Изследване на плазмени сигнатури на протеини, получени от тромбоцити, при остра белодробна емболия

Изследване на плазмени сигнатури на протеини, получени от тромбоцити, при остра белодробна емболия

В скорошно проучване, публикувано в Изследване на тромбоза, изследователите са определили плазмени сигнатури на свързани с тромбоцитите или получени протеини при остра изолирана белодробна емболия (iPE) и свързана с дълбока венозна тромбоза PE (DVT-PE) в сравнение с изолирана DVT (iDVT).

Lernen: Subtypspezifische Plasmasignaturen der thrombozytenbezogenen Proteinfreisetzung bei akuter Lungenembolie. Bildquelle: Victor Josan/Shutterstock

фон

Двата основни подтипа на PE са iPE и DVT-PE и проучванията показват, че профилите на плазмените протеини се различават за тези две заболявания. Тромбоцитите действат като клетъчни линкери и улесняват възпалителното пресичане между имунните и ендотелните клетки по време на висок стрес на артериално срязване. Този процес включва директно рецепторно-медиирано взаимодействие между провъзпалителни молекули и извънклетъчни везикули (EV). Въпреки това, локалните възпалителни реакции в ендотела при ниско напрежение на срязване активират тромбоцитите, за да предизвикат развитието на венозен тромбоемболизъм (VTE) и неговите подтипове, включително PE и DVT. Механизмите, контролиращи този процес, са по-малко разбрани.

Експерименталните данни предполагат, че тромбоцитите допринасят за тромбовъзпалителния процес във венозната система чрез задействане на възпалителни и коагулационни процеси. Например, използвайки миши модел на VTE, изследователите са показали, че тромбоцитите взаимодействат с експонираните ендотелни клетки на фон Вилебранд фактор (VWF) и образуват конюгати с левкоцити чрез гликопротеина (GP) Ibα, както и задействат ендотелно набиране и левкоцитно-зависима коагулация.

Експерименти с хора са показали различни характеристики на активиране и реактивност на тромбоцитите при остра ВТЕ. Например, тромбоцитите от пациенти с остра ВТЕ показват по-голяма екзоцитоза на плътни гранули и лизозоми. Това се свързва с по-високи плазмени нива на тромбоксан В2, но по-ниско тромбоцитно-зависимо образуване на тромбин, отколкото при пациенти с изключена ВТЕ, независимо от терапията с аспирин.

Изследванията с масспектрометрия (MS) са открили над 3700 протеина в неподвижни, инхибирани и активирани високо пречистени човешки тромбоцити. Усъвършенстван ензимно-свързан имуносорбентен анализ (ELISA), базиран на МС, може да даде възможност за качествена оценка на освободените от тромбоцитите протеини в плазмата и изолираните тромбоцити. Липсва обаче по-подробен анализ на свързаните с тромбоцитите плазмени протеини в големи кохорти на ВТЕ.

Относно изследването

В настоящото многоцентрово проспективно кохортно проучване изследователите са изследвали плазма от 541 пациенти с ВТЕ, използвайки анализ, базиран на машинно обучение. Целта беше да се идентифицират сигнатури на плазмени протеини за предполагаемо освобождаване на тромбоцити, специфични за iPE и DVT-PE. Тези пациенти са имали остра ВТЕ към момента на приемане, както е диагностицирано чрез образна диагностика. Докато имаше 99 пациенти с iPE, 282 бяха пациенти с DVT-PE и екипът сравни техните данни с тези на 160 пациенти с iDVT. Екипът използва цветен доплеров ултразвук на цял крак и белодробна ангиография с компютърна томография (CT) за диагностициране на ДВТ и БЕ. Сертифицирани от борда ангиолози и рентгенолози оцениха и потвърдиха всички диагнози от изследването.

Те събраха проби за изследване като част от проекта за генотипиране и молекулярно фенотипиране на венозен тромбоемболизъм (GMP-VTE), проведен в Германия. Изследователите са използвали технологията за анализ на близостта (PEA) за високо и ниско профилиране на плазмени протеини от проби, съхранявани при -80°C. PEA определи нормализирани стойности на експресия (NPX) за всички тествани плазмени протеини, включващи маркирани с олигонуклеотиди антитела и количествена амплификация на полимеразна верижна реакция (PCR) в реално време.

Тестовият панел включваше 444 протеина, идентифицирани от пет бази данни [напр. Киото Енциклопедия на гените и геномите (KEGG) и бази данни за анализ на обогатяване на генния набор (GSEA). След сравняване екипът в крайна сметка идентифицира 135 свързани с тромбоцитите протеини в петте PEA панела за допълнителен анализ.

Резултати от изследването

Проучвателната кохорта показва по-високо разпространение на артериална хипертония, диабет и хронични възпалителни, атеросклеротични и сърдечно-съдови заболявания при iPE и DVT-PE в сравнение с iDVT. По-високите нива на С-реактивен протеин (CRP), тропонин I и N-терминален (NT) прохормон B-тип натриуретичен пептид (NT-proBNP) отразяват по подобен начин по-голямото сърдечно-съдово натоварване при подтипове PE.

