Paraoxonase 1, HDL Subclasses and Post Surgery Acute Inflammation: A Pilot Study

Abstract

High density lipoproteins (HDL) structure and function studies are needed to better understand the heterogeneous nature of the HDL particle, and its interaction with associated proteins such as apolipoprotein A-1 (ApoA-1), paraoxonase 1 (PON1) and the environment. Our study assesses the effects of acute inflammation on PON1 and HDL subclasses in post-surgical colorectal cancer patients. PON1 was measured kinetically through its arylesterase and lactonase activity and HDL sub-classes were measured using Quantimetrix Lipoprint® System. White blood cells (WBC) counts, c-reactive protein (CRP) and serum amyloid A (SAA) levels were also analyzed using standard techniques. Our findings show that baseline PON1 activity is lower in colorectal cancer patients and significant reductions are observed in the acute inflammatory state post-surgery. PON1 changes are also inversely related to inflammatory markers such as SAA and CRP. In addition, our preliminary findings show that small and intermediate HDL decreases post-op Day 1. In conclusion, our study demonstrates the effects of chronic and acute inflammation on PON1. Specifically, PON1 arylesterase and lactonase activity is lower in states of chronic inflammation and further decreased in the acute inflammatory state. Additionally, in our limited sample size, while changes in PON1 and HDL subclasses may be variable in the acute inflammatory period, small HDL decreased with a loss of PON1 activity in the subacute phase.

A Multi-Omics Analysis of PON1 Lactonase Activity in Relation to Human Health and Disease

“…Bains et al ( 2019 ) compared PON1 lactonase activity in patients with intestinal cancer before and after treatment. The authors concluded that both arylesterase and DHC lactonase activity significantly decreased after the surgery (compared with before treatment), and then increased again with time (Bains et al, 2019 ).…”

Arylesterase activity of paraoxonase 1 and intensity of oxidative processes in the blood of dialysis patients

“…Параоксонази -це сімейство ензимів, що представлене ПОН-1, ПОН-2 і ПОН-3, які мають широку специфічність і каталітичну універсальність [17,18]. Споріднені ензими ПОН-2 і ПОН-3 були названі за їх еволюційним зв'язком з ПОН-1 [19,20].…”

“…Численними клінічними дослідженнями продемонстровано взаємозв'язок між зниженням активності ПОН-1 у сироватці та розвитком ССЗ [17]. Зниження активності ПОН-1 запускає ендотеліальну дисфункцію, викликаючи агрегацію тромбоцитів, адгезію моноцитів та підвищення активності NO-синтази [8,17,18]. Зокрема, ПОН-1 каталізує реакції гідролізу окислених компонентів ЛПНЩ, які стимулюють утворення цитокінів та індукують адгезію моноцитів до поверхні ендотеліоцитів [17,18].…”

“…Зниження активності ПОН-1 запускає ендотеліальну дисфункцію, викликаючи агрегацію тромбоцитів, адгезію моноцитів та підвищення активності NO-синтази [8,17,18]. Зокрема, ПОН-1 каталізує реакції гідролізу окислених компонентів ЛПНЩ, які стимулюють утворення цитокінів та індукують адгезію моноцитів до поверхні ендотеліоцитів [17,18]. Крім того, ПОН-1 пригнічує окислення ЛПВЩ [19,22].…”

“…Таким чином, було продемонстровано, що активність ПОН-1 крові обернено пропорційна ризику атеросклерозу і пов'язаних з ним захворювань [30,31]. Bains Y. та співавтори встановили, що активність арилестерази і лактонази ПОН-1 нижче за наявності хронічного запалення і додатково знижується під час гострого запального процесу [18].…”