In-vivo trombusbeeldvorming met 18F-GP1, een nieuwe bloedplaatjes PET-radiotracer (iThrombus)

Cardiovasculaire trombotische aandoeningen waren naar schatting verantwoordelijk voor 1 op de 4 sterfgevallen wereldwijd in 2010 en zijn de belangrijkste doodsoorzaak wereldwijd. Onderverdeeld in arteriële en veneuze trombose, vormen ischemische hartziekte en ischemische beroerte de belangrijkste arteriële trombose en diepe veneuze trombose en longembolie vormen de belangrijkste veneuze trombose. Hoewel zowel arteriële als veneuze trombi verschillen in zowel etiologie als pathofysiologie, blijven er veel overeenkomsten bestaan.

Trombose begint met beschadiging van de vaatwand. Fysiologische hemostase wordt geactiveerd wanneer onderliggend collageen wordt blootgesteld aan circulerende bloedplaatjes die rechtstreeks binden aan collageen met collageenspecifieke glycoproteïne-oppervlakreceptoren. Na een initiële signaalcascade waarbij de bloedplaatjesbinder von Willebrand Factor vrijkomt, worden bloedplaatjes geactiveerd waardoor hechting aan de plaats van de verwonding mogelijk wordt. Na activering modificeert fosfolipase A2 het integrinemembraanglycoproteïne IIb/IIIa (GP IIb/IIIa), waardoor het vermogen van bloedplaatjes om fibrinogeen te binden toeneemt. De geactiveerde bloedplaatjes veranderen dan van vorm van bolvormig naar stervormig, en het fibrinogeen verknoopt zich met glycoproteïne IIb/IIIa, wat helpt bij de aggregatie van meer bloedplaatjes en het voltooien van de primaire hemostase. Secundaire hemostase omvat activering van de stollingscascade via extrinsieke en intrinsieke routes en eindigt met verknoopte fibrine-afzetting en een volwassen trombus.

Het hemostatische proces is vloeiend en dynamisch, waarbij de expressie van geactiveerde membraaneiwitten en stollingsfactoren voortdurend veranderen. De expressie van bloedplaatjes van GP IIb/IIIa neemt af naarmate een trombus rijpt, vandaar dat het een farmacologisch doelwit is voor antitrombotische therapieën. De onderzoekers streven ernaar de expressie en distributie van GP IIb/IIIa-receptoren te onderzoeken in een reeks van hieronder vermelde trombotische aandoeningen die zich uitstrekken over zowel arteriële als veneuze systemen. Een beter begrip van hoe de klinische presentatie zich verhoudt tot de activering van bloedplaatjes onder een reeks aandoeningen is van cruciaal belang bij het bepalen van geschikte antitrombotische regimes.

1.2.1 Coronaire hartziekte en myocardinfarct Coronaire hartziekte is wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak en is verantwoordelijk voor 17,5 miljoen of 46% van alle niet-overdraagbare sterfgevallen in 2012. Het merendeel van de cardiovasculaire morbiditeit en mortaliteit is toe te schrijven aan coronaire atherosclerose en trombose. Atherosclerose is het centrale proces waarbij de hartslagaders vernauwen en verharden als gevolg van de afzetting van vetplaques in de slagaderwand. Dit proces kan leiden tot beschadiging van de bekleding van de slagader, waardoor zich een trombus (stolsel) in de slagader kan vormen, waardoor de bloedstroom naar de hartspier geheel of gedeeltelijk kan worden afgesloten, waardoor een hartinfarct kan ontstaan. Dit is de meest voorkomende vorm van een hartaanval en verantwoordelijk voor een groot deel van de plotselinge hartdood. Trombus bij een myocardinfarct wordt klassiek verondersteld te bestaan ​​uit overwegend bloedplaatjes. Recent onderzoek heeft echter aangetoond dat 56% van de trombus bij MI bestaat uit fibrine met slechts 17% bloedplaatjes. De ischemische tijd correleerde positief met het trombusfibrinegehalte en negatief met de trombusbloedplaatjescomponent. Dit illustreert de dynamische interactie tussen bloedplaatjes en fibrine in de loop van de tijd.

