Onderzoek van plasmasignaturen van van bloedplaatjes afgeleide eiwitten bij acute longembolie

Onderzoek van plasmasignaturen van van bloedplaatjes afgeleide eiwitten bij acute longembolie

Uit een recente studie gepubliceerd in Trombose onderzoek bepaalden onderzoekers plasmasignaturen van bloedplaatjesgerelateerde of afgeleide eiwitten bij acute geïsoleerde longembolie (iPE) en diepveneuze trombose-geassocieerde PE (DVT-PE) vergeleken met geïsoleerde DVT (iDVT).

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

achtergrond

De twee belangrijkste subtypes van PE zijn iPE en DVT-PE, en onderzoeken hebben aangetoond dat de plasma-eiwitprofielen voor deze twee ziekten verschillen. Bloedplaatjes fungeren als cellulaire linkers en vergemakkelijken inflammatoire overspraak tussen immuun- en endotheelcellen tijdens hoge arteriële schuifspanning. Dit proces omvat een directe receptor-gemedieerde interactie tussen pro-inflammatoire moleculen en extracellulaire blaasjes (EV's). Lokale ontstekingsreacties in het endotheel onder lage schuifspanning activeren echter bloedplaatjes en veroorzaken zo de ontwikkeling van veneuze trombo-embolie (VTE) en de subtypes ervan, waaronder PE en DVT. De mechanismen die dit proces controleren, zijn minder goed begrepen.

Experimentele gegevens suggereren dat bloedplaatjes bijdragen aan trombo-ontsteking in het veneuze systeem door ontstekings- en stollingsprocessen op gang te brengen. Met behulp van het VTE-muismodel hebben onderzoekers bijvoorbeeld aangetoond dat bloedplaatjes een interactie aangaan met aan de von Willebrand-factor (VWF) blootgestelde endotheelcellen en conjugaten vormen met leukocyten via het glycoproteïne (GP) Ibα, en ook endotheliale rekrutering en leukocyt-afhankelijke coagulatie veroorzaken.

Experimenten met mensen hebben verschillende kenmerken van bloedplaatjesactivatie en reactiviteit bij acute VTE aangetoond. Bloedplaatjes van patiënten met acute VTE vertoonden bijvoorbeeld een grotere exocytose van dichte granula en lysosomen. Dit ging gepaard met hogere plasmaspiegels van tromboxaan B2 maar een lagere bloedplaatjesafhankelijke trombinevorming dan bij patiënten met uitgesloten VTE, ongeacht aspirinetherapie.

Massaspectrometrie (MS) onderzoeken hebben meer dan 3700 eiwitten gedetecteerd in rustende, geremde en geactiveerde, sterk gezuiverde menselijke bloedplaatjes. Geavanceerde op enzymen gekoppelde immunosorbenttests (ELISA) met behulp van MS zouden een kwalitatieve beoordeling van door bloedplaatjes vrijgekomen eiwitten in plasma en geïsoleerde bloedplaatjes mogelijk kunnen maken. Een meer gedetailleerde analyse van bloedplaatjes-geassocieerde plasma-eiwitten in grote VTE-cohorten ontbreekt echter.

Over de studie

In de huidige multicenter prospectieve cohortstudie onderzochten onderzoekers plasma van 541 VTE-patiënten met behulp van op machine learning gebaseerde analyse. Het doel was om plasma-eiwitsignaturen te identificeren voor de vermoedelijke afgifte van bloedplaatjes specifiek voor iPE en DVT-PE. Deze patiënten hadden op het moment van opname acute VTE, zoals gediagnosticeerd door middel van beeldvorming. Terwijl er 99 iPE-patiënten waren, waren er 282 DVT-PE-patiënten, en het team vergeleek hun gegevens met die van 160 iDVT-patiënten. Het team gebruikte Doppler-echografie in kleur over de hele benen en computertomografie (CT) pulmonale angiografie om DVT en PE te diagnosticeren. Board-gecertificeerde angiologen en radiologen hebben alle onderzoeksdiagnoses beoordeeld en gevalideerd.

Ze verzamelden onderzoeksmonsters als onderdeel van het project Genotypering en Moleculaire Fenotypering van Veneuze Trombo-embolie (GMP-VTE), uitgevoerd in Duitsland. De onderzoekers gebruikten proximity extension assay (PEA)-technologie voor het profileren van hoge en lage plasma-eiwitten uit monsters die bij -80°C waren bewaard. PEA bepaalde genormaliseerde expressiewaarden (NPX) voor alle geteste plasma-eiwitten waarbij oligonucleotide-gelabelde antilichamen en kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie (PCR) amplificatie betrokken waren.

Het testpanel omvatte 444 eiwitten geïdentificeerd uit vijf databases [bijv. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) en Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) databases]. Na vergelijking identificeerde het team uiteindelijk 135 bloedplaatjesgerelateerde eiwitten in de vijf PEA-panels voor verdere analyse.

Studieresultaten

Het studiecohort toonde een hogere prevalentie van arteriële hypertensie, diabetes en chronische inflammatoire, atherosclerotische en cardiovasculaire ziekten bij iPE en DVT-PE vergeleken met iDVT. De hogere niveaus van C-reactief proteïne (CRP), troponine I en N-terminaal (NT) prohormoon B-type natriuretisch peptide (NT-proBNP) weerspiegelden op vergelijkbare wijze de grotere cardiovasculaire belasting bij PE-subtypen.

