Background— Inflammatory mediators that originate in vascular and extravascular tissues promote coronary lesion formation. Adipose tissue may function as an endocrine organ that contributes to an inflammatory burden in patients at risk of cardiovascular complications. In this study, we sought to compare expression of inflammatory mediators in epicardial and subcutaneous adipose stores in patients with critical CAD. Methods and Results— Paired samples of epicardial and subcutaneous adipose tissues were harvested at the outset of elective CABG surgery (n=42; age 65±10 years). Local expression of chemokine (monocyte chemotactic protein [MCP]-1) and inflammatory cytokines (interleukin [IL]-1β, IL-6, and tumor necrosis factor [TNF]-α) was analyzed by TaqMan real-time reverse transcription–polymerase chain reaction (mRNA) and by ELISA (protein release over 3 hours). Significantly higher levels of IL-1β, IL-6, MCP-1, and TNF-α mRNA and protein were observed in epicardial adipose stores. Proinflammatory properties of epicardial adipose tissue were noted irrespective of clinical variables (diabetes, body mass index, and chronic use of statins or ACE inhibitors/angiotensin II receptor blockers) or plasma concentrations of circulating biomarkers. In a subset of samples (n=11), global gene expression was explored by DNA microarray hybridization and confirmed the presence of a broad inflammatory reaction in epicardial adipose tissue in patients with coronary artery disease. The above findings were paralleled by the presence of inflammatory cell infiltrates in epicardial adipose stores. Conclusions— Epicardial adipose tissue is a source of several inflammatory mediators in high-risk cardiac patients. Plasma inflammatory biomarkers may not adequately reflect local tissue inflammation. Current therapies do not appear to eliminate local inflammatory signals in epicardial adipose tissue.

Inflammation contributes to all phases of the atherothrombotic process, and patients with elevated inflammatory biomarkers such as high-sensitivity C-reactive protein (hsCRP) have increased vascular risk. Yet, it remains unknown whether direct inhibition of inflammation will reduce cardiovascular event rates. The CANTOS will evaluate whether interleukin-1β (IL-1β) inhibition as compared with placebo can reduce rates of recurrent myocardial infarction, stroke, and cardiovascular death among stable patients with coronary artery disease who remain at high vascular risk due to persistent elevations of hsCRP (>2 mg/L) despite contemporary secondary prevention strategies. Canakinumab is a human monoclonal antibody that selectively neutralizes IL-1β, a proinflammatory cytokine that plays multiple roles in the atherothrombotic process and that undergoes activation by the nucleotide-binding leucine-rich repeat-containing pyrin receptor 3 inflammasome, a process promoted by cholesterol crystals. Canakinumab significantly reduces systemic C-reactive protein and other inflammatory biomarker levels, is generally well tolerated, and is currently indicated for the treatment of inherited IL-1β driven inflammatory diseases such as the Muckle-Wells syndrome. In a multinational collaborative effort using an event-driven intention-to-treat protocol, CANTOS will randomly allocate 17,200 stable postmyocardial infarction patients with persistent elevation of hsCRP to either placebo or to canakinumab at doses of 50, 150, or 300 mg every 3 months, administered subcutaneously. All participants will be followed up over an estimated period of up to 4 years for the trial primary end point (nonfatal myocardial infarction, nonfatal stroke, cardiovascular death) as well as for other vascular events, total mortality, adverse events, and specific clinical end points associated with inflammation including new onset diabetes, venous thrombosis, and atrial fibrillation. If positive, CANTOS would confirm the inflammatory hypothesis of atherothrombosis and provide a novel cytokine-based therapy for the secondary prevention of cardiovascular disease and new-onset diabetes.

Background The adventitia undergoes remodeling changes after a deep medial coronary injury. Because this process is associated with the formation of adventitial myofibroblasts, which resemble medial smooth muscle (SM) cells, we have examined myofibroblast involvement in the development of neointima. Methods and Results In a porcine model, severe endoluminal coronary injury resulted in fibroblast proliferation and adventitial remodeling. Significant adventitial responses were associated with increased neointimal formation ( P <.01). To examine the contribution of adventitial cells to the development of neointima, proliferating cells were labeled with bromodeoxyuridine (BrdU) at 12 and 24 hours after injury, and their subsequent localization was determined by immunohistochemistry (n=24). At 2 to 3 days after severe injury, the adventitia contained numerous BrdU-labeled cells (37±4%), whereas the media demonstrated infrequent labeled cells (4±1%). Adventitial cells lacked α-SM actin and desmin, which distinguished them from medial SM cells. At 7 to 8 days, some labeled cells acquired characteristics of myofibroblasts expressing α-SM actin. They were found to translocate to the gap between dissected media and contributed to the formation of neointima (76±19%). At 18 to 35 days, labeled cells were abundant in the neointima (86±5%). They showed uniform immunostaining for α-SM actin but not for desmin, thereby differing from medial SM cells and blood-borne cells. Conclusions This study demonstrates translocation of adventitial fibroblasts to neointima, their phenotypic modulation to myofibroblasts, and distinct characteristics of myofibroblasts within neointima after severe endoluminal coronary injury. These findings suggest the significance of vascular fibroblasts in the process of arterial repair.

