In vivo trombikuvaus 18F-GP1:llä, uudella verihiutale-PET-radiojäljittimellä (iThrombus)

Kardiovaskulaaristen tromboottisten tilojen arvioitiin aiheuttavan joka neljäs kuolemantapaus maailmanlaajuisesti vuonna 2010, ja ne ovat johtava maailmanlaajuisen kuolleisuuden syy. Valtimo- ja laskimotromboosiin jaettuna iskeeminen sydänsairaus ja iskeeminen aivohalvaus käsittävät tärkeimmät valtimotromboosit ja syvälaskimotukos ja keuhkoembolia muodostavat suurimmat laskimotromboosit. Vaikka sekä valtimo- että laskimotukokset eroavat toisistaan ​​sekä etiologian että patofysiologian osalta, monia yhteisiä piirteitä on edelleen.

Tromboosi alkaa verisuonen seinämän vaurioitumisesta. Fysiologinen hemostaasi laukeaa, kun taustalla oleva kollageeni altistuu verenkierrossa oleville verihiutaleille, jotka sitoutuvat suoraan kollageeniin kollageenispesifisten glykoproteiinin pintareseptoreiden avulla. Ensimmäisen signalointikaskadin jälkeen, johon liittyy verihiutaleita sitovan von Willebrand Factor -tekijän vapautuminen, verihiutaleet aktivoituvat, mikä mahdollistaa kiinnittymisen vauriokohtaan. Aktivaation jälkeen fosfolipaasi A2 modifioi integriinikalvon glykoproteiinia IIb/IIIa (GP IIb/IIIa), mikä lisää verihiutaleiden kykyä sitoa fibrinogeenia. Aktivoidut verihiutaleet muuttavat sitten muotoaan pallomaisesta tähtimäiseksi, ja fibrinogeeni ristisilloittuu glykoproteiini IIb/IIIa:n kanssa, mikä auttaa lisäämään verihiutaleiden aggregaatiota ja saattamaan päätökseen primaarisen hemostaasin. Toissijainen hemostaasi sisältää hyytymiskaskadin aktivoitumisen ulkoisten ja sisäisten reittien kautta, ja se päättyy silloittuneeseen fibriinin kertymiseen ja kypsään veritulppaan.

Hemostaattinen prosessi on juoksevaa ja dynaamista, ja aktivoituneiden kalvoproteiinien ilmentyminen ja hyytymistekijät muuttuvat kauttaaltaan. GP IIb/IIIa:n verihiutaleiden ilmentyminen laskee veritulpan kypsyessä, minkä vuoksi se on antitromboottisten hoitojen farmakologinen kohde. Tutkijat pyrkivät tutkimaan GP IIb/IIIa-reseptorien ilmentymistä ja jakautumista useissa alla luetelluissa tromboottisissa olosuhteissa, jotka kattavat sekä valtimo- että laskimojärjestelmät. Parempi ymmärrys siitä, kuinka kliininen esitys liittyy verihiutaleiden aktivaatioon useissa eri olosuhteissa, on ratkaisevan tärkeää päätettäessä sopivista antitromboottisista hoitomuodoista.

1.2.1 Sepelvaltimotauti ja sydäninfarkti Sepelvaltimotauti on johtava kuolinsyy maailmanlaajuisesti ja se on vastuussa 17,5 miljoonasta eli 46 prosentista kaikista ei-tarttuvista kuolemista vuonna 2012. Suurin osa sydän- ja verisuonisairauksista ja kuolleisuudesta johtuu sepelvaltimon ateroskleroosista ja tromboosista. Ateroskleroosi on keskeinen prosessi, jossa sydänvaltimot kapenevat ja kovettuvat, koska valtimon seinämään kertyy rasvaplakkeja. Tämä prosessi voi johtaa valtimon limakalvon vaurioitumiseen, mikä voi aiheuttaa veritulpan (hyytymän) muodostumisen valtimoon, joka voi osittain tai kokonaan tukkia veren virtauksen sydänlihakseen, mikä saa aikaan sydäninfarktin. Tämä on yleisin sydänkohtauksen muoto ja aiheuttaa suuren osan äkillisistä sydänkuolemista. Sydäninfarktin veritulpan uskotaan perinteisesti koostuvan pääasiassa verihiutaleista. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että 56 % sydäninfarktin trombeista koostuu fibriinistä ja vain 17 % verihiutaleista. Iskeeminen aika korreloi positiivisesti veritulpan fibriinipitoisuuden kanssa ja negatiivisesti verihiutalekomponentin kanssa. Tämä kuvaa verihiutaleiden ja fibriinin välistä dynaamista vuorovaikutusta ajan myötä.

