In-vivo trombebilleddannelse med 18F-GP1, en ny trombocyt-PET-radiotracer (iThrombus)

Kardiovaskulære trombotiske tilstande blev estimeret til at tegne sig for 1 ud af 4 dødsfald på verdensplan i 2010 og er den førende årsag til global dødelighed. Opdelt i arterielle og venøse tromboser omfatter iskæmisk hjertesygdom og iskæmisk slagtilfælde de større arterielle tromboser, og dyb venetrombose og lungeemboli omfatter de større venøse tromboser. Selvom både arterielle og venøse tromber er forskellige i både ætiologi og patofysiologi, er der stadig mange fællestræk.

Trombose begynder med beskadigelse af karvæggen. Fysiologisk hæmostase udløses, når underliggende kollagen udsættes for cirkulerende blodplader, som binder direkte til kollagen med kollagenspecifikke glykoproteinoverfladereceptorer. Efter en indledende signaleringskaskade, der involverer frigivelse af blodpladebinder von Willebrand Factor, bliver blodplader aktiveret, hvilket tillader adhærens til skadestedet. Efter aktivering modificerer phospholipase A2 integrinmembranens glycoprotein IIb/IIIa (GP IIb/IIIa), hvilket øger blodpladeevnen til at binde fibrinogen. De aktiverede blodplader ændrer derefter form fra sfæriske til stjerneformede, og fibrinogenet tværbinder med glycoprotein IIb/IIIa, hvilket hjælper med aggregering af flere blodplader og fuldender primær hæmostase. Sekundær hæmostase involverer aktivering af koagulationskaskaden gennem ydre og indre veje og ender med tværbundet fibrinaflejring og en moden trombe.

Den hæmostatiske proces er flydende og dynamisk med ekspressionen af ​​aktiverede membranproteiner og koagulationsfaktorer, der ændrer sig hele vejen igennem. Blodpladeekspression af GP IIb/IIIa falder, når en trombe modnes, hvorfor den er et farmakologisk mål for antitrombotiske terapier. Efterforskerne sigter mod at udforske ekspressionen og fordelingen af ​​GP IIb/IIIa-receptorer i en række trombotiske tilstande, der er anført nedenfor, og spænder over både arterielle og venøse systemer. Forbedring af forståelsen af, hvordan klinisk præsentation relaterer sig til blodpladeaktivering over en række tilstande, er af afgørende betydning, når der skal besluttes passende anti-trombotiske regimer.

1.2.1 Koronar hjertesygdom og myokardieinfarkt Koronar hjertesygdom er den største dødsårsag på verdensplan og er ansvarlig for 17,5 millioner eller 46 % af alle ikke-smitsomme dødsfald i 2012. Størstedelen af ​​den kardiovaskulære sygelighed og dødelighed kan tilskrives koronar aterosklerose og trombose. Åreforkalkning er den centrale proces, hvorved hjertearterierne indsnævres og hærder på grund af aflejring af fede plaques i arterievæggen. Denne proces kan resultere i beskadigelse af arteriens slimhinde, hvilket kan forårsage, at der dannes en trombe (prop) i arterien, som delvist eller fuldstændigt kan tilstoppe blodstrømmen til hjertemusklen og derved fremkalde myokardieinfarkt. Dette er den mest almindelige form for hjerteanfald og er ansvarlig for en stor del af pludselige hjertedødsfald. Trombe i myokardieinfarkt menes klassisk at være sammensat af overvejende blodplader. Nyere forskning har dog vist, at 56% af tromber i MI består af fibrin med kun 17% blodplader. Iskæmisk tid korrelerede positivt med trombefibrinindhold og negativt med trombepladekomponent. Dette illustrerer den dynamiske interaktion mellem blodplader og fibrin over tid.

1.2.2 Bioprotetisk hjerteklaptrombose Bioprotetisk klaptrombose er en mere og mere anerkendt komplikation ved klapudskiftning. Patientrisici omfatter tidlig protesesvigt, der kræver genoperation plus slagtilfælde eller anden systemisk emboli. En meta-analyse har estimeret forekomsten af ​​bioprotetisk trombose til at være 0,03 pr. 100 patientår med risikoen for emboli højest i de første 3 måneder efter implantation. Sammensætningen af ​​proteseklaptrombose varierer afhængig af ventiltype og tid fra indsættelse. Interessant nok i det randomiserede kontrollerede forsøg med MISTRAL-C var 50 % af akutte tromboemboliske hændelser inden for 3 dage efter transkateter-aortaklapindsættelse trombocyt-fibrintrombus, ikke kalkaffald fra aortaroden. Tromboemboli var mindre almindelig hos dem i behandling med antikoagulantia snarere end antitrombotisk behandling, hvilket tyder på en dominans af fibrin. Lignende resultater blev fundet i et stort register med over 25.000 patienter, der gennemgår kirurgisk bioproteseklapindsættelse. Warfarin plus aspirin var mere effektivt end aspirin alene til at forhindre tromboemboliske hændelser og død.

