Undersökning av plasmasignaturer av blodplättshärledda proteiner vid akut lungemboli

Undersökning av plasmasignaturer av blodplättshärledda proteiner vid akut lungemboli

I en nyligen publicerad studie publicerad i Trombosforskning, fastställde forskare plasmasignaturer av blodplättsrelaterade eller härledda proteiner i akut isolerad lungemboli (iPE) och djup ventrombos-associerad PE (DVT-PE) jämfört med isolerad DVT (iDVT).

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

bakgrund

De två primära subtyperna av PE är iPE och DVT-PE, och studier har visat att plasmaproteinprofiler skiljer sig åt för dessa två sjukdomar. Blodplättar fungerar som cellulära länkar och underlättar inflammatorisk överhörning mellan immun- och endotelceller under hög arteriell skjuvstress. Denna process involverar en direkt receptormedierad interaktion mellan pro-inflammatoriska molekyler och extracellulära vesiklar (EV). Lokala inflammatoriska svar vid endotelet under låg skjuvspänning aktiverar emellertid blodplättar för att utlösa utvecklingen av venös tromboembolism (VTE) och dess subtyper, inklusive PE och DVT. Mekanismerna som styr denna process är mindre välkända.

Experimentella data tyder på att blodplättar bidrar till tromboinflammation i vensystemet genom att utlösa inflammatoriska och koagulationsprocesser. Med hjälp av VTE-musmodellen har forskare till exempel visat att blodplättar interagerar med von Willebrand faktor (VWF)-exponerade endotelceller och bildar konjugat med leukocyter via glykoproteinet (GP) Ibα, samt utlöser endotelrekrytering och leukocytberoende koagulation.

Mänskliga experiment har visat olika egenskaper för trombocytaktivering och reaktivitet vid akut VTE. Till exempel visade blodplättar från patienter med akut VTE större exocytos av täta granuler och lysosomer. Detta var associerat med högre plasmanivåer av tromboxan B2 men lägre trombocytberoende trombinbildning än hos patienter med utesluten VTE, oavsett aspirinbehandling.

Masspektrometri (MS) studier har detekterat över 3700 proteiner i vilande, hämmade och aktiverade högrenade humana blodplättar. Avancerad enzymkopplad immunosorbentanalys (ELISA)-baserade analyser med MS skulle kunna möjliggöra kvalitativ bedömning av blodplättsfrisatta proteiner i plasma och isolerade blodplättar. En mer detaljerad analys av blodplättsassocierade plasmaproteiner i stora VTE-kohorter saknas dock.

Om studien

I den nuvarande multicenter prospektiva kohortstudien undersökte forskare plasma från 541 VTE-patienter med hjälp av maskininlärningsbaserad analys. Syftet var att identifiera plasmaproteinsignaturer för förmodad frisättning av blodplättar specifika för iPE och DVT-PE. Dessa patienter hade akut VTE vid tidpunkten för inläggningen, som diagnostiserats genom bilddiagnostik. Medan det fanns 99 iPE-patienter var 282 DVT-PE-patienter, och teamet jämförde deras data med 160 iDVT-patienter. Teamet använde full-leg färg Doppler ultraljud och datortomografi (CT) pulmonell angiografi för att diagnostisera DVT och PE. Styrelsecertifierade angiologer och radiologer bedömde och validerade alla studiediagnoser.

De samlade in studieprover som en del av projektet Genotyping and Molecular Fenotyping of Venous Thromboembolism (GMP-VTE) som genomfördes i Tyskland. Forskarna använde teknik för proximity extension assay (PEA) för hög- och lågplasmaproteinprofilering från prover lagrade vid -80°C. PEA bestämde normaliserade uttrycksvärden (NPX) för alla testade plasmaproteiner som involverade oligonukleotidmärkta antikroppar och kvantitativ realtidspolymeraskedjereaktion (PCR) amplifiering.

Testpanelen inkluderade 444 proteiner identifierade från fem databaser [t.ex. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) och Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) databaser]. Efter jämförelse identifierade teamet slutligen 135 blodplättsrelaterade proteiner i de fem PEA-panelerna för ytterligare analys.

Studieresultat

Studiekohorten visade en högre prevalens av arteriell hypertoni, diabetes och kroniska inflammatoriska, aterosklerotiska och kardiovaskulära sjukdomar i iPE och DVT-PE jämfört med iDVT. De högre nivåerna av C-reaktivt protein (CRP), troponin I och N-terminal (NT) prohormon B-typ natriuretisk peptid (NT-proBNP) reflekterade på liknande sätt den större kardiovaskulära bördan i PE-subtyper.

