In vitro demonstration af direkte blodpladerelaterede virkninger af PCSK9-enzym

Blodpladernes afgørende rolle under arterielle iskæmiske hændelser, såsom myokardieinfarkt (MI), slagtilfælde og kardiovaskulær (CV) død, og den betydelige rolle, som potent antiblodpladebehandling spiller i at reducere disse hændelser, er blevet veldefineret. En uafhængig sammenhæng mellem plasma-PCSK9-niveauer, forhøjet blodpladereaktivitet og iskæmiske udfald hos patienter med akutte koronare syndromer (ACS) er blevet påvist. Sammenhængen af ​​plasma-PCSK9-niveauer med risiko for koronararteriesygdom (CAD), uafhængigt af low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) niveauer, er blevet foreslået. Baseret på en meta-analyse af forsøg med patienter med middelhøj risiko for kardiovaskulær sygdom (CVD), har efterforskerne påvist en signifikant reduktion af dødelighed og MI med PCSK9-antistoffer og foreslået en relevant anti-iskæmisk/trombocythæmmende rolle for PCSK9-antistoffer. Disse observationer understøtter hypotesen om, at de antiiskæmiske virkninger af PCSK9-hæmmerterapi er relateret til dens pleiotrope virkninger på blodplader.

In vitro, dyre- og humane undersøgelser har antydet de direkte virkninger af PCSK9- og PCSK9-hæmmere på blodplader. PCSK9 aktiverer indirekte blodplader gennem forhøjede LDL-C og oxLDL niveauer. oxLDL kan aktivere blodplader ved at binde sig til scavenger-receptorerne CD36 og LOX-1. Derudover er et direkte forhold mellem PCSK9 og blodpladeaktivering gennem scavenger-receptorerne CD36 og Lectin-lignende oxideret LDL-receptor (LOX)-1 blevet foreslået. Inkubation af humant rekombinant PCSK9-protein med blodpladerigt plasma opsamlet fra raske forsøgspersoner forbedrede signifikant aktiveret GPIIb/IIIa-receptorekspression og blodpladeaggregering induceret af suboptimale koncentrationer af adrenalin. I in vitro-eksperimenter øgede human rekombinant PCSK9-eksponering LOX-1-ekspression i humane vaskulære endotelceller og glatte muskelceller. Tilsvarende viste LOX-1 KO-mus lavere PCSK9-niveauer, og PCSK9-KO-mus viste meget lavere LOX-1-niveauer, hvilket indikerer et gensidigt forhold mellem PCSK9 og LOX-1. Et lignende gensidigt forhold mellem PCSK9-niveauer og LOX-1- og CD36-ekspression er ikke blevet påvist i humane blodplader.

In vitro immunoblotting-eksperimenter viste tilstedeværelsen af ​​PCSK9 i blodplader opnået fra patienter med CAD, og ​​flowcytometri-eksperimenter viste, at kollagen-relateret peptid (CP) signifikant forbedrede overfladeekspressionen af ​​PCSK9 på blodplader. Desuden inhiberede PCSK9-antistoffer signifikant ADP- og CP-induceret blodpladeaggregation og blodpladeafhængig trombedannelse på den immobiliserede kollagenoverflade under høj forskydningshastighed (1000s-1). Binding af PCSK9 til CD36 udløser blodpladeaktivering gennem aktivering af nikotinamidadenindinukleotidphosphatoxidase (Nox)2, frigivelse af reaktive oxygenarter (ROS) og efterfølgende aktivering af GPIIb/IIIa-receptor og p-selectinfrigivelse. Derudover inducerer Nox2 dannelsen af ​​8-Iso-prostaglandin F2α og thromboxan (Tx) A2 gennem aktiveringen af ​​cytosolisk phospholipase A2 og resulterer endelig i aktiveringen af ​​GP-IIb/IIIa-receptoren og p-selectin-frigivelse. Forholdet mellem plasma PCSK9, urin-11-dehydro-TxB2 og CV-hændelser hos patienter med atrieflimren er blevet påvist. Ydermere inducerede vaskede blodplader resuspenderet i plasma fra patienter med familiær hyperkolesterolæmi efter behandling med PCSK9-hæmmere lavere blodpladeaggregering og frigivelse af opløseligt Nox2-afledt peptid (sNox2-dp) end dem, der blev opnået med plasma før behandling med PCSK9-hæmmere i et in vitro-studie. Denne reduktion blev vendt ved tilsætning af oxLDL. Ydermere blev oxLDL-induceret blodpladeaggregering reduceret ved at hæmme CD36, LOX-1 og Nox2. I samme undersøgelse blev 6-måneders behandling med PCSK9-hæmmere vist at reducere serum-LDL-C-, oxLDL-, serum-TxB2-, sNox2-dp- og PCSK9-niveauer.