1.2.3 Venøs tromboembolisk sygdom Lungeemboli er en almindelig kardiovaskulær tilstand med høj morbiditet og mortalitet. Embolisering af en venøs trombose fra de dybe vener i underekstremiteterne eller bækkenet er ætiologien i mere end 90 % af hændelser. Thrombedannelse udløses af intravaskulær aktivering af koagulation og thrombin-medieret intraluminal fibrinaflejring. Røde blodlegemer (RBC'er) menes at blive inkorporeret i venøse tromber via passiv indfangning i det voksende fibrin-netværk, hvilket kulminerer i produktionen af ​​en RBC og fibrinrig venøs trombe. Behandling for både DVT og PE reducerer dødeligheden, og sekundær profylakse med antikoagulering er effektiv til at forhindre yderligere hændelser. Den klinisk mest anvendte billeddiagnostiske test til visualisering af formodet PE er CT-pulmonal angiografi (CTPA). Til DVT kan en række billeddannelsesmodaliteter bruges (US, CT eller MR) med ultralyd som den mest almindelige førstelinjeundersøgelse.

1.2.4 Slagtilfælde og forbigående iskæmisk angreb (TIA) Slagtilfælde og TIA er førende årsager til forebyggelig død og sygelighed på verdensplan. Trombens sammensætning menes at afhænge af kilden (hjertekammer eller hoved- eller halsarterie) og tid fra hændelsen. Fibrin-dominant trombe vil sandsynligvis være mere modstandsdygtig over for trombolytiske lægemidler, ligesom tilstedeværelsen af ​​kroniske histopatologiske træk i blodpropper, såsom endotelisering og forkalkning. Diagnosen er baseret på klinisk præsentation efterfulgt af CT eller MR af hjernen med UL eller MR vurdering af carotisstenose udført derefter for at fastslå fremtidig hændelsesrisiko.

1.2.5 COVID-19 COVID-19-pandemien har resulteret i stor dødelighed og sygelighed. Konsekvente kliniske bekymringer er blevet rejst i offentliggjort litteratur, nyhedsmedier og sociale medier vedrørende tromboemboliske hændelser, der påvirker mikrovaskulaturen såvel som store kar. Dette har fået bred opmærksomhed og ført til den rapporterede brug af profylaktiske eller terapeutiske antikoaguleringsregimer, eller endda fibrinolyse, uden for standardprotokoller og indikationer i mangel af faste beviser for klinisk fordel, sådan er bekymringen. I betragtning af dets følsomhed til at detektere aktiverede blodplader, som vores pilotdata har foreslået kan være bedre end andre billeddannelsesmodaliteter i nogle indstillinger, kan 18F-GP1 PET-CT tilbyde en passende metode til at undersøge den påståede sammenhæng mellem COVID-19 og tromboembolisk sygdom.

1.3 Forståelse af trombocytbiologi Da trombocytaggregation er en vigtig komponent i både arterielle og venøse tromber, foreslår forskerne at undersøge, om en radiomærket ligand (18F-GP1) af glycoprotein IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) receptoren kan detektere aktiverede blodplader på tromben . GPIIb/IIIa-receptorer medierer blodpladeadhærens og aggregering. De udtrykkes i større antal og antager en mere ligandbindende konformation ved aktivering, som binder proteinligander inklusive von Willebrand-faktor og fibrinogen. Dette giver mulighed for blodpladebrodannelse og aggregering. Følgelig repræsenterer de et attraktivt mål for akut trombebilleddannelse. Vi håber at identificere aktiverede blodplader i de fem grupper, der er præsenteret ovenfor. Identifikation af aktiverede blodplader under alle tilstande vil yderligere forbedre vores forståelse af denne receptors rolle i både arteriel og venøs trombose, og hvordan antitrombotisk terapi påvirker ekspression.

1.4 Glycoprotein IIb/IIIa-hæmning Tre intravenøse blodplade-glycoprotein (GP) IIb/IIIa-hæmmere er blevet undersøgt grundigt og er tilgængelige til klinisk brug: abciximab, tirofiban og eptifibatid. Abciximab er et monoklonalt antistof rettet mod receptoren, mens tirofiban og eptifibatid er højaffinitets ikke-antistofreceptorhæmmere.

Antiblodpladebehandling med intravenøse GP IIb/IIIa-hæmmere er blevet evalueret hos patienter med akut koronarsyndrom (ACS) og hos dem, der gennemgår intrakoronar stentimplantation og slagtilfælde, men ikke DVT/PE eller proteseklapimplantation.

