Zobrazování trombu in vivo pomocí 18F-GP1, nového radiotraceru krevních destiček (iThrombus)

Odhaduje se, že kardiovaskulární trombotické stavy byly v roce 2010 celosvětově odpovědné za 1 ze 4 úmrtí a jsou hlavní příčinou celosvětové úmrtnosti. Ischemická choroba srdeční a ischemická cévní mozková příhoda, rozdělená na arteriální a venózní trombózy, zahrnují hlavní arteriální trombózy a hluboká žilní trombóza a plicní embolie zahrnují hlavní žilní trombózy. Ačkoli se arteriální a venózní tromby liší jak v etiologii, tak v patofyziologii, mnoho společných rysů zůstává.

Trombóza začíná poškozením cévní stěny. Fyziologická hemostáza se spustí, když je základní kolagen vystaven cirkulujícím krevním destičkám, které se vážou přímo na kolagen pomocí glykoproteinových povrchových receptorů specifických pro kolagen. Po počáteční signální kaskádě zahrnující uvolnění látky vázající destičky von Willebrandova faktoru se destičky aktivují, což umožňuje přilnutí k místu poranění. Po aktivaci fosfolipáza A2 modifikuje integrinový membránový glykoprotein IIb/IIIa (GP IIb/IIIa), čímž zvyšuje schopnost destiček vázat fibrinogen. Aktivované krevní destičky poté změní tvar z kulovitého na hvězdicový a fibrinogen se zesítí s glykoproteinem IIb/IIIa, což napomůže agregaci více krevních destiček a dokončení primární hemostázy. Sekundární hemostáza zahrnuje aktivaci koagulační kaskády vnějšími a vnitřními cestami a končí ukládáním zesíťovaného fibrinu a zralým trombem.

Hemostatický proces je tekutý a dynamický s expresí aktivovaných membránových proteinů a koagulačních faktorů, které se mění. Exprese GP IIb/IIIa v krevních destičkách klesá, když trombus dozrává, a proto je farmakologickým cílem antitrombotických terapií. Cílem výzkumných pracovníků je prozkoumat expresi a distribuci receptorů GP IIb/IIIa v řadě níže uvedených trombotických stavů zahrnujících jak arteriální, tak žilní systém. Lepší pochopení toho, jak klinický obraz souvisí s aktivací krevních destiček u řady stavů, je zásadní při rozhodování o vhodných antitrombotických režimech.

1.2.1 Ischemická choroba srdeční a infarkt myokardu Ischemická choroba srdeční je celosvětově hlavní příčinou úmrtí a je zodpovědná za 17,5 milionu neboli 46 % všech nepřenosných úmrtí v roce 2012. Většinu kardiovaskulární morbidity a mortality lze připsat koronární ateroskleróze a trombóze. Ateroskleróza je centrální proces, při kterém se srdeční tepny zužují a tvrdnou v důsledku ukládání tukových plátů ve stěně tepny. Tento proces může mít za následek poškození výstelky tepny, což může způsobit vytvoření trombu (sraženiny) v tepně, který může částečně nebo úplně ucpat tok krve do srdečního svalu a tím urychlit infarkt myokardu. Toto je nejběžnější forma srdečního infarktu a je zodpovědná za velkou část náhlých srdečních úmrtí. Trombus při infarktu myokardu se klasicky považuje za složený převážně z krevních destiček. Nedávný výzkum však ukázal, že 56 % trombu u IM je tvořeno fibrinem a pouze 17 % krevními destičkami. Ischemický čas koreloval pozitivně s obsahem trombu fibrinu a negativně s trombovou složkou destiček. To ilustruje dynamickou interakci mezi krevními destičkami a fibrinem v průběhu času.

1.2.2 Bioprotetická trombóza srdeční chlopně Bioprotetická trombóza chlopně je stále více uznávanou komplikací náhrady chlopně. Rizika pro pacienty zahrnují brzké selhání protézy vyžadující opakovanou operaci plus mrtvici nebo jinou systémovou embolii. Metaanalýza odhadla výskyt bioprotetické trombózy na 0,03 na 100 pacientoroků, přičemž riziko embolie je nejvyšší v prvních 3 měsících po implantaci. Složení trombózy protetické chlopně se liší v závislosti na typu chlopně a době od zavedení. Je zajímavé, že v randomizované kontrolované studii MISTRAL-C bylo 50 % akutních tromboembolických příhod během 3 dnů po transkatétrové transpozici aortální chlopně trombus trombocytů a fibrinu, nikoli kalcifikující zbytky z kořene aorty. Tromboembolismus byl méně častý u pacientů na antikoagulační než antitrombotické léčbě, což naznačuje převahu fibrinu. Podobné výsledky byly nalezeny ve velkém registru více než 25 000 pacientů podstupujících chirurgické zavedení bioprotetické chlopně. Warfarin a aspirin byly v prevenci tromboembolických příhod a úmrtí účinnější než samotný aspirin.

