Endotheliale Mikropartikel als Biomarker für Diagnose und Prognose bei früher Sepsis

Bei Vorhandensein einer Infektion wirken normale Immunantworten und physiologische Reaktionen zusammen, um Krankheitserreger auszurotten. Wenn diese Reaktionen unangemessen reguliert werden, entwickelt sich eine Sepsis. Sepsis ist durch systemische Manifestationen einer Infektion gekennzeichnet. Die Diagnose wird gestellt, indem mindestens 2 der Komponenten des systemischen Entzündungsreaktionssyndroms (SIRS) identifiziert werden, basierend auf vier klinischen und Laborkriterien: Atemfrequenz, Tachykardie, Temperatur und Leukozytenspiegel bei Vorhandensein einer dokumentierten Infektion. Das Vorliegen einer akuten Organdysfunktion in dieser Situation definiert eine schwere Sepsis, und eine Hypotonie, die nicht durch Flüssigkeitsverabreichung rückgängig gemacht wird, definiert die Entität eines septischen Schocks. Schwere Sepsis sowie ihre schwerste Form, der septische Schock, sind bedeutende globale Gesundheitsprobleme, von denen Millionen von Patienten weltweit betroffen sind, deren Inzidenz zunimmt und die mit einer Sterblichkeitsrate von > 25 % verbunden sind. Allein in den Vereinigten Staaten entwickeln jedes Jahr schätzungsweise 750.000 Menschen eine Sepsis oder schwere Sepsis, und Sepsis/septischer Schock ist die elfthäufigste Krankheit, die in den USA zum Tod führt. Die jährliche Kostenbelastung durch Sepsis wird auf mehr als 17 Milliarden US-Dollar geschätzt. Aus diesen Gründen haben klinische Forscher, die an Sepsis interessiert sind, Anstrengungen unternommen, um einen Biomarker zu identifizieren, der für eine frühe Diagnose von Sepsis nützlich wäre. Zusätzlich zur Frühdiagnose wurde nach Biomarkern für die Prognose gesucht, um die Schweregradbeurteilung zu steuern und eine personalisiertere Behandlung einzelner Patienten zu ermöglichen.

Endotheliale Aktivierung bei Sepsis Die endotheliale Aktivierung tritt früh bei systemischen Infektionen auf und ist eine adaptive Reaktion, die eine Migration von Leukozyten zu Orten einer mikrobiellen Invasion ermöglicht. Bei Sepsis ist die Endothelaktivierung jedoch übermäßig und birgt die folgenden Risiken: Schädigung durch Gewebeschädigung aufgrund übermäßiger Leukozytenrekrutierung, disseminierte intravaskuläre Gerinnung (DIC) im Zusammenhang mit dem Verlust der gerinnungshemmenden Eigenschaften des Endothels, apoptotischer Tod von Endothelzellen und Verlust der mikrovaskulären Barriere Funktion. Die dysfunktionale Endothelbarriere führt zu Gefäßlecks und Gewebeödemen, Kennzeichen einer Sepsis. Dieser Verlust der endothelialen Barrierefunktion ist mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität in Sepsis-Tiermodellen verbunden.

Endotheliale Mikropartikel Mikropartikel sind intakte Vesikel einer Größe von 0,2–2,0 μm, die von Plasmamembranen mehrerer Zelltypen im Rahmen von Zellverletzung, Aktivierung und/oder Apoptose freigesetzt werden. Bei gesunden Personen stammen die im Plasma gefundenen Mikropartikel von Blutplättchen, Erythrozyten, Leukozyten und Endothelzellen. EMPS zirkulieren im Allgemeinen auf einem relativ niedrigen Niveau und spiegeln den normalen Endothelzellumsatz wider. Erhöhte zirkulierende EMP-Spiegel können bei einer Reihe von Krankheiten identifiziert werden, einschließlich Sichelzellenanämie, immunvermittelte thrombotische Syndrome wie Antiphospholipid-Syndrom und Heparin-induzierte Thrombozytopenie, Diabetes, chronisches Nierenversagen, akutes Koronarsyndrom, Schlaganfall, venöse thromboembolische Erkrankung, Stoffwechsel Syndrom, schwerer Bluthochdruck, paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie und Multiple Sklerose. Die funktionellen Rollen, die von endothelialen Mikropartikeln gespielt werden können, sind vielfältig und umfassen Neutrophilenaktivierung, chemotaktische Anziehung von Leukozyten, Blutplättchenaggregation, Erzeugung von Thrombin (in vitro) und Superoxidanionen, Stimulierung der Endothelproliferation, Induktion von Angiogenese, MMP-2 und MMP -9-Expression, die die vaskuläre Invasion der Basalmembran und den Transport von Endothelproteinen und Protein C ermöglicht.

Angesichts der Bedeutung des Endothels für die Pathogenese der Sepsis schlagen wir vor, die Rolle von Endothel-abgeleiteten Mikropartikeln (EMPs) als Biomarker bei Sepsis zu untersuchen.