Metaanalyser har evalueret brugen af ​​intravenøse glycoprotein (GP) IIb/IIIa-hæmmere i en række forskellige sammenhænge relateret til koronarsygdom. Virkningen af ​​de intravenøse GP IIb/IIIa-hæmmere på kliniske resultater blev vurderet i en samlet analyse af 21 forsøg, der involverede forskellige grupper af patienter med iskæmisk hjertesygdom. GP IIb/IIIa-hæmmeren reducerede det kombinerede endepunkt for død, ikke-fatalt myokardieinfarkt (MI) eller akut revaskularisering efter 30 dage i følgende grupper af patienter:

• Dem, der gennemgår en perkutan koronar intervention (PCI)
• Dem med ikke-ST elevation myokardieinfarkt (NSTEMI)
• Dem med ST elevation MI (STEMI) behandlet med perkutan transluminal koronar angioplastik (PTCA) Disse forsøg blev imidlertid udført stort set før rutinemæssig brug af lægemiddeleluerende stenter og dobbelt oral antitrombocytbehandling med aspirin og en blodplade P2Y12-receptorblokker. Sammenfattende har rollen som P2Y12-hæmmere reduceret rollen af ​​GP IIb/IIIa-terapi ved koronar hjertesygdom, selvom den fortsat er vigtig i nogle undergrupper af patienter. Vi sigter mod at udforske ekspressionen af ​​aktiverede blodplader inden for både stabil og ustabil koronarsygdom, og hvordan PCI og brug af antitrombotiske lægemidler (P2Y12 og GPIIb/IIIa-hæmmere) medierer ekspression.

Ved slagtilfælde viste et enkelt randomiseret kontrolleret forsøg (SaTIS) udført i moderat iskæmisk slagtilfælde en signifikant reduktion i dødeligheden efter 5 måneder med tirofiban sammenlignet med placebo. Det er vigtigt, at der ikke var nogen forskel i større blødninger. Efterforskerne sigter mod at udforske ekspressionen af ​​GPIIb/IIIa i slagtilfælde og TIA og undersøge, hvordan den kan afvige i den emboliserede trombe sammenlignet med den skyldige plaque.

Effekten af ​​GPIIb/IIIa-hæmning ved nylig indsættelse af bioproteseklap og DVT/PE er ukendt. Vi sigter mod at udforske aktiveret blodpladeekspression i begge tilstande for at få indsigt i, hvorvidt GPIIb/IIIa-hæmning kan være en potentielt nyttig behandling.

1.5 Baggrund for 18F-GP1 GP1 er en ligand af fiban-klassen af ​​molekyler, som har en høj affinitet for glycoprotein IIb/IIIa-receptoren; stærkt udtrykt på aktiverede blodplader. Det er et fremragende mål til billeddannelse af arterielle tromber med en stor aktiveret blodpladekomponent. Efter en 2-trins radiofluorering kan efterfølgende oprensningsproces 18F-GP1 bruges til PET-billeddannelse.

18F-GP1 har gennemgået præklinisk og fase 1 klinisk evaluering, der viser en høj affinitet til GPIIb/IIIa, nøglereceptoren for blodpladeaggregation. Det binder sig på en stabil og specifik måde til in vivo arteriel, venøs og intrakardiel human trombe. Binding er afgørende ikke ændret af antikoaguleringsterapi (aspirin og heparin).

I det nylige fase 1-studie viste 18F-GP1 en høj påvisningsrate af tromboemboliske foci hos 20 patienter med nyligt dannede dybe venetrombi (DVT) og pulmonale tromboembolier. Sporstoffet klarede sig også positivt med hensyn til dets metabolisme, farmakokinetiske og dosimetriske profil. Der var ingen signifikante bivirkninger hos nogen af ​​de 20 rekrutterede deltagere.

1.6 Studiemål

Vi sigter mod at undersøge ekspressionen af ​​glycoprotein IIb/IIIa-receptoren i:

1. Intrakoronar trombe efter spontant myokardieinfarkt
2. Intrakoronar trombe efter rutinemæssig stentindsættelse.
3. Bioprotetisk hjerteklapstrombose (kirurgiske eller transkateterventiler).
4. Venøs tromboembolisk sygdom hos dem med nyligt bekræftet dyb venetrombose og lungeemboli.
5. Carotis og cerebral trombe hos dem med slagtilfælde og TIA. Dette ville øge vores forståelse af forekomsten, konsekvenserne og den naturlige historie af blodpladeaktivering inden for kardiovaskulær trombose.

1.7 Forskningshypotese

GPIIb/IIIa-receptorekspression varierer efter trombotisk tilstand, herunder venøs (DVT/PE) versus arteriel (MI/slagtilfælde), in situ (MI) versus embolisk (slagtilfælde, PE) og protesemateriale (stents og ventiler) versus sygt naturligt væv ( MI, slagtilfælde, DVT/PE).

1.8 Begrundelse for undersøgelse Hidtil har efterforskerne med succes anvendt en radiotracer (18F-natriumfluorid) som en markør for nekrotisk inflammation i human aterosklerose. Binding af 18F-GP1 til aktiverede blodplader i venøse og arterielle tromber er allerede blevet påvist i prækliniske undersøgelser og et fase 1-forsøg hos mennesker. Hvis det lykkes, vil denne undersøgelse definere rollen for glycoprotein IIb/IIIa-receptoren inden for in vivo trombose på tværs af en række hjerte-kar-sygdomme.