1.2.2 Bioprothetische hartkleptrombose Bioprothetische kleptrombose is een steeds vaker erkende complicatie van klepvervanging. Patiëntrisico's zijn onder meer vroegtijdig falen van de prothese waardoor de operatie opnieuw moet worden uitgevoerd plus beroerte of andere systemische embolie. Een meta-analyse heeft de incidentie van bioprothetische trombose geschat op 0,03 per 100 patiëntjaren, waarbij het risico op embolie het hoogst is in de eerste 3 maanden na implantatie. De samenstelling van prothesekleptrombose varieert afhankelijk van het kleptype en de tijd vanaf het inbrengen. Interessant is dat in de gerandomiseerde gecontroleerde MISTRAL-C-studie 50% van de acute trombo-embolische voorvallen binnen 3 dagen na het inbrengen van de transkatheter-aortaklep bloedplaatjes-fibrine-trombus was, en geen verkalkt afval van de aortawortel. Trombo-embolie kwam minder vaak voor bij patiënten die anticoagulantia kregen in plaats van antitrombotische behandeling, wat wijst op een overheersing van fibrine. Vergelijkbare resultaten werden gevonden in een groot register van meer dan 25.000 patiënten die chirurgische bioprothetische klepinsertie ondergingen. Warfarine plus aspirine was effectiever dan alleen aspirine bij het voorkomen van trombo-embolische voorvallen en overlijden.

1.2.3 Veneuze trombo-embolische ziekte Longembolie is een veel voorkomende cardiovasculaire aandoening met een hoge morbiditeit en mortaliteit. Embolisatie van een veneuze trombose uit de diepe aderen van de onderste ledematen of het bekken is de etiologie bij meer dan 90% van de gevallen. Trombusvorming wordt veroorzaakt door intravasculaire activatie van coagulatie en trombine-gemedieerde intraluminale fibrine-afzetting. Aangenomen wordt dat rode bloedcellen (RBC's) worden opgenomen in veneuze trombi via passieve insluiting in het groeiende fibrinenetwerk, met als hoogtepunt de productie van een RBC en fibrinerijke veneuze trombus. Behandeling voor zowel DVT als PE vermindert de mortaliteit en secundaire profylaxe met antistolling is effectief in het voorkomen van verdere gebeurtenissen. De klinisch meest toegepaste beeldvormende test voor visualisatie van vermoedelijke PE is CT-pulmonale angiografie (CTPA). Voor DVT kan een reeks beeldvormingsmodaliteiten worden gebruikt (US, CT of MR), waarbij echografie het meest gebruikelijke eerstelijnsonderzoek is.

1.2.4 Beroerte en voorbijgaande ischemische aanval (TIA) Beroerte en TIA zijn wereldwijd de belangrijkste oorzaken van vermijdbare dood en morbiditeit. Aangenomen wordt dat de trombussamenstelling afhankelijk is van de bron (hartkamer of hoofd- of halsslagader) en de tijd vanaf de gebeurtenis. Fibrine-dominante trombus is waarschijnlijk ongevoeliger voor trombolytica, evenals de aanwezigheid van chronische histopathologische kenmerken in stolsels zoals endothelialisatie en verkalking. De diagnose is gebaseerd op de klinische presentatie, gevolgd door CT of MRI van de hersenen met daarna een US- of MR-beoordeling van halsslagaderstenose om het risico op toekomstige gebeurtenissen vast te stellen.

1.2.5 COVID-19 De COVID-19-pandemie heeft geleid tot grote mortaliteit en morbiditeit. Er zijn consistente klinische zorgen geuit in gepubliceerde literatuur, nieuwsuitzendingen en sociale media met betrekking tot trombo-embolische voorvallen die zowel de microvasculatuur als grote vaten aantasten. Dit heeft brede aandacht gekregen en heeft geleid tot het gerapporteerde gebruik van profylactische of therapeutische antistollingsregimes, of zelfs fibrinolyse, buiten de standaardprotocollen en indicaties om, bij gebrek aan stevig bewijs van klinisch voordeel, dat is de zorg. Gezien de gevoeligheid voor het detecteren van geactiveerde bloedplaatjes, waarvan onze pilotgegevens hebben gesuggereerd dat deze in sommige situaties superieur kan zijn aan andere beeldvormingsmodaliteiten, kan 18F-GP1 PET-CT een geschikte methode zijn om de vermeende associatie tussen COVID-19 en trombo-embolische aandoeningen te onderzoeken.