Lipoprotein-associated phospholipase A(2) (Lp-PLA(2)) is expressed abundantly in the necrotic core of coronary lesions, and products of its enzymatic activity may contribute to inflammation and cell death, rendering plaque vulnerable to rupture.This study compared the effects of 12 months of treatment with darapladib (an oral Lp-PLA(2) inhibitor, 160 mg daily) or placebo on coronary atheroma deformability (intravascular ultrasound palpography) and plasma high-sensitivity C-reactive protein in 330 patients with angiographically documented coronary disease. Secondary end points included changes in necrotic core size (intravascular ultrasound radiofrequency), atheroma size (intravascular ultrasound gray scale), and blood biomarkers.=0.37). In contrast, Lp-PLA(2) activity was inhibited by 59% with darapladib (P<0.001 versus placebo). After 12 months, there were no significant differences between groups in plaque deformability (P=0.22) or plasma high-sensitivity C-reactive protein (P=0.35). In the placebo-treated group, however, necrotic core volume increased significantly (4.5+/-17.9 mm(3); P=0.009), whereas darapladib halted this increase (-0.5+/-13.9 mm(3); P=0.71), resulting in a significant treatment difference of -5.2 mm(3) (P=0.012). These intraplaque compositional changes occurred without a significant treatment difference in total atheroma volume (P=0.95).Despite adherence to a high level of standard-of-care treatment, the necrotic core continued to expand among patients receiving placebo. In contrast, Lp-PLA(2) inhibition with darapladib prevented necrotic core expansion, a key determinant of plaque vulnerability. These findings suggest that Lp-PLA(2) inhibition may represent a novel therapeutic approach.

The aim of this study was to evaluate the effects of low-dose (10 mg) and high-dose (80 mg) atorvastatin on carotid plaque inflammation as determined by ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO)-enhanced carotid magnetic resonance imaging (MRI). The hypothesis was that treatment with 80 mg atorvastatin would demonstrate quantifiable changes in USPIO-enhanced MRI-defined inflammation within the first 3 months of therapy. Preliminary studies indicate that USPIO-enhanced MRI can identify macrophage infiltration in human carotid atheroma in vivo and hence may be a surrogate marker of plaque inflammation. Forty-seven patients with carotid stenosis >40% on duplex ultrasonography and who demonstrated intraplaque accumulation of USPIO on MRI at baseline were randomly assigned in a balanced, double-blind manner to either 10 or 80 mg atorvastatin daily for 12 weeks. Baseline statin therapy was equivalent to 10 mg of atorvastatin or less. The primary end point was change from baseline in signal intensity (ΔSI) on USPIO-enhanced MRI in carotid plaque at 6 and 12 weeks. Twenty patients completed 12 weeks of treatment in each group. A significant reduction from baseline in USPIO-defined inflammation was observed in the 80-mg group at both 6 weeks (ΔSI 0.13; p = 0.0003) and at 12 weeks (ΔSI 0.20; p < 0.0001). No difference was observed with the low-dose regimen. The 80-mg atorvastatin dose significantly reduced total cholesterol by 15% (p = 0.0003) and low-density lipoprotein cholesterol by 29% (p = 0.0001) at 12 weeks. Aggressive lipid-lowering therapy over a 3-month period is associated with significant reduction in USPIO-defined inflammation. USPIO-enhanced MRI methodology may be a useful imaging biomarker for the screening and assessment of therapeutic response to “anti-inflammatory” interventions in patients with atherosclerotic lesions. (Effects of Atorvastatin on Macrophage Activity and Plaque Inflammation Using Magnetic Resonance Imaging [ATHEROMA]; NCT00368589)

Although increased levels of lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2) have been associated with cardiac disease, whether this enzyme has a causal role in the development of atherosclerosis has not been clear. Wilensky et al. now show in a pig model of atherosclerosis that a selective Lp-PLA2 inhibitor reduces progression to complex atherosclerotic lesion formation, an effect that is associated with decreased infiltration of inflammatory cells into the lesions. These results support the use of Lp-PLA2 inhibitors for the treatment of atherosclerotic cardiovascular disease. Increased lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2) activity is associated with increased risk of cardiac events, but it is not known whether Lp-PLA2 is a causative agent. Here we show that selective inhibition of Lp-PLA2 with darapladib reduced development of advanced coronary atherosclerosis in diabetic and hypercholesterolemic swine. Darapladib markedly inhibited plasma and lesion Lp-PLA2 activity and reduced lesion lysophosphatidylcholine content. Analysis of coronary gene expression showed that darapladib exerted a general anti-inflammatory action, substantially reducing the expression of 24 genes associated with macrophage and T lymphocyte functioning. Darapladib treatment resulted in a considerable decrease in plaque area and, notably, a markedly reduced necrotic core area and reduced medial destruction, resulting in fewer lesions with an unstable phenotype. These data show that selective inhibition of Lp-PLA2 inhibits progression to advanced coronary atherosclerotic lesions and confirms a crucial role of vascular inflammation independent from hypercholesterolemia in the development of lesions implicated in the pathogenesis of myocardial infarction and stroke.