Εξέταση υπογραφών πλάσματος πρωτεϊνών που προέρχονται από αιμοπετάλια σε οξεία πνευμονική εμβολή

Εξέταση υπογραφών πλάσματος πρωτεϊνών που προέρχονται από αιμοπετάλια σε οξεία πνευμονική εμβολή

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Έρευνα θρόμβωσης, οι ερευνητές προσδιόρισαν τις υπογραφές πλάσματος πρωτεϊνών που σχετίζονται ή προέρχονται από αιμοπετάλια σε οξεία απομονωμένη πνευμονική εμβολή (iPE) και PE (DVT-PE) που σχετίζεται με εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση σε σύγκριση με την απομονωμένη DVT (iDVT).

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

φόντο

Οι δύο κύριοι υποτύποι της PE είναι το iPE και το DVT-PE, και μελέτες έχουν δείξει ότι τα προφίλ πρωτεϊνών του πλάσματος διαφέρουν για αυτές τις δύο ασθένειες. Τα αιμοπετάλια δρουν ως κυτταρικοί συνδέτες και διευκολύνουν τη φλεγμονώδη διασταύρωση μεταξύ των κυττάρων του ανοσοποιητικού και του ενδοθηλίου κατά τη διάρκεια υψηλής αρτηριακής διατμητικής καταπόνησης. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει μια άμεση αλληλεπίδραση με τη μεσολάβηση υποδοχέα μεταξύ προφλεγμονωδών μορίων και εξωκυτταρικών κυστιδίων (EVs). Ωστόσο, οι τοπικές φλεγμονώδεις αποκρίσεις στο ενδοθήλιο υπό χαμηλή διατμητική τάση ενεργοποιούν τα αιμοπετάλια για να πυροδοτήσουν την ανάπτυξη φλεβικής θρομβοεμβολής (VTE) και των υποτύπων της, συμπεριλαμβανομένων των PE και DVT. Οι μηχανισμοί που ελέγχουν αυτή τη διαδικασία είναι λιγότερο κατανοητοί.

Πειραματικά δεδομένα υποδηλώνουν ότι τα αιμοπετάλια συμβάλλουν στη θρομβοφλεγμονή στο φλεβικό σύστημα πυροδοτώντας φλεγμονώδεις διεργασίες και διεργασίες πήξης. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το μοντέλο ποντικού VTE, οι ερευνητές έδειξαν ότι τα αιμοπετάλια αλληλεπιδρούν με τα εκτεθειμένα στον παράγοντα von Willebrand (VWF) ενδοθηλιακά κύτταρα και σχηματίζουν συζυγή με λευκοκύτταρα μέσω της γλυκοπρωτεΐνης (GP) Ibα, καθώς και πυροδοτώντας ενδοθηλιακή στρατολόγηση και πήξη εξαρτώμενη από λευκοκύτταρα.

Πειράματα σε ανθρώπους έχουν δείξει διαφορετικά χαρακτηριστικά ενεργοποίησης και αντιδραστικότητας αιμοπεταλίων στην οξεία VTE. Για παράδειγμα, τα αιμοπετάλια από ασθενείς με οξεία VTE εμφάνισαν μεγαλύτερη εξωκυττάρωση πυκνών κόκκων και λυσοσωμάτων. Αυτό συσχετίστηκε με υψηλότερα επίπεδα θρομβοξάνης Β2 στο πλάσμα αλλά χαμηλότερο σχηματισμό θρομβίνης που εξαρτάται από τα αιμοπετάλια σε σχέση με ασθενείς με αποκλεισμένη ΦΘΕ, ανεξάρτητα από τη θεραπεία με ασπιρίνη.