1.3 Inzicht in de bloedplaatjesbiologie Aangezien bloedplaatjesaggregatie een belangrijk onderdeel is van zowel arteriële als veneuze trombi, stellen de onderzoekers voor om te onderzoeken of een radioactief gemerkt ligand (18F-GP1) van de glycoproteïne IIb/IIIa (GPIIb/IIIa)-receptor geactiveerde bloedplaatjes op trombus kan detecteren. . GPIIb/IIIa-receptoren bemiddelen de hechting en aggregatie van bloedplaatjes. Ze komen in grotere aantallen tot expressie en nemen bij activering een meer ligandbindende conformatie aan die eiwitliganden bindt, waaronder von Willebrand-factor en fibrinogeen. Dit zorgt voor overbrugging en aggregatie van bloedplaatjes. Dienovereenkomstig vormen ze een aantrekkelijk doelwit voor beeldvorming van acute trombus. We hopen geactiveerde bloedplaatjes te identificeren in de vijf hierboven gepresenteerde groepen. Identificatie van geactiveerde bloedplaatjes onder alle omstandigheden zal ons begrip van de rol van deze receptor bij zowel arteriële als veneuze trombose en hoe antitrombotische therapie de expressie beïnvloedt verder vergroten.

1.4 Glycoproteïne IIb/IIIa-remming Drie intraveneuze plaatjesglycoproteïne (GP) IIb/IIIa-remmers zijn uitgebreid onderzocht en zijn beschikbaar voor klinisch gebruik: abciximab, tirofiban en eptifibatide. Abciximab is een monoklonaal antilichaam gericht tegen de receptor, terwijl tirofiban en eptifibatide niet-antilichaamreceptorremmers met hoge affiniteit zijn.

Antibloedplaatjestherapie met intraveneuze GP IIb/IIIa-remmers is geëvalueerd bij patiënten met acuut coronair syndroom (ACS) en bij patiënten die intracoronaire stentimplantatie en beroerte ondergaan, maar geen DVT/PE of implantatie van een kunstklep.

Meta-analyses hebben het gebruik van intraveneuze glycoproteïne (GP) IIb/IIIa-remmers in verschillende omgevingen met betrekking tot coronaire aandoeningen geëvalueerd. De impact van de intraveneuze GP IIb/IIIa-remmers op de klinische resultaten werd beoordeeld in een gepoolde analyse van 21 onderzoeken waarbij verschillende groepen patiënten met ischemische hartziekte betrokken waren. De GP IIb/IIIa-remmer verminderde het gecombineerde eindpunt van overlijden, niet-fataal myocardinfarct (MI) of dringende revascularisatie na 30 dagen bij de volgende patiëntengroepen:

• Degenen die een percutane coronaire interventie (PCI) ondergaan
• Degenen met myocardinfarct zonder ST-elevatie (NSTEMI)
• Degenen met een MI met ST-elevatie (STEMI) behandeld met percutane transluminale coronaire angioplastiek (PTCA). Deze onderzoeken werden echter grotendeels uitgevoerd vóór het routinematige gebruik van medicijnafgevende stents en dubbele orale plaatjesaggregatieremmers met aspirine en een P2Y12-receptorblokker van bloedplaatjes. Samengevat, de rol van P2Y12-remmers heeft de rol van GP IIb/IIIa-therapie bij coronaire hartziekte verminderd, hoewel het nog steeds belangrijk is in sommige subgroepen van patiënten. Ons doel is om de expressie van geactiveerde bloedplaatjes binnen zowel stabiele als onstabiele coronaire aandoeningen te onderzoeken en hoe PCI en het gebruik van antitrombotische geneesmiddelen (P2Y12- en GPIIb/IIIa-remmers) de expressie mediëren.

