Badanie sygnatur osocza białek pochodzenia płytkowego w ostrej zatorowości płucnej

Badanie sygnatur osocza białek pochodzenia płytkowego w ostrej zatorowości płucnej

W niedawnym badaniu opublikowanym w Badania nad zakrzepicą badacze określili sygnaturę białek związanych z płytkami lub ich pochodnych w osoczu w ostrej izolowanej zatorowości płucnej (iPE) i PE związanej z zakrzepicą żył głębokich (DVT-PE) w porównaniu z izolowaną DVT (iDVT).

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

tło

Dwa główne podtypy PE to iPE i DVT-PE, a badania wykazały, że profile białek osocza różnią się w przypadku tych dwóch chorób. Płytki krwi działają jako łączniki komórkowe i ułatwiają przesłuch zapalny między komórkami odpornościowymi i komórkami śródbłonka podczas silnego naprężenia ścinającego w tętnicach. Proces ten obejmuje bezpośrednią interakcję za pośrednictwem receptorów pomiędzy cząsteczkami prozapalnymi a pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi (EV). Jednakże miejscowe reakcje zapalne w śródbłonku pod wpływem niskiego naprężenia ścinającego aktywują płytki krwi, powodując rozwój żylnej choroby zakrzepowo-zatorowej (VTE) i jej podtypów, w tym PE i DVT. Mechanizmy kontrolujące ten proces są mniej poznane.

Dane eksperymentalne sugerują, że płytki krwi przyczyniają się do zapalenia zakrzepowego w układzie żylnym poprzez inicjowanie procesów zapalnych i krzepnięcia. Na przykład, korzystając z mysiego modelu VTE, badacze wykazali, że płytki krwi oddziałują z komórkami śródbłonka eksponowanymi na czynnik von Willebranda (VWF) i tworzą koniugaty z leukocytami za pośrednictwem glikoproteiny (GP) Ibα, a także wyzwalają rekrutację śródbłonka i krzepnięcie zależne od leukocytów.

Doświadczenia na ludziach wykazały odmienną charakterystykę aktywacji i reaktywności płytek krwi w ostrej ŻChZZ. Na przykład płytki krwi pacjentów z ostrą ŻChZZ wykazywały większą egzocytozę gęstych ziarnistości i lizosomów. Było to związane z wyższym stężeniem tromboksanu B2 w osoczu, ale niższym tworzeniem trombiny zależnej od płytek krwi w porównaniu z pacjentami z wykluczoną ŻChZZ, niezależnie od leczenia aspiryną.

Badania spektrometrii masowej (MS) wykryły ponad 3700 białek w spoczynkowych, zahamowanych i aktywowanych, wysoce oczyszczonych ludzkich płytkach krwi. Zaawansowane testy immunoenzymatyczne (ELISA) wykorzystujące MS mogą umożliwić jakościową ocenę białek uwalnianych z płytek krwi w osoczu i izolowanych płytkach krwi. Brakuje jednak bardziej szczegółowej analizy białek osocza związanych z płytkami krwi w dużych kohortach VTE.

O badaniu

W niniejszym wieloośrodkowym prospektywnym badaniu kohortowym naukowcy zbadali osocze od 541 pacjentów z ŻChZZ, korzystając z analizy opartej na uczeniu maszynowym. Celem była identyfikacja sygnatur białek osocza pod kątem przypuszczalnego uwalniania płytek krwi, specyficznego dla iPE i DVT-PE. U tych pacjentów w momencie przyjęcia do szpitala występowała ostra ŻChZZ, zdiagnozowana na podstawie badań obrazowych. Chociaż było 99 pacjentów z iPE, 282 było pacjentami z DVT-PE, a zespół porównał swoje dane z danymi dotyczącymi 160 pacjentów iDVT. Zespół wykorzystał USG kolorowego Dopplera całej nogi i angiografię płucną tomografii komputerowej (CT) do diagnozowania DVT i PE. Certyfikowani przez komisję angiolodzy i radiolodzy ocenili i zatwierdzili wszystkie diagnozy zawarte w badaniu.

Zebrali próbki do badań w ramach projektu Genotyping and Molecular Phenotyping of Venous Thromboembolism (GMP-VTE) prowadzonego w Niemczech. Naukowcy wykorzystali technologię testu wydłużania bliskości (PEA) do profilowania wysokich i niskich białek osocza z próbek przechowywanych w temperaturze -80°C. PEA określiła znormalizowane wartości ekspresji (NPX) dla wszystkich badanych białek osocza z udziałem przeciwciał znakowanych oligonukleotydami i ilościową amplifikacją reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) w czasie rzeczywistym.

Panel testowy obejmował 444 białka zidentyfikowane z pięciu baz danych [np. baz danych Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) i Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)]. Po porównaniu zespół ostatecznie zidentyfikował 135 białek związanych z płytkami krwi w pięciu panelach PEA do dalszej analizy.

Wyniki badań

W badanej kohorcie stwierdzono częstsze występowanie nadciśnienia tętniczego, cukrzycy oraz przewlekłych chorób zapalnych, miażdżycowych i sercowo-naczyniowych u chorych na iPE i DVT-PE w porównaniu z iDVT. Wyższe poziomy białka C-reaktywnego (CRP), troponiny I i N-końcowego (NT) prohormonu peptydu natriuretycznego typu B (NT-proBNP) podobnie odzwierciedlały większe obciążenie układu sercowo-naczyniowego u podtypów PE.

