Preiskava plazemskih podpisov beljakovin, pridobljenih iz trombocitov, pri akutni pljučni emboliji

Preiskava plazemskih podpisov beljakovin, pridobljenih iz trombocitov, pri akutni pljučni emboliji

V nedavni študiji, objavljeni v Raziskava tromboze, so raziskovalci določili plazemske podpise s trombociti povezanih ali pridobljenih beljakovin pri akutni izolirani pljučni emboliji (iPE) in globoki venski trombozi povezani PE (DVT-PE) v primerjavi z izolirano DVT (iDVT).

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

ozadje

Dva primarna podtipa PE sta iPE in DVT-PE, študije pa so pokazale, da se profil plazemskih beljakovin pri teh dveh boleznih razlikuje. Trombociti delujejo kot celični povezovalci in olajšajo vnetno preslušavanje med imunskimi in endotelnimi celicami med visokim arterijskim strižnim stresom. Ta proces vključuje neposredno receptorsko posredovano interakcijo med provnetnimi molekulami in zunajceličnimi vezikli (EV). Vendar pa lokalni vnetni odzivi na endoteliju pod nizkim strižnim stresom aktivirajo trombocite, da sprožijo razvoj venske trombembolije (VTE) in njenih podtipov, vključno s PE in DVT. Mehanizmi, ki nadzorujejo ta proces, so manj razumljeni.

Eksperimentalni podatki kažejo, da trombociti prispevajo k vnetju trombocitov v venskem sistemu s sprožitvijo vnetnih in koagulacijskih procesov. Na primer, z uporabo mišjega modela VTE so raziskovalci pokazali, da trombociti medsebojno delujejo z endotelijskimi celicami, ki so izpostavljene von Willebrandovemu faktorju (VWF), in tvorijo konjugate z levkociti preko glikoproteina (GP) Ibα ter sprožijo rekrutacijo endotelija in od levkocitov odvisno koagulacijo.

Poskusi na ljudeh so pokazali različne značilnosti aktivacije in reaktivnosti trombocitov pri akutni VTE. Na primer, trombociti bolnikov z akutno VTE so pokazali večjo eksocitozo gostih granul in lizosomov. To je bilo povezano z višjimi plazemskimi koncentracijami tromboksana B2, vendar nižjo, od trombocitov odvisno tvorbo trombina kot pri bolnikih z izključeno VTE, ne glede na zdravljenje z aspirinom.

Študije z masno spektrometrijo (MS) so odkrile več kot 3700 proteinov v mirujočih, inhibiranih in aktiviranih visoko prečiščenih človeških trombocitih. Napredni testi na osnovi encimsko vezanega imunskega testa (ELISA) z uporabo MS bi lahko omogočili kvalitativno oceno beljakovin, ki se sproščajo iz trombocitov, v plazmi in izoliranih trombocitih. Vendar manjka podrobnejša analiza plazemskih proteinov, povezanih s trombociti, v velikih kohortah VTE.

O študiju

V tej multicentrični prospektivni kohortni študiji so raziskovalci pregledali plazmo 541 bolnikov z VTE z uporabo analize, ki temelji na strojnem učenju. Cilj je bil identificirati podpise plazemskih beljakovin za domnevno sproščanje trombocitov, značilno za iPE in DVT-PE. Ti bolniki so imeli ob sprejemu akutno VTE, kot so jo diagnosticirali s slikanjem. Medtem ko je bilo 99 bolnikov z iPE, je bilo 282 bolnikov z DVT-PE, skupina pa je njihove podatke primerjala s podatki 160 bolnikov z iDVT. Ekipa je za diagnosticiranje GVT in PE uporabila barvni Dopplerjev ultrazvok celotne noge in pljučno angiografijo z računalniško tomografijo (CT). Angiologi in radiologi s certifikatom odbora so ocenili in potrdili vse študijske diagnoze.

Študijske vzorce so zbrali v okviru projekta Genotyping and Molecular Phenotyping of Venous Thromboembolism (GMP-VTE), ki poteka v Nemčiji. Raziskovalci so uporabili tehnologijo proximity extension assay (PEA) za visoko in nizko profiliranje beljakovin v plazmi iz vzorcev, shranjenih pri -80 °C. PEA je določil normalizirane vrednosti izražanja (NPX) za vse testirane plazemske proteine, ki vključujejo z oligonukleotidi označena protitelesa in kvantitativno pomnoževanje verižne reakcije s polimerazo (PCR) v realnem času.

Testna plošča je vključevala 444 proteinov, identificiranih iz petih podatkovnih baz [npr. Kjotske enciklopedije genov in genomov (KEGG) in podatkovne baze analize obogatitve genskega nabora (GSEA). Po primerjavi je skupina na koncu identificirala 135 proteinov, povezanih s trombociti, v petih ploščah PEA za nadaljnjo analizo.

Rezultati študije

Študijska kohorta je pokazala večjo prevalenco arterijske hipertenzije, sladkorne bolezni ter kroničnih vnetnih, aterosklerotičnih in srčno-žilnih bolezni pri iPE in DVT-PE v primerjavi z iDVT. Višje ravni C-reaktivnega proteina (CRP), troponina I in N-terminalnega (NT) prohormona tipa B natriuretičnega peptida (NT-proBNP) so podobno odražale večjo kardiovaskularno obremenitev pri podtipih PE.

