Undersøgelse af plasmasignaturer af blodplade-afledte proteiner ved akut lungeemboli

Undersøgelse af plasmasignaturer af blodplade-afledte proteiner ved akut lungeemboli

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Tromboseforskning, bestemte forskere plasmasignaturer af blodplade-relaterede eller afledte proteiner i akut isoleret lungeemboli (iPE) og dyb venetrombose-associeret PE (DVT-PE) sammenlignet med isoleret DVT (iDVT).

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

baggrund

De to primære undertyper af PE er iPE og DVT-PE, og undersøgelser har vist, at plasmaproteinprofiler er forskellige for disse to sygdomme. Blodplader fungerer som cellulære linkere og letter inflammatorisk krydstale mellem immun- og endotelceller under høj arteriel shear-stress. Denne proces involverer en direkte receptor-medieret interaktion mellem pro-inflammatoriske molekyler og ekstracellulære vesikler (EV'er). Lokale inflammatoriske reaktioner ved endotelet under lav forskydningsspænding aktiverer imidlertid blodplader for at udløse udviklingen af ​​venøs tromboemboli (VTE) og dens undertyper, herunder PE og DVT. De mekanismer, der styrer denne proces, er mindre godt forstået.

Eksperimentelle data tyder på, at blodplader bidrager til tromboinflammation i venesystemet ved at udløse inflammatoriske og koagulationsprocesser. For eksempel har forskere ved hjælp af VTE-musemodellen vist, at blodplader interagerer med von Willebrand faktor (VWF)-eksponerede endotelceller og danner konjugater med leukocytter via glykoproteinet (GP) Ibα, samt udløser endotelrekruttering og leukocytafhængig koagulation.

Menneskelige eksperimenter har vist forskellige karakteristika for blodpladeaktivering og -reaktivitet ved akut VTE. For eksempel viste blodplader fra patienter med akut VTE større eksocytose af tætte granula og lysosomer. Dette var forbundet med højere plasmaniveauer af thromboxan B2, men lavere blodpladeafhængig trombindannelse end hos patienter med udelukket VTE, uanset aspirinbehandling.

Massespektrometri (MS) undersøgelser har påvist over 3700 proteiner i hvilende, hæmmede og aktiverede højt oprensede humane blodplader. Avanceret enzym-linked immunosorbent assay (ELISA)-baserede assays ved hjælp af MS kunne muliggøre kvalitativ vurdering af blodpladefrigivne proteiner i plasma og isolerede blodplader. Der mangler dog en mere detaljeret analyse af blodpladeassocierede plasmaproteiner i store VTE-kohorter.

Om studiet

I det nuværende multicenter prospektive kohortestudie undersøgte forskere plasma fra 541 VTE-patienter ved hjælp af maskinlæringsbaseret analyse. Målet var at identificere plasmaproteinsignaturer for formodet blodpladefrigivelse, der er specifik for iPE og DVT-PE. Disse patienter havde akut VTE på indlæggelsestidspunktet, som diagnosticeret ved billeddiagnostik. Mens der var 99 iPE-patienter, var 282 DVT-PE-patienter, og holdet sammenlignede deres data med 160 iDVT-patienter. Holdet brugte fuld-ben farve Doppler ultralyd og computertomografi (CT) pulmonal angiografi til at diagnosticere DVT og PE. Board-certificerede angiologer og radiologer vurderede og validerede alle undersøgelsesdiagnoser.

De indsamlede undersøgelsesprøver som en del af Genotyping and Molecular Phenotyping of Venous Thromboembolism (GMP-VTE)-projektet udført i Tyskland. Forskerne brugte proximity extension assay (PEA) teknologi til høj- og lavplasmaproteinprofilering fra prøver opbevaret ved -80°C. PEA bestemte normaliserede ekspressionsværdier (NPX) for alle testede plasmaproteiner, der involverer oligonukleotid-mærkede antistoffer og kvantitativ real-time polymerase kædereaktion (PCR) amplifikation.

Testpanelet omfattede 444 proteiner identificeret fra fem databaser [f.eks. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) og Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) databaser]. Efter sammenligning identificerede holdet i sidste ende 135 blodpladerelaterede proteiner i de fem PEA-paneler til yderligere analyse.

Studieresultater

Studiekohorten viste en højere forekomst af arteriel hypertension, diabetes og kroniske inflammatoriske, aterosklerotiske og kardiovaskulære sygdomme i iPE og DVT-PE sammenlignet med iDVT. De højere niveauer af C-reaktivt protein (CRP), troponin I og N-terminalt (NT) prohormon B-type natriuretisk peptid (NT-proBNP) afspejlede på samme måde den større kardiovaskulære belastning i PE-subtyper.