De voorschrijfpatronen voor medicijnen waren dienovereenkomstig verschillend. Bloedplaatjesaggregatieremmers, d.w.z. acetylsalicylzuur (ASA) en clopidogrel, waren bijvoorbeeld oververtegenwoordigd bij PE-patiënten. Eén verklaring is dat profylactische bloedplaatjesaggregatieremmers worden voorgeschreven aan patiënten met acute longembolie als gevolg van een vermoedelijk myocardinfarct. Het is ook mogelijk dat er een verschil is in bloedplaatjesactiviteit tussen PE- en iDVT-patiënten, omdat het aandeel bloedplaatjesaggregatieremmers hoger is in de PE-groepen.

Machine learning-analyse van 135 geëxtraheerde bloedplaatjeseiwitten door de minst absolute krimp- en selectieoperator (LASSO)-gereguleerde logistische regressiemodellen selecteerden respectievelijk 24% en 22% voor iPE en DVT-PE, wat verschillende eiwitprofielen weerspiegelt in vergelijking met iDVT. Opvallend is dat alle 135 bloedplaatjeseiwitten een goede associatie vertoonden met zes bloedplaatjesactiveringsmarkers, wat hun waarschijnlijke oorsprong van bloedplaatjes in het plasma van patiënten met acute longembolie ondersteunt in vergelijking met iDVT-patiënten, geanalyseerd via de PEA-panels. In tegenstelling tot iPE kwam de uit stromacellen afkomstige factor 1alpha (SDF-1α) sterker tot expressie bij DVT-PE dan bij iDVT-patiënten, wat duidt op een mogelijke speciale rol bij vasculaire ontsteking en atherogenese.

In iPE resulteerde de netwerkanalyse van eiwit-eiwitinteractie (PPI) in iPE in vier clusters van maximaal zes functioneel interacterende eiwitten op basis van 22 specifiek tot expressie gebrachte bloedplaatjesgerelateerde eiwitten. Het hoofdcluster werd geassocieerd met lijm, patroonherkenning en immuunreceptorsignalering. Deze omvatten de c-Src van de Src-familiekinasen (SFK), die ligandsignalen overbrengen via de immunoreceptortyrosine-gebaseerd activeringsmotief (ITAM)-geassocieerde bloedplaatjesreceptoren (bijv. glycoproteïne VI [GPVI]).

Vergeleken met iPE presenteerde DVT-PE een cluster van negen direct interacterende plasma-eiwitten geassocieerd met bloedplaatjes die betrokken zijn bij weefselremodellering en leukocytenhandel. De weefselremmers van matrixmetalloproteïnasen 1 (TIMP1) en TIMP4, belangrijke effectoren van weefselremodellering, kwamen sterker tot expressie in DVT-PE dan in iDVT en werden uitgescheiden door α-granules van bloedplaatjes.

De auteurs ontdekten dat hogere plasmaspiegels van zowel de weefselremmers van TIMP1 als TIMP4 geassocieerd waren met diabetes type 2, arteriële hypertensie en myocardinfarct, consistent met de hogere prevalentie van ernstige cardiovasculaire voorvallen bij DVT-PE vergeleken met iDVT.

Conclusies

De huidige onderzoeksresultaten toonden aan dat beide PE-subtypen specifieke plasma-eiwitprofielen hadden die verband hielden met bloedplaatjes. In de studie werd bijvoorbeeld onderscheid gemaakt tussen een hogere expressie van P-selectine in het plasma van DVT-PE-patiënten vergeleken met iDVT, wat een verband suggereert met de ernst van de DVT-ziekte. Interessant is dat trombinepiekhoogte en spontane bloedplaatjesaggregatie in bloedplaatjesrijk plasma negatief geassocieerd waren bij iPE vergeleken met het iDVT-fenotype. Deze resultaten suggereren dat een lagere bloedplaatjesreactiviteit in vitro geassocieerd kan zijn met een hogere bloedplaatjesactivatie in vivo tijdens de acute fase van PE vergeleken met iDVT. Belangrijker nog is dat deze resultaten suggereren dat hoewel PE-subtypen enkele overeenkomsten vertonen, ze ook verschillende patronen van bloedplaatjesactivatie vertonen.

In deze studie werd niet ingegaan op de kwantificering en karakterisering van EV in plasma van VTE-fenotypes. Bij kankerpatiënten kan VTE gepaard gaan met verhoogde plasmaspiegels van microdeeltjes. Een significante toename van van bloedplaatjes afkomstige microdeeltjes werd echter alleen waargenomen bij recidiverende VTE bij niet-kankerpatiënten vergeleken met gezonde bloeddonoren. Toekomstige studies moeten de verdeling van EV in de verschillende VTE-fenotypes verduidelijken. Verdere studies zijn ook nodig om de invloed van verschillende celtypen op de afgifte van van bloedplaatjes afgeleide eiwitten in PE te specificeren.

Samenvattend suggereerden de onderzoeksgegevens dat iPE en DVT-PE specifieke maar verschillende plasmasignaturen hadden die betrokken zijn bij bloedplaatjesgerelateerde immuuntrombose en trombo-inflammatoire processen in vergelijking met iDVT. Bovendien leken de profielen van bloedplaatjesactiveringseiwitten te verschillen tussen PE-subtypen, met een overheersing van uitgescheiden eiwitten in DVT-PE in vergelijking met eiwitten waarvan het waarschijnlijker is dat ze door EV in iPE in het plasma worden vrijgegeven. Over het geheel genomen dragen bloedplaatjes bij aan de regulatie van verschillende plasma-eiwitniveaus in de acute fase van PE, die variëren afhankelijk van het PE-subtype.

Referentie:

• 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

.