1.2.3 Venózní tromboembolická nemoc Plicní embolie je častým kardiovaskulárním onemocněním s vysokou morbiditou a mortalitou. Embolizace žilní trombózy z hlubokých žil dolních končetin nebo pánve je etiologií u více než 90 % případů. Tvorba trombu je spouštěna intravaskulární aktivací koagulace a trombinem zprostředkovaným intraluminálním ukládáním fibrinu. Předpokládá se, že červené krvinky (RBC) jsou začleněny do žilních trombů prostřednictvím pasivního zachycení v rostoucí fibrinové síti, což vyvrcholí produkcí červených krvinek a žilního trombu bohatého na fibrin. Léčba DVT i PE snižuje mortalitu a sekundární profylaxe s antikoagulací je účinná v prevenci dalších příhod. Klinicky nejčastěji používaným zobrazovacím testem pro vizualizaci podezření na PE je CT plicní angiografie (CTPA). Pro DVT lze použít řadu zobrazovacích modalit (US, CT nebo MR), přičemž ultrazvuk je nejběžnějším vyšetřením první linie.

1.2.4 Cévní mozková příhoda a tranzitorní ischemická ataka (TIA) Cévní mozková příhoda a TIA jsou celosvětově hlavními příčinami úmrtí a nemocnosti, kterým lze předejít. Předpokládá se, že složení trombu závisí na zdroji (srdeční komora nebo tepna hlavy nebo krku) a době od události. Fibrin-dominantní trombus je pravděpodobně odolnější vůči trombolytickým lékům, stejně jako přítomnost chronických histopatologických rysů ve sraženinách, jako je endotelizace a kalcifikace. Diagnóza je založena na klinickém zobrazení následovaném CT nebo MRI mozku s US nebo MR hodnocením karotidové stenózy, které se následně provede, aby se zjistilo riziko budoucí příhody.

1.2.5 COVID-19 Pandemie COVID-19 má za následek velkou úmrtnost a nemocnost. V publikované literatuře, na zpravodajských serverech a na sociálních sítích byly v souvislosti s tromboembolickými příhodami postihujícími mikrovaskulaturu i velké cévy konzistentní klinické obavy. Tomu se dostalo široké pozornosti a vedlo to k hlášenému použití profylaktických nebo terapeutických antikoagulačních režimů nebo dokonce fibrinolýzy, mimo standardní protokoly a indikace při absenci pevných důkazů o klinickém přínosu, taková je obava. Vzhledem ke své citlivosti pro detekci aktivovaných krevních destiček, která podle našich pilotních dat může být v některých situacích lepší než jiné zobrazovací modality, může 18F-GP1 PET-CT nabídnout vhodnou metodu pro zkoumání předpokládané souvislosti mezi COVID-19 a tromboembolickou nemocí.

1.3 Pochopení biologie krevních destiček Protože agregace krevních destiček je hlavní složkou arteriálních i venózních trombů, vědci navrhují prozkoumat, zda radioaktivně značený ligand (18F-GP1) receptoru glykoproteinu IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) může detekovat aktivované krevní destičky na trombu. . Receptory GPIIb/IIIa zprostředkovávají adherenci a agregaci krevních destiček. Jsou exprimovány ve větším počtu a při aktivaci předpokládají větší konformaci vázající ligand, která váže proteinové ligandy včetně von Willebrandova faktoru a fibrinogenu. To umožňuje přemostění a agregaci krevních destiček. V souladu s tím představují atraktivní cíl pro zobrazení akutního trombu. Doufáme, že se nám podaří identifikovat aktivované krevní destičky v pěti výše uvedených skupinách. Identifikace aktivovaných krevních destiček za všech podmínek dále zlepší naše chápání role tohoto receptoru v arteriální i žilní trombóze a jak antitrombotická terapie ovlivňuje expresi.

1.4 Inhibice glykoproteinu IIb/IIIa Tři intravenózní inhibitory destičkového glykoproteinu (GP) IIb/IIIa byly rozsáhle studovány a jsou dostupné pro klinické použití: abciximab, tirofiban a eptifibatid. Abciximab je monoklonální protilátka namířená proti receptoru, zatímco tirofiban a eptifibatid jsou vysoce afinitní inhibitory neprotilátkového receptoru.

Protidestičková léčba intravenózními inhibitory GP IIb/IIIa byla hodnocena u pacientů s akutním koronárním syndromem (ACS) au pacientů podstupujících implantaci intrakoronárního stentu a cévní mozkovou příhodu, ale nikoli DVT/PE nebo implantaci protetické chlopně.

