Undersøkelse av plasmasignaturer av blodplate-avledede proteiner ved akutt lungeemboli

Undersøkelse av plasmasignaturer av blodplate-avledede proteiner ved akutt lungeemboli

I en fersk studie publisert i Tromboseforskning, bestemte forskere plasmasignaturer av blodplaterelaterte eller avledede proteiner i akutt isolert lungeemboli (iPE) og dyp venetrombose-assosiert PE (DVT-PE) sammenlignet med isolert DVT (iDVT).

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

bakgrunn

De to primære undertypene av PE er iPE og DVT-PE, og studier har vist at plasmaproteinprofiler er forskjellige for disse to sykdommene. Blodplater fungerer som cellulære linkere og letter inflammatorisk krysstale mellom immun- og endotelceller under høyt arterielt skjærstress. Denne prosessen involverer en direkte reseptormediert interaksjon mellom pro-inflammatoriske molekyler og ekstracellulære vesikler (EV). Imidlertid aktiverer lokale inflammatoriske responser ved endotelet under lav skjærspenning blodplater for å utløse utviklingen av venøs tromboemboli (VTE) og dens undertyper, inkludert PE og DVT. Mekanismene som kontrollerer denne prosessen er mindre godt forstått.

Eksperimentelle data tyder på at blodplater bidrar til tromboinflammasjon i venesystemet ved å utløse inflammatoriske og koagulasjonsprosesser. Ved å bruke VTE-musemodellen har forskere for eksempel vist at blodplater interagerer med von Willebrand-faktor (VWF)-eksponerte endotelceller og danner konjugater med leukocytter via glykoproteinet (GP) Ibα, samt utløser endotelrekruttering og leukocyttavhengig koagulasjon.

Menneskelige eksperimenter har vist forskjellige egenskaper ved blodplateaktivering og reaktivitet ved akutt VTE. For eksempel viste blodplater fra pasienter med akutt VTE større eksocytose av tette granuler og lysosomer. Dette var assosiert med høyere plasmanivåer av tromboksan B2, men lavere blodplateavhengig trombindannelse enn hos pasienter med utelukket VTE, uavhengig av aspirinbehandling.

Massespektrometri (MS) studier har påvist over 3700 proteiner i stillestående, hemme og aktiverte høyt rensede humane blodplater. Avansert enzymkoblet immunosorbentanalyse (ELISA)-baserte analyser ved bruk av MS kan muliggjøre kvalitativ vurdering av blodplatefrigitte proteiner i plasma og isolerte blodplater. Imidlertid mangler en mer detaljert analyse av blodplateassosierte plasmaproteiner i store VTE-kohorter.

Om studiet

I den nåværende multisenter prospektive kohortstudien undersøkte forskere plasma fra 541 VTE-pasienter ved hjelp av maskinlæringsbasert analyse. Målet var å identifisere plasmaproteinsignaturer for antatt blodplatefrigjøring spesifikke for iPE og DVT-PE. Disse pasientene hadde akutt VTE på tidspunktet for innleggelsen, som diagnostisert ved bildediagnostikk. Mens det var 99 iPE-pasienter, var 282 DVT-PE-pasienter, og teamet sammenlignet dataene deres med dataene til 160 iDVT-pasienter. Teamet brukte full-leg farge Doppler ultralyd og computertomografi (CT) pulmonal angiografi for å diagnostisere DVT og PE. Styresertifiserte angiologer og radiologer vurderte og validerte alle studiediagnoser.

De samlet inn studieprøver som en del av Genotyping and Molecular Fenotyping of Venous Thromboembolism (GMP-VTE)-prosjektet utført i Tyskland. Forskerne brukte proximity extension assay (PEA) teknologi for høy og lav plasmaproteinprofilering fra prøver lagret ved -80 °C. PEA bestemte normaliserte ekspresjonsverdier (NPX) for alle testede plasmaproteiner som involverer oligonukleotidmerkede antistoffer og kvantitativ sanntids polymerasekjedereaksjon (PCR) amplifikasjon.

Testpanelet inkluderte 444 proteiner identifisert fra fem databaser [f.eks. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) og Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) databaser]. Etter sammenligning identifiserte teamet til slutt 135 blodplaterelaterte proteiner i de fem PEA-panelene for videre analyse.

Studieresultater

Studiekohorten viste en høyere prevalens av arteriell hypertensjon, diabetes og kroniske inflammatoriske, aterosklerotiske og kardiovaskulære sykdommer i iPE og DVT-PE sammenlignet med iDVT. De høyere nivåene av C-reaktivt protein (CRP), troponin I og N-terminalt (NT) prohormon B-type natriuretisk peptid (NT-proBNP) reflekterte på samme måte den større kardiovaskulære belastningen i PE-subtyper.

