In-vitro-Demonstration direkter plättchenbezogener Wirkungen des PCSK9-Enzyms

Die entscheidende Rolle von Blutplättchen bei arteriellen ischämischen Ereignissen wie Myokardinfarkt (MI), Schlaganfall und kardiovaskulärem Tod (CV) sowie die bedeutende Rolle einer wirksamen Thrombozytenaggregationshemmung bei der Reduzierung dieser Ereignisse sind gut definiert. Es wurde ein unabhängiger Zusammenhang zwischen Plasma-PCSK9-Spiegeln, erhöhter Thrombozytenreaktivität und ischämischen Ergebnissen bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom (ACS) nachgewiesen. Es wurde ein Zusammenhang zwischen den Plasma-PCSK9-Spiegeln und dem Risiko einer koronaren Herzkrankheit (KHK) vermutet, unabhängig von den LDL-C-Spiegeln (Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin). Basierend auf einer Metaanalyse von Studien mit Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) mit mittlerem bis hohem Risiko haben die Forscher eine signifikante Mortalität und MI-Reduktion mit PCSK9-Antikörpern nachgewiesen und eine relevante antiischämische/thrombozytenaggregationshemmende Rolle von PCSK9-Antikörpern vermutet. Diese Beobachtungen stützen die Hypothese, dass die antiischämischen Wirkungen der PCSK9-Inhibitor-Therapie mit ihren pleiotropen Wirkungen auf Blutplättchen zusammenhängen.

In-vitro-, Tier- und Humanstudien haben auf direkte Auswirkungen von PCSK9 und PCSK9-Inhibitoren auf Blutplättchen hingewiesen. PCSK9 aktiviert indirekt Blutplättchen durch erhöhte LDL-C- und oxLDL-Spiegel. oxLDL kann Blutplättchen aktivieren, indem es an die Scavenger-Rezeptoren CD36 und LOX-1 bindet. Darüber hinaus wurde ein direkter Zusammenhang zwischen PCSK9 und der Thrombozytenaktivierung durch die Scavenger-Rezeptoren CD36 und den Lektin-ähnlichen oxidierten LDL-Rezeptor (LOX)-1 vermutet. Die Inkubation von humanem rekombinantem PCSK9-Protein mit plättchenreichem Plasma von gesunden Probanden steigerte die Expression des aktivierten GPIIb/IIIa-Rezeptors und die durch suboptimale Adrenalinkonzentrationen induzierte Thrombozytenaggregation deutlich. In In-vitro-Experimenten steigerte die Exposition gegenüber menschlichem rekombinantem PCSK9 die LOX-1-Expression in menschlichen Gefäßendothelzellen und glatten Muskelzellen. In ähnlicher Weise zeigten LOX-1-KO-Mäuse niedrigere PCSK9-Spiegel und PCSK9-KO-Mäuse viel niedrigere LOX-1-Spiegel, was auf eine reziproke Beziehung zwischen PCSK9 und LOX-1 hinweist. Eine ähnliche reziproke Beziehung zwischen den PCSK9-Spiegeln und der LOX-1- und CD36-Expression wurde bei menschlichen Blutplättchen nicht nachgewiesen.

In-vitro-Immunblotting-Experimente zeigten das Vorhandensein von PCSK9 in Blutplättchen von Patienten mit CAD, und Durchflusszytometrie-Experimente zeigten, dass das Kollagen-verwandte Peptid (CP) die Oberflächenexpression von PCSK9 auf Blutplättchen signifikant steigerte. Darüber hinaus hemmten PCSK9-Antikörper die ADP- und CP-induzierte Thrombozytenaggregation und die Thrombozyten-abhängige Thrombusbildung auf der immobilisierten Kollagenoberfläche bei hoher Scherrate (1000 s-1) signifikant. Die Bindung von PCSK9 an CD36 löst die Thrombozytenaktivierung durch Aktivierung der Nicotinamidadenindinukleotidphosphatoxidase (Nox)2, Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und anschließende Aktivierung des GPIIb/IIIa-Rezeptors und p-Selectin-Freisetzung aus. Darüber hinaus induziert Nox2 durch die Aktivierung der zytosolischen Phospholipase A2 die Bildung von 8-Iso-Prostaglandin F2α und Thromboxan (Tx) A2 und führt schließlich zur Aktivierung des GP-IIb/IIIa-Rezeptors und zur Freisetzung von p-Selectin. Der Zusammenhang zwischen Plasma-PCSK9, 11-Dehydro-TxB2 im Urin und CV-Ereignissen bei Patienten mit Vorhofflimmern wurde nachgewiesen. Darüber hinaus führten gewaschene Blutplättchen, die in Plasma von Patienten mit familiärer Hypercholesterinämie nach der Behandlung mit PCSK9-Inhibitoren resuspendiert wurden, zu einer geringeren Blutplättchenaggregation und einer geringeren Freisetzung von löslichem Nox2-abgeleitetem Peptid (sNox2-dp) als diejenigen, die in einer In-vitro-Studie mit Plasma vor der Behandlung mit PCSK9-Inhibitoren erhalten wurden. Diese Reduzierung wurde durch die Zugabe von oxLDL rückgängig gemacht. Darüber hinaus wurde die oxLDL-induzierte Thrombozytenaggregation durch die Hemmung von CD36, LOX-1 und Nox2 reduziert. In derselben Studie wurde gezeigt, dass eine 6-monatige Behandlung mit PCSK9-Inhibitoren die Serum-LDL-C-, oxLDL-, Serum-TxB2-, sNox2-dp- und PCSK9-Spiegel senkt.