Metaanalýzy hodnotily použití intravenózních inhibitorů glykoproteinu (GP) IIb/IIIa v různých situacích souvisejících s koronárním onemocněním. Vliv intravenózních inhibitorů GP IIb/IIIa na klinické výsledky byl hodnocen v souhrnné analýze 21 studií zahrnujících různé skupiny pacientů s ischemickou chorobou srdeční. Inhibitor GP IIb/IIIa snížil kombinovaný koncový bod úmrtí, nefatální infarkt myokardu (MI) nebo urgentní revaskularizaci po 30 dnech u následujících skupin pacientů:

• Osoby podstupující perkutánní koronární intervenci (PCI)
• Osoby s infarktem myokardu bez elevace ST (NSTEMI)
• Pacienti s IM s elevace ST (STEMI) léčení perkutánní transluminální koronární angioplastikou (PTCA) Tyto studie však byly provedeny převážně před rutinním používáním stentů uvolňujících léky a duální perorální protidestičkovou terapií s aspirinem a blokátorem receptoru P2Y12 pro krevní destičky. Souhrnně lze říci, že role inhibitorů P2Y12 snížila úlohu terapie GP IIb/IIIa u ischemické choroby srdeční, i když u některých podskupin pacientů je i nadále důležitá. Naším cílem je prozkoumat expresi aktivovaných krevních destiček ve stabilním i nestabilním koronárním onemocnění a jak PCI a použití antitrombotických léků (inhibitory P2Y12 a GPIIb/IIIa) zprostředkovávají expresi.

U cévní mozkové příhody jedna randomizovaná kontrolovaná studie (SaTIS) provedená u středně těžké ischemické cévní mozkové příhody prokázala významné snížení mortality po 5 měsících s tirofibanem ve srovnání s placebem. Důležité je, že nebyl žádný rozdíl ve velkém krvácení. Výzkumníci se snaží prozkoumat expresi GPIIb/IIIa u mrtvice a TIA a prozkoumat, jak se může lišit v embolizovaném trombu ve srovnání s plakem viníka.

Účinnost inhibice GPIIb/IIIa při nedávném zavedení bioprotetické chlopně a DVT/PE není známa. Naším cílem je prozkoumat expresi aktivovaných krevních destiček v obou podmínkách, abychom získali přehled o tom, zda inhibice GPIIb/IIIa může být potenciálně užitečnou léčbou.

1.5 Pozadí 18F-GP1 GP1 je ligand třídy molekul fiban, který má vysokou afinitu k receptoru glykoproteinu IIb/IIIa; vysoce exprimován na aktivovaných krevních destičkách. Je to vynikající cíl pro zobrazení arteriálních trombů s velkou aktivovanou trombocytární složkou. Po dvoukrokové radiofluoraci lze pro PET zobrazování použít následný proces čištění 18F-GP1.

18F-GP1 prošel preklinickým a klinickým hodnocením fáze 1, které prokázaly vysokou afinitu k GPIIb/IIIa, klíčovému receptoru pro agregaci krevních destiček. Váže se stabilním a specifickým způsobem na in vivo arteriální, venózní a intrakardiální lidský trombus. Antikoagulační léčba (aspirin a heparin) zásadně nemění vazbu.

V nedávné studii fáze 1 18F-GP1 prokázal vysokou míru detekce tromboembolických ložisek u 20 pacientů s nedávno vytvořenými hlubokými žilními tromby (DVT) a plicními tromboemboly. Indikátor také fungoval příznivě s ohledem na jeho metabolismus, farmakokinetický a dozimetrický profil. U žádného z 20 přijatých účastníků nebyly žádné významné nežádoucí účinky.

1.6 Studijní cíle

Naším cílem je vyšetřit expresi receptoru glykoproteinu IIb/IIIa v:

1. Intrakoronární trombus po spontánním infarktu myokardu
2. Intrakoronární trombus po rutinním zavedení stentu.
3. Bioprotetická trombóza srdeční chlopně (chirurgické nebo transkatétrové chlopně).
4. Žilní tromboembolická nemoc u pacientů s nedávno potvrzenou hlubokou žilní trombózou a plicní embolií.
5. Karotidový a mozkový trombus u pacientů s mrtvicí a TIA. To by zlepšilo naše chápání výskytu, důsledků a přirozené historie aktivace krevních destiček v rámci kardiovaskulární trombózy.

1.7 Výzkumná hypotéza

Exprese receptoru GPIIb/IIIa se liší podle trombotického stavu včetně venózního (DVT/PE) versus arteriálního (MI/mrtvice), in situ (MI) versus embolického (mrtvice, PE) a protetického materiálu (stenty a chlopně) versus nemocné přirozené tkáně ( MI, mrtvice, DVT/PE).

1.8 Odůvodnění studie K dnešnímu dni výzkumníci úspěšně použili radioindikátor (18F-fluorid sodný) jako marker nekrotického zánětu u lidské aterosklerózy. Vazba 18F-GP1 na aktivované krevní destičky ve venózních a arteriálních trombech již byla prokázána v preklinických studiích a ve studii fáze 1 u člověka. Pokud by tato studie byla úspěšná, definovala by roli receptoru glykoproteinu IIb/IIIa v trombóze in vivo napříč řadou kardiovaskulárních onemocnění.