Моделите на предписване на лекарства бяха съответно различни. Например, инхибиторите на тромбоцитната агрегация, т.е. ацетилсалициловата киселина (ASA) и клопидогрел, са свръхпредставени при пациенти с PE. Едно от обясненията е, че профилактичните антиагреганти се предписват при пациенти с остър БЕ поради съмнение за миокарден инфаркт. Възможно е също така да има разлика в активността на тромбоцитите между пациенти с PE и iDVT, тъй като делът на антиагрегантите е по-висок в групите с PE.

Анализ на машинно обучение на 135 екстрахирани тромбоцитни протеини чрез модели на логистична регресия, регулирани от най-малкото абсолютно свиване и оператор за селекция (LASSO), избра съответно 24% и 22% за iPE и DVT-PE, отразявайки различни протеинови профили в сравнение с iDVT. Трябва да се отбележи, че всичките 135 тромбоцитни протеина показват добра връзка с шест маркера за активиране на тромбоцитите, подкрепящи техния вероятен произход на тромбоцитите в плазмата на пациенти с остър БЕ в сравнение с пациенти с iDVT, анализирани чрез PEA панелите. За разлика от iPE, фактор 1алфа (SDF-1α), получен от стромални клетки, е по-силно експресиран при DVT-PE, отколкото при пациенти с iDVT, което предполага възможна специална роля при васкуларното възпаление и атерогенезата.

В iPE, в сравнение с iDVT, мрежовият анализ на взаимодействие протеин-протеин (PPI) доведе до четири клъстера от до шест функционално взаимодействащи протеина на базата на 22 специфично експресирани протеини, свързани с тромбоцитите. Основният клъстер беше свързан с лепило, разпознаване на образи и сигнализиране на имунния рецептор. Те включват киназите от семейството Src (SFK) c-Src, които предават лигандни сигнали чрез имунорецепторния тирозин-базиран активиращ мотив (ITAM), асоцииран с тромбоцитни рецептори (напр. гликопротеин VI [GPVI]).

В сравнение с iPE, DVT-PE представлява клъстер от девет директно взаимодействащи плазмени протеини, свързани с тромбоцитите, участващи в тъканното ремоделиране и трафика на левкоцити. Тъканните инхибитори на матрични металопротеинази 1 (TIMP1) и TIMP4, важни ефектори на тъканно ремоделиране, са по-силно експресирани в DVT-PE, отколкото в iDVT и се секретират от тромбоцитни α-гранули.

Авторите установяват, че по-високите плазмени нива на двата тъканни инхибитора на TIMP1 и TIMP4 са свързани с диабет тип 2, артериална хипертония и миокарден инфаркт, в съответствие с по-високото разпространение на големи сърдечно-съдови събития при DVT-PE в сравнение с iDVT.

Изводи

Настоящите резултати от проучването показват, че и двата подтипа PE имат специфични профили на плазмени протеини, свързани с тромбоцитите. Например, проучването разграничава по-висока експресия на P-селектин в плазмата на пациенти с DVT-PE в сравнение с iDVT, което предполага връзка с тежестта на заболяването на DVT. Интересно е, че височината на пика на тромбина и спонтанната тромбоцитна агрегация в богата на тромбоцити плазма са отрицателно свързани с iPE в сравнение с iDVT фенотипа. Тези резултати предполагат, че по-ниската реактивност на тромбоцитите in vitro може да бъде свързана с по-високо активиране на тромбоцитите in vivo по време на острата фаза на PE в сравнение с iDVT. По-важното е, че тези резултати предполагат, че докато подтиповете на PE споделят някои общи черти, те също показват различни модели на активиране на тромбоцитите.

Това проучване не се занимава с количественото определяне и характеризиране на EV в плазмата на VTE фенотипове. При пациенти с рак ВТЕ може да бъде свързано с повишени плазмени нива на микрочастици. Въпреки това, значително увеличение на получените от тромбоцитите микрочастици се наблюдава само при рецидивираща ВТЕ при пациенти без рак в сравнение със здрави кръводарители. Бъдещите проучвания трябва да изяснят разпределението на EV в различните VTE фенотипове. Необходими са и допълнителни проучвания, за да се уточни влиянието на различни типове клетки върху освобождаването на протеини, получени от тромбоцити, в PE.

В обобщение, данните от проучването предполагат, че iPE и DVT-PE имат специфични, но различни плазмени сигнатури, участващи в свързаната с тромбоцитите имунна тромбоза и тромбовъзпалителни процеси в сравнение с iDVT. Освен това изглежда, че профилите на тромбоцитния активиращ протеин се различават между подтиповете PE, с преобладаване на секретирани протеини в DVT-PE в сравнение с протеини, които е по-вероятно да бъдат освободени в плазмата от EV в iPE. Като цяло, тромбоцитите допринасят за регулирането на различни нива на плазмени протеини в острата фаза на БЕ, които варират в зависимост от подтипа на БЕ.

Справка:

• Gaukhar Baidildinova, Vincent ten Cate, Markus Nagler, et al. (2022). Subtypspezifische Plasmasignaturen der thrombozytenbezogenen Proteinfreisetzung bei akuter Lungenembolie. Thromboseforschung. doi: https://doi.org/10.1016/j.thromres.2022.10.005 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0049384822004157

.