Μελέτες φασματομετρίας μάζας (MS) έχουν ανιχνεύσει περισσότερες από 3700 πρωτεΐνες σε ακίνητα, ανασταλμένα και ενεργοποιημένα ανθρώπινα αιμοπετάλια υψηλής καθαρότητας. Οι προηγμένες αναλύσεις που βασίζονται σε ενζυμική ανοσοπροσροφητική δοκιμασία (ELISA) με χρήση MS θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ποιοτική αξιολόγηση των πρωτεϊνών που απελευθερώνονται από αιμοπετάλια στο πλάσμα και στα απομονωμένα αιμοπετάλια. Ωστόσο, λείπει μια πιο λεπτομερής ανάλυση των πρωτεϊνών του πλάσματος που σχετίζονται με τα αιμοπετάλια σε μεγάλες κοόρτες VTE.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα πολυκεντρική προοπτική μελέτη κοόρτης, οι ερευνητές εξέτασαν το πλάσμα από 541 ασθενείς με VTE χρησιμοποιώντας ανάλυση που βασίζεται στη μηχανική μάθηση. Ο στόχος ήταν να εντοπιστούν οι υπογραφές πρωτεϊνών του πλάσματος για πιθανή απελευθέρωση αιμοπεταλίων ειδικά για iPE και DVT-PE. Αυτοί οι ασθενείς είχαν οξεία ΦΘΕ κατά τη στιγμή της εισαγωγής, όπως διαγνώστηκε με απεικόνιση. Ενώ υπήρχαν 99 ασθενείς με iPE, 282 ήταν ασθενείς με DVT-PE και η ομάδα συνέκρινε τα δεδομένα τους με αυτά 160 ασθενών με iDVT. Η ομάδα χρησιμοποίησε έγχρωμο υπερηχογράφημα Doppler πλήρους ποδιού και πνευμονική αγγειογραφία αξονικής τομογραφίας (CT) για τη διάγνωση DVT και PE. Πιστοποιημένοι αγγειολόγοι και ακτινολόγοι αξιολόγησαν και επικύρωσαν όλες τις διαγνώσεις της μελέτης.

Συγκέντρωσαν δείγματα μελέτης ως μέρος του έργου Γονοτυπισμός και Μοριακός Φαινότυπος Φλεβικής Θρομβοεμβολής (GMP-VTE) που διεξάγεται στη Γερμανία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνολογία proximity extension assay (PEA) για υψηλά και χαμηλά προφίλ πρωτεϊνών πλάσματος από δείγματα αποθηκευμένα στους -80°C. Το PEA προσδιόρισε κανονικοποιημένες τιμές έκφρασης (NPX) για όλες τις δοκιμασμένες πρωτεΐνες πλάσματος που περιλαμβάνουν αντισώματα επισημασμένα με ολιγονουκλεοτίδια και ποσοτική ενίσχυση αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR) σε πραγματικό χρόνο.

Το δοκιμαστικό πάνελ περιελάμβανε 444 πρωτεΐνες που ταυτοποιήθηκαν από πέντε βάσεις δεδομένων [π.χ., βάσεις δεδομένων Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) και Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)]. Μετά τη σύγκριση, η ομάδα εντόπισε τελικά 135 πρωτεΐνες που σχετίζονται με τα αιμοπετάλια στα πέντε πλαίσια PEA για περαιτέρω ανάλυση.

Αποτελέσματα μελέτης

Η κοόρτη της μελέτης έδειξε υψηλότερο επιπολασμό της αρτηριακής υπέρτασης, του διαβήτη και των χρόνιων φλεγμονωδών, αθηροσκληρωτικών και καρδιαγγειακών παθήσεων στο iPE και DVT-PE σε σύγκριση με το iDVT. Τα υψηλότερα επίπεδα της C-αντιδρώσας πρωτεΐνης (CRP), της τροπονίνης Ι και του νατριουρητικού πεπτιδίου Β-τύπου προορμόνης Ν-τερματικής (NT) προορμόνης (NT-proBNP) αντανακλούσαν παρομοίως τη μεγαλύτερη καρδιαγγειακή επιβάρυνση στους υποτύπους PE.