Förskrivningsmönstren för medicin var på motsvarande sätt olika. Till exempel var trombocytaggregationshämmare, dvs acetylsalicylsyra (ASA) och klopidogrel, överrepresenterade hos PE-patienter. En förklaring är att profylaktiska trombocythämmande medel ordineras till patienter med akut PE på grund av misstänkt hjärtinfarkt. Det är också möjligt att det finns en skillnad i trombocytaktivitet mellan PE- och iDVT-patienter eftersom andelen trombocythämmande medel är högre i PE-grupperna.

Maskininlärningsanalys av 135 extraherade blodplättsproteiner av de minst absoluta krympnings- och urvalsoperatörerna (LASSO)-reglerade logistiska regressionsmodellerna valde 24 % och 22 % för iPE respektive DVT-PE, vilket återspeglar olika proteinprofiler jämfört med iDVT. Alla 135 blodplättsproteiner visade god association med sex trombocytaktiveringsmarkörer, vilket stöder deras sannolika trombocytursprung i plasman hos patienter med akut PE jämfört med iDVT-patienter, analyserade via PEA-panelerna. I motsats till iPE uttrycktes stromalcellshärledd faktor 1alfa (SDF-1α) mer i DVT-PE än i iDVT-patienter, vilket tyder på en möjlig speciell roll i vaskulär inflammation och aterogenes.

I iPE, jämfört med iDVT, resulterade nätverksanalys av protein-proteininteraktion (PPI) i fyra kluster av upp till sex funktionellt interagerande proteiner baserade på 22 specifikt uttryckta blodplättsrelaterade proteiner. Huvudklustret var associerat med lim, mönsterigenkänning och immunreceptorsignalering. Dessa inkluderade Src-familjens kinaser (SFK) c-Src, som överför ligandsignaler via det immunoreceptortyrosinbaserade aktiveringsmotivet (ITAM)-associerade trombocytreceptorer (t.ex. glykoprotein VI [GPVI]).

Jämfört med iPE presenterade DVT-PE ett kluster av nio direkt interagerande plasmaproteiner associerade med blodplättar involverade i vävnadsremodellering och leukocythandel. Vävnadshämmarna av matrismetalloproteinaser 1 (TIMP1) och TIMP4, viktiga effektorer för vävnadsremodellering, uttrycktes mer i DVT-PE än i iDVT och utsöndrades från trombocyt-a-granuler.

Författarna fann att högre plasmanivåer av både vävnadshämmare av TIMP1 och TIMP4 var associerade med typ 2-diabetes, arteriell hypertoni och hjärtinfarkt, vilket överensstämmer med den högre förekomsten av större kardiovaskulära händelser i DVT-PE jämfört med iDVT.

Slutsatser

De aktuella studieresultaten visade att båda PE-subtyperna hade specifika plasmaproteinprofiler associerade med blodplättar. Till exempel särskiljde studien högre uttryck av P-selektin i plasman hos DVT-PE-patienter jämfört med iDVT, vilket tyder på ett samband med DVT-sjukdomens svårighetsgrad. Intressant nog var trombintopphöjd och spontan trombocytaggregation i blodplättsrik plasma negativt associerade i iPE jämfört med iDVT-fenotypen. Dessa resultat tyder på att lägre trombocytreaktivitet in vitro kan vara associerad med högre trombocytaktivering in vivo under den akuta fasen av PE jämfört med iDVT. Ännu viktigare är att dessa resultat tyder på att även om PE-subtyper delar vissa gemensamma drag, uppvisar de också distinkta trombocytaktiveringsmönster.

Denna studie behandlade inte kvantifieringen och karakteriseringen av EV i plasma av VTE-fenotyper. Hos cancerpatienter kan VTE vara associerat med ökade plasmanivåer av mikropartiklar. En signifikant ökning av blodplättshärledda mikropartiklar observerades dock endast vid återkommande VTE hos icke-cancerpatienter jämfört med friska blodgivare. Framtida studier bör klargöra fördelningen av EV i de olika VTE-fenotyperna. Ytterligare studier behövs också för att specificera inverkan av olika celltyper på frisättningen av blodplättshärledda proteiner i PE.

Sammanfattningsvis antydde studiedata att iPE och DVT-PE hade specifika men olika plasmasignaturer involverade i trombocyrelaterad immuntrombos och tromboinflammatoriska processer jämfört med iDVT. Dessutom verkade trombocytaktiveringsproteinprofiler skilja sig åt mellan PE-subtyper, med en dominans av utsöndrade proteiner i DVT-PE jämfört med proteiner som är mer benägna att frisättas till plasma av EV i iPE. Totalt sett bidrar trombocyter till regleringen av olika plasmaproteinnivåer i den akuta fasen av PE, som varierar beroende på PE-subtyp.

Hänvisning:

• 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

.