Disse foreløbige observationer tyder på, at:

• CV-fordele forbundet med PCSK9-hæmmerbehandling kan til dels være relateret til dets pleiotrope virkninger på blodplader.
• In vitro, dyre- og kliniske undersøgelser antydede direkte effekter af PCSK9 på blodplader.
• PCSK9 påvirker blodpladefunktionen gennem CD36/LOX-1-receptormedieret Nox2-aktivitet.

Imidlertid er de potentielle direkte trombocyteffekter af PCSK9 på blodplader ikke blevet påvist i et omfattende studie, der involverer en mangfoldig population af raske frivillige og forsøgspersoner med kardiovaskulære risikofaktorer. Inkludering af mindst 3 CV-risikofaktorer vil øge chancen for at finde forsøgspersoner med en forhøjet blodpladereaktivitetsfænotype og demonstration af øget trombocytrelateret effekt af PCSK9. Tilstedeværelsen af ​​disse risikofaktorer er traditionelt blevet tilskrevet øget forekomst af CVD og associeret risiko.

I moderne CV-kliniske forsøg er en meget lav procentdel (<10%) af afroamerikanere repræsenteret på trods af en mere udtalt CVD-risiko. Endvidere er det blevet påvist, at PCSK9-niveauer er signifikant højere hos afroamerikanere vs kaukasiere (henholdsvis 104 ± 29 vs 95 ± 30 ng/mL; P = 0,020). På Sinai Hospital i Baltimore har efterforskerne rapporteret højere rater af post-PCI iskæmiske hændelser og større dødelighed hos afroamerikanere end hos hvide. Sjældne mutationer med tab af funktion (LoF) af PCSK9 er blevet forbundet med lave niveauer af LDL-C (28 % lavere hos sorte og 15 % hos hvide) og med en endnu mere imponerende reduktion i risikoen for koronararteriesygdom (CAD) ) (henholdsvis 88 % og 47 %). PCSK9 LoF-varianter var forbundet med 35 mg/dL og 13 mg/dL lavere LDL-C-niveauer hos henholdsvis afroamerikanere og kaukasiere og en 49% og 18% lavere risiko for koronar hjertesygdom hos henholdsvis afroamerikanere og kaukasiere. I en undersøgelse af 10.196 amerikanske afroamerikanske voksne var PCSK9 LoF-varianter forbundet med lavere koncentrationer af lipoprotein (Lpa) og OxPL-apoB. Disse data indikerer en direkte sammenhæng mellem PCSK9 og risikoen for CAD, og ​​vigtigheden af ​​at sænke PCSK9-niveauerne for at reducere CAD-risikoen blandt afroamerikanere.

Den viden, vi opnår ved vores eksplorative mekanistiske undersøgelse, vil hjælpe os med at forstå de direkte virkninger af PCSK9 og PCSK9-hæmmere på blodplader og lette den kliniske anvendelse af PCSK9-hæmmere i en bred vifte af patienter med kardiovaskulær risiko.