1.2.2 Sydänläpän bioproteesitukos Bioproteesinen sydänläppätukos on yhä useammin tunnettu komplikaatio läpän korvaamisesta. Potilasriskit sisältävät varhaisen proteesin epäonnistumisen, joka vaatii uusintaleikkauksen, sekä aivohalvauksen tai muun systeemisen embolian. Meta-analyysin mukaan bioproteesisten tromboosien ilmaantuvuus on 0,03 tapausta 100 potilasvuotta kohden, ja embolian riski on suurin ensimmäisten 3 kuukauden aikana implantaation jälkeen. Proteettisen läppätromboosin koostumus vaihtelee läpän tyypistä ja asettamisesta kuluvasta ajasta riippuen. Mielenkiintoista on, että MISTRAL-C:n satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa 50 % akuuteista tromboembolisista tapahtumista 3 päivän sisällä transkatetrin aorttaläpän asettamisesta oli verihiutale-fibriinitukoksia, ei kalkkijäämiä aortan juuresta. Tromboembolia oli vähemmän yleistä niillä, jotka saivat antikoagulanttihoitoa, eikä antitromboottista hoitoa, mikä viittaa fibriinin vallitsemiseen. Samanlaisia ​​tuloksia löydettiin laajasta rekisteristä, jossa oli yli 25 000 potilasta, joille tehtiin kirurginen bioproteesiläppä. Varfariini ja aspiriini olivat tehokkaampia kuin pelkkä aspiriini estämään tromboembolisia tapahtumia ja kuolemaa.

1.2.3 Laskimotromboembolinen sairaus Keuhkoembolia on yleinen kardiovaskulaarinen sairaus, jolla on korkea sairastuvuus ja kuolleisuus. Laskimotromboosin embolisaatio alaraajojen tai lantion syvistä laskimoista on syynä yli 90 %:ssa tapahtumista. Trombuksen muodostumisen laukaisee koagulaation intravaskulaarinen aktivaatio ja trombiinivälitteinen intraluminaalinen fibriinikertymä. Punasolujen (RBC:t) uskotaan liittyvän laskimotrombeihin kasvavassa fibriiniverkostossa tapahtuvan passiivisen vangitsemisen kautta, mikä huipentuu punasolujen ja runsaasti fibriiniä sisältävän laskimotukoksen muodostumiseen. Sekä DVT:n että PE:n hoito vähentää kuolleisuutta, ja sekundaarinen profylaksi antikoagulaatiolla on tehokas uusien tapahtumien ehkäisyssä. Kliinisesti yleisimmin käytetty kuvantamistesti epäillyn PE:n visualisoimiseksi on CT-keuhkoangiografia (CTPA). DVT:ssä voidaan käyttää erilaisia ​​kuvantamismenetelmiä (US, CT tai MR), ja ultraääni on yleisin ensilinjan tutkimus.

1.2.4 Aivohalvaus ja ohimenevä iskeeminen hyökkäys (TIA) Aivohalvaus ja TIA ovat johtavia ehkäistävissä olevien kuolemien ja sairastuvuuden syitä maailmanlaajuisesti. Trombuksen koostumuksen uskotaan riippuvan lähteestä (sydänkammio tai pään tai kaulan valtimo) ja tapahtumasta kuluneesta ajasta. Fibriinidominoiva veritulppa on todennäköisesti vastustuskykyisempi trombolyyttisille lääkkeille, kuten myös kroonisten histopatologisten ominaisuuksien esiintyminen hyytymissä, kuten endotelialisaatio ja kalkkiutuminen. Diagnoosi perustuu kliiniseen esitykseen, jota seuraa aivojen CT- tai MRI-kuvaus, jonka jälkeen tehdään kaulavaltimon ahtauma-arviointi tai MR-arviointi tulevan tapahtuman riskin selvittämiseksi.

1.2.5 COVID-19 COVID-19-pandemia on johtanut suureen kuolleisuuteen ja sairastumiseen. Julkaistussa kirjallisuudessa, uutisissa ja sosiaalisessa mediassa on nostettu esiin johdonmukaisia ​​kliinisiä huolenaiheita tromboembolisista tapahtumista, jotka vaikuttavat mikroverisuoniin ja suuriin verisuoniin. Tämä on saanut laajaa huomiota ja johtanut ennaltaehkäisevien tai terapeuttisten antikoagulaatiohoitojen tai jopa fibrinolyysin raportoituun käyttöön ilman tavanomaisia ​​protokollia ja indikaatioita, koska kliinisestä hyödystä ei ole varmaa näyttöä. Koska 18F-GP1 PET-CT on herkkyys aktivoituneiden verihiutaleiden havaitsemisessa, joka pilottitietojemme mukaan voi olla parempi kuin muut kuvantamismenetelmät joissakin tilanteissa, se voi tarjota sopivan menetelmän COVID-19:n ja tromboembolisen sairauden välisen oletetun yhteyden tutkimiseen.

