atherosclerosis process. These intra-individual differences may be an additional feature of established coronary artery disease.

Keywords:
RNA expression
Array
Atherosclerosis
Coronary arteries
Resumen
Objetivo

Para comprobar la hipótesis de que los patrones de expresión génica de leucocitos en circulación pueden ser diferentes entre los compartimentos vasculares dependiendo de la presencia o ausencia de arteriosclerosis, hemos evaluado en distintas regiones vasculares las diferencias entre los patrones de expresión y la activación de células inflamatorias.

Métodos

Se extrajeron muestras de sangre de venas periféricas y de las arterias coronarias (derecha e izquierda) de pacientes con (n=8; CAD+) y sin (n=8; CAD−) enfermedad arterial coronaria establecida angiográficamente. Las muestras fueron hibridadas en dos pooles de 4 muestras (CAD+ vs CAD−) mediante el kit Whole Human Genome Microarray 4×44K.

Resultados

Los pacientes CAD− tenían un perfil de expresión génica similar entre los distintos compartimentos vasculares. Los pacientes CAD+ tenían patrones de expresión génica significativamente diferentes entre los compartimentos venosos y las arterias coronarias derecha e izquierda. El patrón de expresión observado en la arteria coronaria derecha fue el que presentó más diferencias entre los pacientes CAD+ vs. CAD−. En conjunto, 1.964 genes estaban expresados diferencialmente entre CAD+ y CAD−. De estos, 1.052 estaban menos expresados en CAD+ i 912 estaban más expresados en CAD+. Hasta 12 de los 20 genes más diferencialmente expresados estaban relacionados con las diferentes fases del proceso arteriosclerótico: disfunción endotelial, acumulación lipídica y proliferación de células musculares lisas.

Conclusiones

La expresión génica de leucocitos circulantes diferencia pacientes CAD+ de CAD−. La expresión genética es significativamente diferente entre arterias coronarias y circulación sistémica en pacientes CAD+, pero no en pacientes CAD−. Estas diferencias intraindividuales podrían ser una característica adicional en el diagnóstico de la enfermedad arterial coronaria.

Palabras clave:
Expresión de ARN
Array
Aterosclerosis
Arterias coronarias

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