Temu primerno so bili tudi vzorci predpisovanja zdravil. Na primer, zaviralci agregacije trombocitov, tj. acetilsalicilna kislina (ASA) in klopidogrel, so bili preveč zastopani pri bolnikih s PE. Ena od razlag je, da se bolnikom z akutno PE zaradi suma na miokardni infarkt predpisujejo profilaktična antitrombocitna zdravila. Možno je tudi, da obstaja razlika v aktivnosti trombocitov med bolniki s PE in iDVT, ker je delež antitrombocitnih zdravil večji v skupinah s PE.

Analiza strojnega učenja 135 ekstrahiranih proteinov trombocitov z logističnimi regresijskimi modeli, reguliranimi z operaterjem najmanjšega absolutnega krčenja in selekcije (LASSO), je izbrala 24 % oziroma 22 % za iPE oziroma DVT-PE, kar odraža različne profile beljakovin v primerjavi z iDVT. Predvsem je vseh 135 trombocitnih proteinov pokazalo dobro povezavo s šestimi markerji aktivacije trombocitov, kar podpira njihov verjeten izvor trombocitov v plazmi bolnikov z akutno PE v primerjavi z bolniki z iDVT, analiziranimi prek plošč PEA. V nasprotju z iPE je bil faktor 1alfa (SDF-1α), pridobljen iz stromalnih celic, bolj izražen pri DVT-PE kot pri bolnikih z iDVT, kar kaže na možno posebno vlogo pri vaskularnem vnetju in aterogenezi.

Pri iPE je v primerjavi z iDVT analiza mreže interakcij protein-protein (PPI) povzročila štiri skupine do šestih funkcionalno medsebojno delujočih proteinov na podlagi 22 specifično izraženih proteinov, povezanih s trombociti. Glavni grozd je bil povezan z lepilom, prepoznavanjem vzorcev in signalizacijo imunskih receptorjev. Te so vključevale kinaze družine Src (SFK) c-Src, ki prenašajo signale liganda prek trombocitnih receptorjev, povezanih z imunoreceptorskim tirozinskim aktivacijskim motivom (ITAM) (npr. glikoprotein VI [GPVI]).

V primerjavi z iPE je DVT-PE predstavljal skupino devetih neposredno medsebojno delujočih plazemskih proteinov, povezanih s trombociti, ki sodelujejo pri preoblikovanju tkiv in prometu z levkociti. Tkivni zaviralci matričnih metaloproteinaz 1 (TIMP1) in TIMP4, pomembni efektorji preoblikovanja tkiv, so bili bolj izraženi pri DVT-PE kot pri iDVT in so se izločali iz α-granul trombocitov.

Avtorji so ugotovili, da so višje plazemske ravni obeh tkivnih zaviralcev TIMP1 in TIMP4 povezane s sladkorno boleznijo tipa 2, arterijsko hipertenzijo in miokardnim infarktom, kar je skladno z večjo razširjenostjo večjih kardiovaskularnih dogodkov pri DVT-PE v primerjavi z iDVT.

Sklepi

Trenutni rezultati študije so pokazali, da imata oba podtipa PE specifične profile plazemskih beljakovin, povezane s trombociti. Študija je na primer pokazala večjo ekspresijo P-selektina v plazmi bolnikov z GVT-PE v primerjavi z iDVT, kar kaže na povezavo z resnostjo bolezni GVT. Zanimivo je, da sta bili višina vrha trombina in spontana agregacija trombocitov v plazmi, bogati s trombociti, negativno povezani pri iPE v primerjavi s fenotipom iDVT. Ti rezultati kažejo, da je nižja reaktivnost trombocitov in vitro lahko povezana z večjo aktivacijo trombocitov in vivo med akutno fazo PE v primerjavi z iDVT. Še pomembneje je, da ti rezultati kažejo, da čeprav imajo podtipi PE nekaj skupnih značilnosti, kažejo tudi različne vzorce aktivacije trombocitov.

Ta študija ni obravnavala kvantifikacije in karakterizacije EV v plazmi fenotipov VTE. Pri bolnikih z rakom je lahko VTE povezana s povečano koncentracijo mikrodelcev v plazmi. Vendar pa so znatno povečanje mikrodelcev, pridobljenih iz trombocitov, opazili le pri ponavljajoči se VTE pri bolnikih brez raka v primerjavi z zdravimi krvodajalci. Prihodnje študije bi morale pojasniti porazdelitev EV v različnih fenotipih VTE. Potrebne so tudi nadaljnje študije za opredelitev vpliva različnih tipov celic na sproščanje beljakovin, pridobljenih iz trombocitov, pri PE.

Če povzamemo, podatki študije kažejo, da imata iPE in DVT-PE specifične, vendar različne plazemske podpise, ki sodelujejo pri imunski trombozi, povezani s trombociti, in trombovnetnih procesih v primerjavi z iDVT. Poleg tega se zdi, da se profili aktivacijskih proteinov trombocitov razlikujejo med podtipi PE, s prevlado izločenih proteinov pri DVT-PE v primerjavi z beljakovinami, za katere je verjetneje, da jih EV sprosti v plazmo pri iPE. Na splošno trombociti prispevajo k uravnavanju različnih ravni plazemskih beljakovin v akutni fazi PE, ki se razlikujejo glede na podtip PE.

Referenca:

• 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

.