Forskrivningsmønstrene for medisiner var tilsvarende forskjellige. For eksempel var blodplateaggregasjonshemmere, dvs. acetylsalisylsyre (ASA) og klopidogrel, overrepresentert hos PE-pasienter. En forklaring er at profylaktiske antiblodplatemidler foreskrives til pasienter med akutt PE på grunn av mistanke om hjerteinfarkt. Det er også mulig at det er forskjell i blodplateaktivitet mellom PE- og iDVT-pasienter fordi andelen blodplatehemmende midler er høyere i PE-gruppene.

Maskinlæringsanalyse av 135 ekstraherte blodplateproteiner av den minste absolutte krympings- og seleksjonsoperatøren (LASSO)-regulerte logistiske regresjonsmodeller valgte henholdsvis 24 % og 22 % for iPE og DVT-PE, noe som gjenspeiler forskjellige proteinprofiler sammenlignet med iDVT. Spesielt viste alle 135 blodplateproteiner god assosiasjon med seks blodplateaktiveringsmarkører, og støttet deres sannsynlige blodplateopprinnelse i plasmaet til pasienter med akutt PE sammenlignet med iDVT-pasienter, analysert via PEA-panelene. I motsetning til iPE, ble stromalcelle-avledet faktor 1alfa (SDF-1α) mer uttrykt i DVT-PE enn i iDVT-pasienter, noe som tyder på en mulig spesiell rolle i vaskulær betennelse og aterogenese.

I iPE, sammenlignet med iDVT, resulterte protein-protein interaksjon (PPI) nettverksanalyse i fire klynger med opptil seks funksjonelt interagerende proteiner basert på 22 spesifikt uttrykte blodplaterelaterte proteiner. Hovedklyngen var assosiert med lim, mønstergjenkjenning og immunreseptorsignalering. Disse inkluderte Src-familiens kinaser (SFK) c-Src, som overfører ligandsignaler via det immunreseptor-tyrosinbaserte aktiveringsmotivet (ITAM)-assosierte blodplatereseptorer (f.eks. glykoprotein VI [GPVI]).

Sammenlignet med iPE presenterte DVT-PE en klynge av ni direkte interagerende plasmaproteiner assosiert med blodplater involvert i vevsremodellering og leukocytthandel. Vevsinhibitorene av matrisemetalloproteinaser 1 (TIMP1) og TIMP4, viktige effektorer for vevsremodellering, ble mer uttrykt i DVT-PE enn i iDVT og ble utskilt fra blodplater a-granuler.

Forfatterne fant at høyere plasmanivåer av både vevshemmere av TIMP1 og TIMP4 var assosiert med type 2 diabetes, arteriell hypertensjon og hjerteinfarkt, i samsvar med den høyere forekomsten av store kardiovaskulære hendelser i DVT-PE sammenlignet med iDVT.

Konklusjoner

De nåværende studieresultatene viste at begge PE-subtypene hadde spesifikke plasmaproteinprofiler assosiert med blodplater. For eksempel skilte studien ut høyere ekspresjon av P-selektin i plasmaet til DVT-PE-pasienter sammenlignet med iDVT, noe som tyder på en assosiasjon med DVT-sykdommens alvorlighetsgrad. Interessant nok var trombintopphøyde og spontan blodplateaggregering i blodplaterikt plasma negativt assosiert i iPE sammenlignet med iDVT-fenotypen. Disse resultatene tyder på at lavere blodplatereaktivitet in vitro kan være assosiert med høyere blodplateaktivering in vivo under den akutte fasen av PE sammenlignet med iDVT. Enda viktigere, disse resultatene tyder på at mens PE-undertyper deler noen fellestrekk, viser de også distinkte blodplateaktiveringsmønstre.

Denne studien tok ikke for seg kvantifisering og karakterisering av EV i plasma av VTE-fenotyper. Hos kreftpasienter kan VTE være assosiert med økte plasmanivåer av mikropartikler. Imidlertid ble en signifikant økning i blodplateavledede mikropartikler bare observert ved tilbakevendende VTE hos ikke-kreftpasienter sammenlignet med friske blodgivere. Fremtidige studier bør avklare fordelingen av EV i de forskjellige VTE-fenotypene. Ytterligere studier er også nødvendig for å spesifisere påvirkningen av forskjellige celletyper på frigjøring av blodplate-avledede proteiner i PE.

Oppsummert antydet studiedataene at iPE og DVT-PE hadde spesifikke, men forskjellige plasmasignaturer involvert i blodplaterelaterte immuntrombose og tromboinflammatoriske prosesser sammenlignet med iDVT. Videre syntes blodplateaktiveringsproteinprofiler å variere mellom PE-subtyper, med en overvekt av utskilte proteiner i DVT-PE sammenlignet med proteiner som er mer sannsynlig å bli frigjort til plasma av EV i iPE. Samlet sett bidrar blodplater til reguleringen av ulike plasmaproteinnivåer i den akutte fasen av PE, som varierer avhengig av PE-subtype.

Referanse:

• 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

.