Bij beroerte toonde een enkele gerandomiseerde gecontroleerde studie (SaTIS) uitgevoerd bij matige ischemische beroerte een significante vermindering van de mortaliteit na 5 maanden met tirofiban in vergelijking met placebo. Belangrijk is dat er geen verschil was in ernstige bloedingen. De onderzoekers streven ernaar de expressie van GPIIb/IIIa bij beroerte en TIA te onderzoeken en te onderzoeken hoe deze kan verschillen in de geëmboliseerde trombus in vergelijking met de plaque van de boosdoener.

De werkzaamheid van GPIIb/IIIa-remming bij recente bioprothetische klepinsertie en DVT/PE is niet bekend. We streven ernaar geactiveerde bloedplaatjesexpressie in beide aandoeningen te onderzoeken om inzicht te krijgen of GPIIb/IIIa-remming een mogelijk bruikbare behandeling kan zijn.

1.5 Achtergrond van 18F-GP1 GP1 is een ligand van de fiban-molecuulklasse die een hoge affiniteit heeft voor de glycoproteïne IIb/IIIa-receptor; sterk uitgedrukt op geactiveerde bloedplaatjes. Het is een uitstekend doelwit voor het afbeelden van arteriële trombi met een grote geactiveerde bloedplaatjescomponent. Na een 2-staps radiofluorering daaropvolgend zuiveringsproces kan 18F-GP1 worden gebruikt voor PET-beeldvorming.

18F-GP1 heeft een preklinische en klinische fase 1-evaluatie ondergaan die een hoge affiniteit aantoont voor GPIIb/IIIa, de belangrijkste receptor voor bloedplaatjesaggregatie. Het bindt zich op een stabiele en specifieke manier aan in vivo arteriële, veneuze en intracardiale menselijke trombus. Binding wordt cruciaal niet veranderd door antistollingstherapie (aspirine en heparine).

In de recente fase 1-studie toonde 18F-GP1 een hoog detectiepercentage van trombo-embolische foci aan bij 20 patiënten met recent gevormde diepe veneuze trombi (DVT) en pulmonale trombo-embolie. De tracer presteerde ook gunstig met betrekking tot zijn metabolisme, farmacokinetiek en dosimetrieprofiel. Er waren geen significante bijwerkingen bij een van de 20 aangeworven deelnemers.

1.6 Studiedoelen

We streven ernaar de expressie van de glycoproteïne IIb/IIIa-receptor te onderzoeken in:

1. Intracoronaire trombus na spontaan myocardinfarct
2. Intracoronaire trombus na routinematig inbrengen van een stent.
3. Bioprothetische hartkleptrombose (chirurgische of transkatheterkleppen).
4. Veneuze trombo-embolische ziekte bij mensen met recent bevestigde diepe veneuze trombose en longembolie.
5. Halsslagader en cerebrale trombus bij mensen met een beroerte en TIA. Dit zou ons begrip van de incidentie, gevolgen en natuurlijk beloop van bloedplaatjesactivatie binnen cardiovasculaire trombose vergroten.

1.7 Onderzoekshypothese

De expressie van de GPIIb/IIIa-receptor varieert per trombotische aandoening, waaronder veneus (DVT/PE) versus arterieel (MI/beroerte), in situ (MI) versus embolisch (beroerte, PE) en prothetisch materiaal (stents en kleppen) versus ziek aangeboren weefsel ( MI, beroerte, DVT/PE).

1.8 Aanleiding voor de studie Tot op heden hebben de onderzoekers met succes een radiotracer (18F-natriumfluoride) gebruikt als marker voor necrotische ontsteking bij menselijke atherosclerose. Binding van 18F-GP1 aan geactiveerde bloedplaatjes in veneuze en arteriële trombi is al aangetoond in preklinische studies en een fase 1-studie bij de mens. Indien succesvol, zou deze studie de rol van de glycoproteïne IIb/IIIa-receptor binnen in vivo trombose bij een reeks hart- en vaatziekten bepalen.