1.3 Verihiutaleiden biologian ymmärtäminen Koska verihiutaleiden aggregaatio on tärkeä osa sekä valtimo- että laskimotukoksia, tutkijat ehdottavat, että tutkitaan, pystyykö glykoproteiini IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) -reseptorin radioleimattu ligandi (18F-GP1) havaitsemaan aktivoituneet verihiutaleet veritulpassa. . GPIIb/IIIa-reseptorit välittävät verihiutaleiden kiinnittymistä ja aggregaatiota. Niitä ekspressoidaan suurempina määrinä ja ne ottavat aktivoituessaan enemmän ligandia sitovan konformaation, joka sitoo proteiiniligandeja mukaan lukien von Willebrand -tekijän ja fibrinogeenin. Tämä mahdollistaa verihiutaleiden sillan muodostumisen ja aggregaation. Näin ollen ne edustavat houkuttelevaa kohdetta akuutin veritulpan kuvantamiseen. Toivomme, että voimme tunnistaa aktivoituneet verihiutaleet viidestä yllä esitetystä ryhmästä. Aktivoituneiden verihiutaleiden tunnistaminen kaikissa olosuhteissa parantaa entisestään ymmärrystämme tämän reseptorin roolista sekä valtimo- että laskimotromboosissa ja kuinka antitromboottinen hoito vaikuttaa ilmentymiseen.

1.4 Glykoproteiini IIb/IIIa:n esto Kolmea suonensisäistä verihiutaleiden glykoproteiinin (GP) IIb/IIIa:n estäjää on tutkittu laajasti ja ne ovat saatavilla kliiniseen käyttöön: absiksimabi, tirofibaani ja eptifibatidi. Absiksimabi on monoklonaalinen vasta-aine, joka on suunnattu reseptoria vastaan, kun taas tirofibaani ja eptifibatidi ovat korkean affiniteetin ei-vasta-ainereseptorin estäjiä.

Verihiutaleiden vastaista hoitoa suonensisäisillä GP IIb/IIIa:n estäjillä on arvioitu potilailla, joilla on akuutti sepelvaltimoiden oireyhtymä (ACS) sekä potilailla, joille tehdään intrakoronaaristentti-implantaatio ja aivohalvaus, mutta ei syvää laskimotukos/PE- tai proteettinen läppäistutus.

Meta-analyysit ovat arvioineet suonensisäisten glykoproteiinin (GP) IIb/IIIa:n estäjien käyttöä erilaisissa sepelvaltimotautiin liittyvissä tilanteissa. Suonensisäisten GP IIb/IIIa:n estäjien vaikutus kliinisiin tuloksiin arvioitiin 21 tutkimuksen yhdistetyssä analyysissä, johon osallistui eri potilasryhmiä, joilla oli iskeeminen sydänsairaus. GP IIb/IIIa -estäjä vähensi kuoleman, ei-fataalin sydäninfarktin (MI) tai kiireellisen revaskularisoinnin yhdistettyä loppupistettä 30 päivän kohdalla seuraavissa potilasryhmissä:

• Ne, joille tehdään perkutaaninen sepelvaltimointerventio (PCI)
• Sydäninfarkti, jolla ei ole ST-nousua (NSTEMI)
• Potilaat, joilla on ST-kohonnut MI (STEMI), joita hoidettiin perkutaanisella transluminaalisella sepelvaltimon angioplastialla (PTCA). Nämä kokeet suoritettiin kuitenkin suurelta osin ennen rutiininomaista lääkeeluointistenttien käyttöä ja kaksoisoraalista verihiutaleiden vastaista hoitoa aspiriinilla ja verihiutaleiden P2Y12-reseptorin salpaajalla. Yhteenvetona voidaan todeta, että P2Y12-estäjien rooli on vähentänyt GP IIb/IIIa-hoidon roolia sepelvaltimotaudissa, vaikka se on edelleen tärkeä joissakin potilasalaryhmissä. Pyrimme tutkimaan aktivoituneiden verihiutaleiden ilmentymistä sekä stabiilissa että epästabiilissa sepelvaltimotaudissa ja kuinka PCI ja antitromboottisten lääkkeiden käyttö (P2Y12- ja GPIIb/IIIa-estäjät) välittävät ilmentymistä.