Udskrivningsmønstrene for medicin var tilsvarende forskellige. For eksempel var blodpladeaggregationshæmmere, dvs. acetylsalicylsyre (ASA) og clopidogrel, overrepræsenteret hos PE-patienter. En forklaring er, at profylaktiske trombocythæmmende midler ordineres til patienter med akut PE på grund af mistanke om myokardieinfarkt. Det er også muligt, at der er forskel i blodpladeaktivitet mellem PE- og iDVT-patienter, fordi andelen af ​​antiblodplademidler er højere i PE-grupperne.

Maskinlæringsanalyse af 135 ekstraherede blodpladeproteiner af den mindst absolutte svind- og selektionsoperatør (LASSO)-regulerede logistiske regressionsmodeller udvalgte 24 % og 22 % for henholdsvis iPE og DVT-PE, hvilket afspejler forskellige proteinprofiler sammenlignet med iDVT. Navnlig viste alle 135 blodpladeproteiner god sammenhæng med seks blodpladeaktiveringsmarkører, hvilket understøtter deres sandsynlige trombocytoprindelse i plasma fra patienter med akut PE sammenlignet med iDVT-patienter, analyseret via PEA-panelerne. I modsætning til iPE blev stromalcelle-afledt faktor 1alpha (SDF-1α) mere udtrykt i DVT-PE end i iDVT-patienter, hvilket tyder på en mulig særlig rolle i vaskulær inflammation og atherogenese.

I iPE, sammenlignet med iDVT, resulterede protein-protein interaktion (PPI) netværksanalyse i fire klynger af op til seks funktionelt interagerende proteiner baseret på 22 specifikt udtrykte blodpladerelaterede proteiner. Hovedklyngen var forbundet med lim, mønstergenkendelse og immunreceptorsignalering. Disse omfattede Src-familiens kinaser (SFK) c-Src, som transmitterer ligandsignaler via det immunoreceptor-tyrosin-baserede aktiveringsmotiv (ITAM)-associerede blodpladereceptorer (f.eks. glycoprotein VI [GPVI]).

Sammenlignet med iPE præsenterede DVT-PE en klynge af ni direkte interagerende plasmaproteiner forbundet med blodplader involveret i vævsremodellering og leukocythandel. Vævsinhibitorerne af matrixmetalloproteinaser 1 (TIMP1) og TIMP4, vigtige effektorer af vævsremodellering, blev i højere grad udtrykt i DVT-PE end i iDVT og blev udskilt fra blodplade-a-granulat.

Forfatterne fandt, at højere plasmaniveauer af både vævshæmmere af TIMP1 og TIMP4 var forbundet med type 2-diabetes, arteriel hypertension og myokardieinfarkt, hvilket stemmer overens med den højere forekomst af større kardiovaskulære hændelser i DVT-PE sammenlignet med iDVT.

Konklusioner

De aktuelle undersøgelsesresultater viste, at begge PE-undertyper havde specifikke plasmaproteinprofiler forbundet med blodplader. For eksempel skelnede undersøgelsen fra højere ekspression af P-selectin i plasmaet fra DVT-PE-patienter sammenlignet med iDVT, hvilket tyder på en sammenhæng med DVT-sygdommens sværhedsgrad. Interessant nok var thrombin-tophøjde og spontan blodpladeaggregering i blodpladerigt plasma negativt forbundet i iPE sammenlignet med iDVT-fænotypen. Disse resultater tyder på, at lavere blodpladereaktivitet in vitro kan være forbundet med højere blodpladeaktivering in vivo under den akutte fase af PE sammenlignet med iDVT. Endnu vigtigere tyder disse resultater på, at mens PE-undertyper deler nogle fællestræk, udviser de også distinkte blodpladeaktiveringsmønstre.

Denne undersøgelse behandlede ikke kvantificeringen og karakteriseringen af ​​EV i plasma af VTE-fænotyper. Hos cancerpatienter kan VTE være forbundet med øgede plasmaniveauer af mikropartikler. En signifikant stigning i blodpladeafledte mikropartikler blev dog kun observeret ved tilbagevendende VTE hos ikke-kræftpatienter sammenlignet med raske bloddonorer. Fremtidige undersøgelser bør afklare fordelingen af ​​EV i de forskellige VTE-fænotyper. Yderligere undersøgelser er også nødvendige for at specificere indflydelsen af ​​forskellige celletyper på frigivelsen af ​​blodplade-afledte proteiner i PE.

Sammenfattende antydede undersøgelsesdataene, at iPE og DVT-PE havde specifikke, men forskellige plasmasignaturer involveret i blodpladerelateret immuntrombose og tromboinflammatoriske processer sammenlignet med iDVT. Desuden syntes blodpladeaktiveringsproteinprofiler at variere mellem PE-undertyper med en overvægt af udskilte proteiner i DVT-PE sammenlignet med proteiner, der er mere tilbøjelige til at blive frigivet til plasma af EV i iPE. Samlet set bidrager blodplader til reguleringen af ​​forskellige plasmaproteinniveauer i den akutte fase af PE, som varierer afhængigt af PE-undertypen.

Reference:

• 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

.