Modélisation de la cinétique d’oxydation des LDL par un logiciel (logiciel NELOP) et validation dans une population à risques vasculaires

NELOP program: a useful tool for LDL oxidation kinetic modeling

¹ Service de Biochimie A, Unité des lipides et du Stress Oxydant.
² Service de Néphrologie, Hopital Lapeyronie, Avenue du Doyen Gaston Giraud, Montpellier, 34059 France.

Résumé

La forme oxydée des LDL (low density lipoprotein) constitue le primum movens de l’athérogénèse. Divers modèles d’oxydabilité des LDL ont été développés mais aucun outil mathématique ne permet de quantifier la résistance des LDL à l’oxydation et l’effet des antioxydants. Nous avons développé un modèle mathématique permettant de quantifier de façon objective les différents paramètres de la cinétique d’oxydation au cuivre (Vmax, lag time, pente, t 1/2). Ce modèle, dont l’utilisation est automatisée sous forme de logiciel (logiciel NELOP), a été validé dans la population normale et dans une population à risques de maladies cardiovasculaires, les hémodialysés.

Les LDL sont collectées puis purifiées par ultracentrifugations successives en présence d’EDTA, à partir de plasma de 12 sujets témoins et dialysés. L’oxydabilité des LDL (0,1 pM) est initiée par le cuivre (5 pM) et suivie en continu à l’aide d’un spectrophotomètre par la production de diènes conjugués (marqueurs de l’oxydation). Les différents paramètres caractéristiques de l’oxydation sont déterminés graphiquement et corrélés à ceux obtenus par NELOP.

D’excellentes corrélations (Vmax : r² = 0,99, p < 0,05) ont permis de valider le logiciel dans les deux populations. Nos résultats montrent que les LDI. de sujets dialysés présentent une plus faible résistance à l’oxydation induite par le cuivre (lag time : 96,6 ± 48,6 mn chez le témoin contre 54,5 ± 22,2 mn chez le dialysé).

NELOP apparaît comme un outil utile qui permet de mieux évaluer l’oxydation des LDL dans des populations présentant des risques cardio-vasculaires. Ce logiciel devrait aussi permettre d’apprécier et de quantifier le rôle protecteur d'antioxydants de natures différentes.

Abstract

Oxidized LDL (low density lipoprotein) are considered to be the major initiating event in atherogenesis. In vitro models have been studied but no mathematic modeling can assess quantitatively the oxidability of LDL and antioxidant effects. We have developed a mathematic modeling allowing quantification of different kinetic parameters to LDL oxidation. This model has been validated by means of a software (software NELOP) in normal population (HV) and in a cardiovascular risk population, hemodialysis (HD).

LDL are collected and purified by sequential ultracentrifugations from 12 healthy volunteers and hemodialysis patients. LDL oxidability (0.1 pM) is initiated by 5 pM copper and monitored continuously by conjugated diene production. All parameters are evaluated and correlated to those obtained by NELOP.

Significant correlations between measured and calculated parameters (Vmax: r² = 0.99, p < 0.05) allow to validate NELOP in both populations. Our results show that hemodialysis LDL present an enhanced susceptibility to copper induced oxidation (lag time: 96.6 ± 48.6 mn in HV versus 54.5 ± 22.2 mn in HD).

NELOP seems to be a useful tool to evaluate LDL oxidation in cardiovascular risk populations.