Aivohalvaussairaudessa yksi satunnaistettu kontrolloitu tutkimus (SaTIS), joka suoritettiin kohtalaisessa iskeemisessä aivohalvauksessa, osoitti merkittävän kuolleisuuden vähenemisen 5 kuukauden kohdalla tirofibaanilla verrattuna lumelääkkeeseen. Tärkeää on, että suuressa verenvuodossa ei ollut eroa. Tutkijat pyrkivät tutkimaan GPIIb/IIIa:n ilmentymistä aivohalvauksessa ja TIA:ssa ja selvittämään, kuinka se voi erota embolisoituneessa veritulpassa syyllisplakkiin verrattuna.

GPIIb/IIIa:n eston tehokkuutta äskettäin bioproteesin läppäasennuksessa ja DVT/PE:ssä ei tunneta. Pyrimme tutkimaan aktivoitunutta verihiutaleiden ilmentymistä molemmissa olosuhteissa saadaksemme käsityksen siitä, voiko GPIIb/IIIa:n esto olla mahdollisesti käyttökelpoinen hoitomuoto.

1.5 18F-GP1:n tausta GP1 on fiban-molekyyliluokan ligandi, jolla on korkea affiniteetti glykoproteiini IIb/IIIa-reseptoriin; ilmaantuu voimakkaasti aktivoiduissa verihiutaleissa. Se on erinomainen kohde valtimotrombien kuvantamiseen suurella aktivoidulla verihiutalekomponentilla. 2-vaiheisen radiofluorauksen jälkeen seuraavaa puhdistusprosessia 18F-GP1 voidaan käyttää PET-kuvaukseen.

18F-GP1 on läpikäynyt prekliinisen ja vaiheen 1 kliinisen arvioinnin, joka osoittaa sen suuren affiniteetin GPIIb/IIIa:han, joka on verihiutaleiden aggregaation avainreseptori. Se sitoutuu vakaalla ja spesifisellä tavalla ihmisen valtimo-, laskimo- ja sydämensisäiseen trombiin in vivo. Antikoagulaatiohoito (aspiriini ja hepariini) ei olennaisesti muuta sitoutumista.

Äskettäisessä vaiheen 1 tutkimuksessa 18F-GP1 osoitti korkean tromboembolisten pesäkkeiden havaitsemisasteen 20 potilaalla, joilla oli äskettäin muodostunut syvä laskimotukos (DVT) ja keuhkotromboembolia. Merkkiaine suoriutui myös suotuisasti aineenvaihdunnan, farmakokineettisen ja dosimetrisen profiilinsa suhteen. Yhdelläkään 20:stä rekrytoidusta osallistujasta ei ollut merkittäviä haittatapahtumia.

1.6 Tutkimuksen tavoitteet

Pyrimme tutkimaan glykoproteiini IIb/IIIa -reseptorin ilmentymistä:

1. Intrakoronaarinen trombi spontaanin sydäninfarktin jälkeen
2. Intrakoronaarinen veritulppa rutiininomaisen stentin asettamisen jälkeen.
3. Bioprosteettinen sydänläppätromboosi (kirurgiset tai transkatetriläpät).
4. Laskimotromboembolinen sairaus niillä, joilla on äskettäin todettu syvä laskimotukos ja keuhkoembolia.
5. Kaulavaltimon ja aivoveritulppa potilailla, joilla on aivohalvaus ja TIA. Tämä lisäisi ymmärrystämme verihiutaleiden aktivaation esiintyvyydestä, seurauksista ja luonnollisesta historiasta sydän- ja verisuonitukoksen yhteydessä.

1.7 Tutkimushypoteesi

GPIIb/IIIa-reseptorin ilmentyminen vaihtelee tromboottisten tilojen mukaan, mukaan lukien laskimo (DVT/PE) vs. valtimo (MI/halvaus), in situ (MI) vs. embolia (halvaus, PE) ja proteettinen materiaali (stentit ja läpät) verrattuna sairaaseen alkuperäiseen kudokseen ( MI, aivohalvaus, DVT/PE).

1.8 Tutkimuksen perusteet Tähän mennessä tutkijat ovat menestyksekkäästi käyttäneet radiomerkkiainetta (18F-natriumfluoridia) nekroottisen tulehduksen merkkiaineena ihmisen ateroskleroosissa. 18F-GP1:n sitoutuminen aktivoituihin verihiutaleisiin laskimo- ja valtimotrombissa on jo osoitettu prekliinisissä tutkimuksissa ja vaiheen 1 tutkimuksessa ihmisillä. Jos tämä tutkimus onnistuisi, se määrittelee glykoproteiini IIb/IIIa -reseptorin roolin in vivo -tromboosissa useissa sydän- ja verisuonisairauksissa.