Diese vorläufigen Beobachtungen legen nahe, dass:

• Die mit der PCSK9-Inhibitor-Therapie verbundenen kardiovaskulären Vorteile können teilweise mit deren pleiotropen Wirkung auf Blutplättchen zusammenhängen.
• In-vitro-, Tier- und klinische Studien deuteten auf direkte Auswirkungen von PCSK9 auf Blutplättchen hin.
• PCSK9 beeinflusst die Thrombozytenfunktion durch CD36/LOX-1-Rezeptor-vermittelte Nox2-Aktivität.

Die potenziellen direkten Auswirkungen von PCSK9 auf Blutplättchen wurden jedoch in einer umfassenden Studie mit einer vielfältigen Population gesunder Freiwilliger und Probanden mit kardiovaskulären Risikofaktoren nicht nachgewiesen. Die Einbeziehung von mindestens drei kardiovaskulären Risikofaktoren erhöht die Wahrscheinlichkeit, Probanden mit einem erhöhten Thrombozytenreaktivitätsphänotyp und dem Nachweis einer verstärkten plättchenbezogenen Wirkung von PCSK9 zu finden. Das Vorhandensein dieser Risikofaktoren wird traditionell auf eine erhöhte Prävalenz von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und das damit verbundene Risiko zurückgeführt.

In aktuellen klinischen CVD-Studien ist trotz eines ausgeprägteren CVD-Risikos ein sehr geringer Prozentsatz (<10 %) Afroamerikaner vertreten. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die PCSK9-Spiegel bei Afroamerikanern signifikant höher sind als bei Kaukasiern (104 ± 29 vs. 95 ± 30 ng/ml; P = 0,020). Im Sinai Hospital in Baltimore berichteten die Forscher über höhere Raten ischämischer Ereignisse nach PCI und eine höhere Sterblichkeit bei Afroamerikanern als bei Weißen. Seltene Mutationen mit Funktionsverlust (LoF) von PCSK9 wurden mit niedrigen LDL-C-Spiegeln (28 % niedriger bei Schwarzen und 15 % bei Weißen) und mit einer noch beeindruckenderen Verringerung des Risikos einer koronaren Herzkrankheit (KHK) in Verbindung gebracht ) (88 % bzw. 47 %). PCSK9-LoF-Varianten waren mit um 35 mg/dl bzw. 13 mg/dl niedrigeren LDL-C-Werten bei Afroamerikanern und Kaukasiern sowie einem um 49 % bzw. 18 % geringeren Risiko für koronare Herzerkrankungen bei Afroamerikanern bzw. Kaukasiern verbunden. In einer Studie mit 10.196 erwachsenen US-Afroamerikanern wurden PCSK9-LoF-Varianten mit niedrigeren Konzentrationen an Lipoprotein (Lpa) und OxPL-apoB in Verbindung gebracht. Diese Daten weisen auf einen direkten Zusammenhang zwischen PCSK9 und dem CAD-Risiko sowie auf die Bedeutung einer Senkung des PCSK9-Spiegels für die Reduzierung des CAD-Risikos bei Afroamerikanern hin.

Die durch unsere explorative mechanistische Studie gewonnenen Erkenntnisse werden uns helfen, die direkten Auswirkungen von PCSK9 und PCSK9-Inhibitoren auf Blutplättchen zu verstehen und die klinische Anwendung von PCSK9-Inhibitoren bei einem breiten Spektrum von Patienten mit kardiovaskulärem Risiko zu erleichtern.