Τα πρότυπα συνταγογράφησης φαρμάκων ήταν αντίστοιχα διαφορετικά. Για παράδειγμα, οι αναστολείς της συσσώρευσης αιμοπεταλίων, δηλαδή το ακετυλοσαλικυλικό οξύ (ASA) και η κλοπιδογρέλη, υπερεκπροσωπήθηκαν σε ασθενείς με ΡΕ. Μια εξήγηση είναι ότι οι προφυλακτικοί αντιαιμοπεταλικοί παράγοντες συνταγογραφούνται σε ασθενείς με οξεία PE λόγω υποψίας για έμφραγμα του μυοκαρδίου. Είναι επίσης πιθανό να υπάρχει διαφορά στη δραστηριότητα των αιμοπεταλίων μεταξύ των ασθενών με PE και iDVT επειδή το ποσοστό των αντιαιμοπεταλιακών παραγόντων είναι υψηλότερο στις ομάδες PE.

Ανάλυση μηχανικής μάθησης 135 εξαγόμενων πρωτεϊνών αιμοπεταλίων από μοντέλα λογιστικής παλινδρόμησης που ρυθμίζονται από τον χειριστή ελάχιστης απόλυτης συρρίκνωσης και επιλογής (LASSO) επέλεξαν 24% και 22% για iPE και DVT-PE, αντίστοιχα, αντανακλώντας διαφορετικά προφίλ πρωτεΐνης σε σύγκριση με το iDVT. Συγκεκριμένα, και οι 135 πρωτεΐνες αιμοπεταλίων έδειξαν καλή συσχέτιση με έξι δείκτες ενεργοποίησης αιμοπεταλίων, που υποστηρίζουν την πιθανή προέλευση αιμοπεταλίων στο πλάσμα ασθενών με οξεία PE σε σύγκριση με ασθενείς με iDVT, που αναλύθηκαν μέσω των πάνελ PEA. Σε αντίθεση με το iPE, ο παράγοντας 1 άλφα που προέρχεται από στρωματικά κύτταρα (SDF-1α) εκφραζόταν περισσότερο σε DVT-PE από ότι σε ασθενείς με iDVT, υποδηλώνοντας έναν πιθανό ειδικό ρόλο στην αγγειακή φλεγμονή και την αθηρογένεση.

Στο iPE, σε σύγκριση με το iDVT, η ανάλυση δικτύου αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-πρωτεΐνης (PPI) οδήγησε σε τέσσερις ομάδες έως και έξι πρωτεϊνών που αλληλεπιδρούν λειτουργικά με βάση 22 ειδικά εκφρασμένες πρωτεΐνες που σχετίζονται με τα αιμοπετάλια. Το κύριο σύμπλεγμα συσχετίστηκε με την κόλλα, την αναγνώριση προτύπων και τη σηματοδότηση του ανοσοποιητικού υποδοχέα. Αυτές περιελάμβαναν τις κινάσες της οικογένειας Src (SFK) c-Src, οι οποίες μεταδίδουν σήματα συνδέτη μέσω των υποδοχέων αιμοπεταλίων που σχετίζονται με το μοτίβο ενεργοποίησης με βάση τον ανοσοϋποδοχέα τυροσίνη (ITAM) (π.χ. γλυκοπρωτεΐνη VI [GPVI]).

Σε σύγκριση με το iPE, το DVT-PE παρουσίασε ένα σύμπλεγμα εννέα πρωτεϊνών πλάσματος που αλληλεπιδρούν άμεσα με αιμοπετάλια που εμπλέκονται στην αναδιαμόρφωση των ιστών και στη διακίνηση λευκοκυττάρων. Οι ιστικοί αναστολείς των μεταλλοπρωτεϊνασών μήτρας 1 (TIMP1) και TIMP4, σημαντικοί τελεστές της αναδιαμόρφωσης ιστών, εκφράστηκαν περισσότερο στο DVT-PE παρά στο iDVT και εκκρίνονταν από α-κοκκία αιμοπεταλίων.

Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι τα υψηλότερα επίπεδα πλάσματος και των δύο αναστολέων ιστών του TIMP1 και του TIMP4 συσχετίστηκαν με διαβήτη τύπου 2, αρτηριακή υπέρταση και έμφραγμα του μυοκαρδίου, σύμφωνα με τον υψηλότερο επιπολασμό μείζονος καρδιαγγειακών συμβαμάτων στην DVT-PE σε σύγκριση με το iDVT.

συμπεράσματα

Τα αποτελέσματα της τρέχουσας μελέτης έδειξαν ότι και οι δύο υποτύποι ΡΕ είχαν συγκεκριμένα προφίλ πρωτεΐνης πλάσματος που σχετίζονται με τα αιμοπετάλια. Για παράδειγμα, η μελέτη διέκρινε υψηλότερη έκφραση της P-σελεκτίνης στο πλάσμα των ασθενών με DVT-PE σε σύγκριση με το iDVT, υποδηλώνοντας συσχέτιση με τη σοβαρότητα της νόσου DVT. Είναι ενδιαφέρον ότι το ύψος της κορυφής της θρομβίνης και η αυθόρμητη συσσώρευση αιμοπεταλίων σε πλάσμα πλούσιο σε αιμοπετάλια συσχετίστηκαν αρνητικά στην iPE σε σύγκριση με τον φαινότυπο iDVT. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η χαμηλότερη αντιδραστικότητα των αιμοπεταλίων in vitro μπορεί να συσχετιστεί με υψηλότερη ενεργοποίηση αιμοπεταλίων in vivo κατά την οξεία φάση του PE σε σύγκριση με το iDVT. Το πιο σημαντικό, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι ενώ οι υποτύποι PE μοιράζονται ορισμένα κοινά σημεία, παρουσιάζουν επίσης διακριτά μοτίβα ενεργοποίησης αιμοπεταλίων.

Αυτή η μελέτη δεν ασχολήθηκε με τον ποσοτικό προσδιορισμό και τον χαρακτηρισμό του EV στο πλάσμα των φαινοτύπων VTE. Σε ασθενείς με καρκίνο, η ΦΘΕ μπορεί να σχετίζεται με αυξημένα επίπεδα μικροσωματιδίων στο πλάσμα. Ωστόσο, σημαντική αύξηση στα μικροσωματίδια που προέρχονται από αιμοπετάλια παρατηρήθηκε μόνο στην υποτροπιάζουσα ΦΘΕ σε μη καρκινικούς ασθενείς σε σύγκριση με υγιείς αιμοδότες. Μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να αποσαφηνίσουν την κατανομή του EV στους διαφορετικούς φαινότυπους VTE. Απαιτούνται επίσης περαιτέρω μελέτες για να προσδιοριστεί η επίδραση διαφορετικών τύπων κυττάρων στην απελευθέρωση πρωτεϊνών που προέρχονται από αιμοπετάλια σε PE.

Συνοπτικά, τα δεδομένα της μελέτης πρότειναν ότι το iPE και το DVT-PE είχαν συγκεκριμένες αλλά διαφορετικές υπογραφές πλάσματος που εμπλέκονται σε σχετιζόμενη με τα αιμοπετάλια ανοσοθρόμβωση και θρομβοφλεγμονώδεις διεργασίες σε σύγκριση με το iDVT. Επιπλέον, τα προφίλ πρωτεϊνών ενεργοποίησης των αιμοπεταλίων φάνηκε να διαφέρουν μεταξύ των υποτύπων PE, με υπεροχή των εκκρινόμενων πρωτεϊνών στο DVT-PE σε σύγκριση με πρωτεΐνες που είναι πιο πιθανό να απελευθερωθούν στο πλάσμα από το EV στο iPE. Συνολικά, τα αιμοπετάλια συμβάλλουν στη ρύθμιση των διαφορετικών επιπέδων πρωτεΐνης πλάσματος στην οξεία φάση της PE, τα οποία ποικίλλουν ανάλογα με τον υποτύπο PE.

Αναφορά:

• 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

.