Wzory przepisywania leków były odpowiednio różne. Na przykład inhibitory agregacji płytek krwi, tj. kwas acetylosalicylowy (ASA) i klopidogrel, były nadreprezentowane u pacjentów z PE. Jednym z wyjaśnień jest to, że pacjentom z ostrą PE z powodu podejrzenia zawału mięśnia sercowego przepisuje się profilaktyczne leki przeciwpłytkowe. Możliwe jest również, że istnieje różnica w aktywności płytek krwi pomiędzy pacjentami z PE i iDVT, ponieważ odsetek leków przeciwpłytkowych jest większy w grupach z PE.

Analiza uczenia maszynowego 135 wyekstrahowanych białek płytkowych za pomocą modeli regresji logistycznej regulowanej przez najmniejszy bezwzględny skurcz i selekcję (LASSO) wybrała odpowiednio 24% i 22% dla iPE i DVT-PE, odzwierciedlając różne profile białek w porównaniu z iDVT. Warto zauważyć, że wszystkie 135 białek płytkowych wykazywało dobre powiązanie z sześcioma markerami aktywacji płytek krwi, co potwierdza ich prawdopodobne pochodzenie płytkowe w osoczu pacjentów z ostrą PE w porównaniu z pacjentami z iDVT, analizowanymi za pomocą paneli PEA. W przeciwieństwie do iPE, czynnik pochodzący z komórek zrębowych 1alfa (SDF-1α) był silniej wyrażany u pacjentów z DVT-PE niż u pacjentów z iDVT, co sugeruje możliwą szczególną rolę w zapaleniu naczyń i miażdżycy.

W iPE, w porównaniu z iDVT, analiza sieci interakcji białko-białko (PPI) dała cztery skupiska maksymalnie sześciu funkcjonalnie oddziałujących białek w oparciu o 22 specyficznie wyrażane białka związane z płytkami krwi. Główny klaster był powiązany z klejem, rozpoznawaniem wzorców i sygnalizacją receptorów immunologicznych. Należą do nich kinazy z rodziny Src (SFK) c-Src, które przekazują sygnały ligandów poprzez immunoreceptorowy motyw aktywacji oparty na tyrozynie (ITAM) związany z receptorami płytkowymi (np. glikoproteina VI [GPVI]).

W porównaniu z iPE, DVT-PE przedstawiał skupisko dziewięciu bezpośrednio oddziałujących białek osocza związanych z płytkami krwi biorącymi udział w przebudowie tkanek i transporcie leukocytów. Inhibitory tkankowe metaloproteinaz macierzy 1 (TIMP1) i TIMP4, ważne efektory przebudowy tkanek, ulegały silniejszej ekspresji w DVT-PE niż w iDVT i były wydzielane z α-granulek płytek krwi.

Autorzy odkryli, że wyższe stężenia w osoczu obu tkankowych inhibitorów TIMP1 i TIMP4 były powiązane z cukrzycą typu 2, nadciśnieniem tętniczym i zawałem mięśnia sercowego, co jest zgodne z częstszym występowaniem poważnych zdarzeń sercowo-naczyniowych w DVT-PE w porównaniu z iDVT.

Wnioski

Wyniki obecnego badania wykazały, że oba podtypy PE mają specyficzne profile białek osocza związane z płytkami krwi. Na przykład w badaniu wyróżniono wyższą ekspresję selektyny P w osoczu pacjentów z DVT-PE w porównaniu z iDVT, co sugeruje związek z ciężkością choroby DVT. Co ciekawe, wysokość piku trombiny i spontaniczna agregacja płytek w osoczu bogatopłytkowym były ujemnie powiązane w przypadku iPE w porównaniu z fenotypem iDVT. Wyniki te sugerują, że niższa reaktywność płytek krwi in vitro może być związana z większą aktywacją płytek krwi in vivo podczas ostrej fazy PE w porównaniu z iDVT. Co ważniejsze, wyniki te sugerują, że chociaż podtypy PE mają pewne podobieństwa, wykazują również odrębne wzorce aktywacji płytek krwi.

W badaniu tym nie zajęto się określeniem ilościowym i charakterystyką EV w osoczu osób o fenotypach VTE. U pacjentów z nowotworem ŻChZZ może wiązać się ze zwiększonym stężeniem mikrocząstek w osoczu. Jednakże znaczący wzrost liczby mikrocząstek pochodzenia płytkowego zaobserwowano jedynie w przypadku nawracającej ŻChZZ u pacjentów nienowotworowych w porównaniu ze zdrowymi dawcami krwi. Przyszłe badania powinny wyjaśnić rozkład EV w różnych fenotypach VTE. Konieczne są także dalsze badania, aby określić wpływ różnych typów komórek na uwalnianie białek pochodzących z płytek krwi w PE.

Podsumowując, dane z badania sugerują, że iPE i DVT-PE mają specyficzne, ale różne sygnatury osocza zaangażowane w zakrzepicę immunologiczną związaną z płytkami i procesy zakrzepowo-zapalne w porównaniu z iDVT. Co więcej, profile białek aktywujących płytki krwi wydawały się różnić między podtypami PE, z przewagą białek wydzielanych w DVT-PE w porównaniu z białkami, które z większym prawdopodobieństwem zostaną uwolnione do osocza przez EV w iPE. Ogólnie rzecz biorąc, płytki krwi przyczyniają się do regulacji różnych poziomów białek osocza w ostrej fazie PE, które różnią się w zależności od podtypu PE.

Odniesienie:

• 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

.