Purpose: The LipidCardio Study was established for in-depth analyses of cardiovascular risk factors, providing well-defined cardiovascular and metabolic phenotypes. Particularly the role of lipoproteins in the pathobiological process and treatment of cardiovascular disease will be a main focus. Participants: 1.005 individuals aged 21 years and older undergoing cardiac catheterization during 17 months at a tertiary academic cardiology center were enrolled. The baseline data set contains detailed phenotyping, broad biochemical parameters, genetic data, but also standardized personal and family history, a screening test for cognitive impairment, pulse wave analysis and measurements of hand grip strength, amongst others. Blood samples were stored in a biobank for future analyses. Findings to date: The mean age of the participants at enrolment was 70.9 (SD 11.1) years (70% male). Coronary angiography provided evidence of obstructive coronary artery disease (CAD) in 69.9% of participants. Those with evidence of CAD were significantly more likely to be male, inactive, diabetic and with a family history of cardiovascular disease than participants without CAD. 20% of patients had lipoprotein(a) [Lp(a)] concentrations above 106.9 nmol/L (fifth quintile). These patients had significantly increased odds of obstructive CAD compared to participants in quintiles 1-4 (OR 1.70, 95% CI 1.17 to 2.48, p=0.005). There was reasonable evidence that with increasing severity of CAD the odds of having elevated Lp(a) increased. We were able to replicate the established strong association between specified single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the LPA gene (rs10455872, rs3798220 and rs186696265) and the APOE gene (rs7412), and the concentration of Lp(a), validating our phenotype database and biobank. Future plans: Mortality information will be obtained in two-year intervals. Follow-up phone interviews will be conducted at 3, and 6 years after enrolment. We seek to cooperate with other researchers in the field, e.g. by sharing data and biobank samples. Registration: not applicable, purely observational study

Artificial sweeteners are widely used sugar substitutes, but little is known about their long-term effects on cardiometabolic disease risks. Here we examined the commonly used sugar substitute erythritol and atherothrombotic disease risk. In initial untargeted metabolomics studies in patients undergoing cardiac risk assessment (n = 1,157; discovery cohort, NCT00590200), circulating levels of multiple polyol sweeteners, especially erythritol, were associated with incident (3 year) risk for major adverse cardiovascular events (MACE; includes death or nonfatal myocardial infarction or stroke). Subsequent targeted metabolomics analyses in independent US (n = 2,149, NCT00590200) and European (n = 833, DRKS00020915) validation cohorts of stable patients undergoing elective cardiac evaluation confirmed this association (fourth versus first quartile adjusted hazard ratio (95% confidence interval), 1.80 (1.18–2.77) and 2.21 (1.20–4.07), respectively). At physiological levels, erythritol enhanced platelet reactivity in vitro and thrombosis formation in vivo. Finally, in a prospective pilot intervention study (NCT04731363), erythritol ingestion in healthy volunteers (n = 8) induced marked and sustained (>2 d) increases in plasma erythritol levels well above thresholds associated with heightened platelet reactivity and thrombosis potential in in vitro and in vivo studies. Our findings reveal that erythritol is both associated with incident MACE risk and fosters enhanced thrombosis. Studies assessing the long-term safety of erythritol are warranted.

Abstract Background The microbially generated amino acid-derived metabolite imidazole propionate (ImP) contributes to the pathogenesis of type 2 diabetes. However, the effect of ImP on endothelial cell physiology and its role in atherosclerotic coronary artery disease (CAD) is unknown. Using both human and animal model studies, we investigated the potential contributory role of ImP in the development of atherosclerosis. Methods Plasma levels of ImP were measured in patients undergoing elective cardiac angiography (n = 831) by means of ultra high-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. Odds ratios (ORs) and corresponding 95% confidence intervals for CAD were calculated based on the ImP quartiles using both univariable and multivariable logistic regression models. Atheroprone apolipoprotein E -/- ( Apoe -/- ) mice fed a high-fat diet were additionally treated with ImP (800 µg) or vehicle and aortic atherosclerotic lesion area was evaluated after 12 weeks. In a mouse model of carotid artery injury, the effect of ImP on vascular regeneration was examined. Using human aortic endothelial cells (HAECs) the effect of ImP on functional properties of endothelial cells were assessed. Next-generation sequencing, western blot analysis, siRNA-based gene knockdown and tamoxifen-inducible Cre-loxP experiments were performed to investigate ImP-mediated molecular mechanisms. Results Plasma ImP levels in subjects undergoing cardiac evaluation were associated with increased risk for prevalent CAD. In atheroprone Apoe -/- mice ImP increased atherosclerotic lesion size. We found that ImP dose-dependently impaired migratory and angiogenic properties of human endothelial cells, and promoted an increased inflammatory response. Long-term exposure to ImP impaired the repair potential of the endothelium after an arterial insult. Mechanistically, ImP attenuated insulin receptor signaling by suppressing PI3K/AKT pathway leading to the sustained activation of the forkhead box protein O1 (FOXO1) transcription factor. Genetic inactivation of endothelial FOXO1 signaling in ImP-treated mice enhanced the angiogenic activity and preserved the vascular repair capacity of endothelial cells after carotid injury. Conclusions Our findings reveal a hitherto unknown role of the microbially produced histidine-derived metabolite ImP in endothelial dysfunction and atherosclerosis, suggesting that ImP metabolism is a potential therapeutic target in atherosclerotic cardiovascular disease.