In vitro demonstrasjon av direkte blodplaterelaterte effekter av PCSK9-enzym

Den sentrale rollen til blodplater under arterielle iskemiske hendelser, slik som hjerteinfarkt (MI), hjerneslag og kardiovaskulær (CV) død, og den betydelige rollen til potent anti-blodplatebehandling for å redusere disse hendelsene er godt definert. En uavhengig assosiasjon mellom plasma PCSK9-nivåer, forhøyet blodplatereaktivitet og iskemiske utfall hos pasienter med akutte koronare syndromer (ACS) er vist. Assosiasjonen av plasma PCSK9-nivåer med risiko for koronararteriesykdom (CAD), uavhengig av lavdensitetslipoproteinkolesterolnivåer (LDL-C), har blitt foreslått. Basert på en meta-analyse av studier av pasienter med middels høy risiko for kardiovaskulær sykdom (CVD), har etterforskerne vist en signifikant reduksjon i dødelighet og MI med PCSK9-antistoffer og antydet en relevant anti-iskemisk/antiblodplate-rolle for PCSK9-antistoffer. Disse observasjonene støtter hypotesen om at de anti-iskemiske effektene av PCSK9-hemmerterapi er relatert til dens pleiotrope effekter på blodplater.

In vitro, dyre- og menneskestudier har antydet den direkte effekten av PCSK9- og PCSK9-hemmere på blodplater. PCSK9 aktiverer indirekte blodplater gjennom forhøyede LDL-C- og oxLDL-nivåer. oxLDL kan aktivere blodplater ved å binde seg til scavenger-reseptorene CD36 og LOX-1. I tillegg har en direkte sammenheng mellom PCSK9 og blodplateaktivering gjennom scavenger-reseptorene CD36 og Lektin-lignende oksidert LDL-reseptor (LOX)-1 blitt foreslått. Inkubasjon av humant rekombinant PCSK9-protein med blodplaterikt plasma samlet fra friske forsøkspersoner forbedret aktivert GPIIb/IIIa-reseptoruttrykk og blodplateaggregering indusert av suboptimale konsentrasjoner av adrenalin betydelig. I in vitro-eksperimenter økte human rekombinant PCSK9-eksponering LOX-1-ekspresjon i humane vaskulære endotelceller og glatte muskelceller. Tilsvarende viste LOX-1 KO-mus lavere PCSK9-nivåer og PCSK9-KO-mus viste mye lavere LOX-1-nivåer, noe som indikerer et gjensidig forhold mellom PCSK9 og LOX-1. Et lignende gjensidig forhold mellom PCSK9-nivåer og LOX-1- og CD36-ekspresjon er ikke påvist i humane blodplater.

In vitro immunoblotting-eksperimenter viste tilstedeværelsen av PCSK9 i blodplater oppnådd fra pasienter med CAD, og ​​flowcytometri-eksperimenter viste at kollagen-relatert peptid (CP) signifikant forbedret overflateekspresjonen av PCSK9 på blodplater. Videre hemmet PCSK9-antistoffer betydelig ADP- og CP-indusert blodplateaggregering og blodplateavhengig trombedannelse på den immobiliserte kollagenoverflaten under høy skjærhastighet (1000s-1). Binding av PCSK9 til CD36 utløser blodplateaktivering gjennom aktivering av nikotinamidadenindinukleotidfosfatoksidase (Nox)2, frigjøring av reaktive oksygenarter (ROS), og påfølgende aktivering av GPIIb/IIIa-reseptor og frigjøring av p-selektin. I tillegg induserer Nox2 dannelsen av 8-Iso-prostaglandin F2α og tromboksan (Tx) A2 gjennom aktiveringen av cytosolisk fosfolipase A2 og resulterer til slutt i aktivering av GP-IIb/IIIa-reseptoren og frigjøring av p-selektin. Sammenhengen mellom plasma PCSK9, urin-11-dehydro-TxB2 og CV-hendelser hos pasienter med atrieflimmer er påvist. Videre induserte vaskede blodplater resuspendert i plasma fra pasienter med familiær hyperkolesterolemi etter PCSK9-hemmerbehandling lavere blodplateaggregering og frigjøring av løselig Nox2-avledet peptid (sNox2-dp) enn de som ble oppnådd ved bruk av plasma før PCSK9-hemmerbehandling i en in vitro-studie. Denne reduksjonen ble reversert ved tilsetning av oxLDL. Videre ble oxLDL-indusert blodplateaggregering redusert ved å hemme CD36, LOX-1 og Nox2. I den samme studien ble 6 måneders behandling med PCSK9-hemmere vist å redusere serum LDL-C, oxLDL, serum TxB2, sNox2-dp og PCSK9 nivåer.

Disse foreløpige observasjonene antyder at:

• CV-fordeler assosiert med PCSK9-hemmerbehandling kan delvis være relatert til dens pleiotrope effekter på blodplater.
• In vitro, dyre- og kliniske studier antydet direkte effekter av PCSK9 på blodplater.
• PCSK9 påvirker blodplatefunksjonen gjennom CD36/LOX-1-reseptormediert Nox2-aktivitet.

Imidlertid har de potensielle direkte blodplateeffektene av PCSK9 på blodplater ikke blitt demonstrert i en omfattende studie som involverer en mangfoldig populasjon av friske frivillige og forsøkspersoner med kardiovaskulære risikofaktorer. Inkludering av minst 3 CV-risikofaktorer vil øke sjansen for å finne personer med en forhøyet blodplatereaktivitetsfenotype og demonstrasjon av forbedret blodplaterelatert effekt av PCSK9. Tilstedeværelsen av disse risikofaktorene har tradisjonelt blitt tilskrevet økt forekomst av CVD og tilhørende risiko.

I moderne CV-studier er en svært lav prosentandel (<10%) av afroamerikanere representert til tross for en mer uttalt CVD-risiko. Videre har det blitt vist at PCSK9-nivåer er betydelig høyere hos afroamerikanere vs kaukasiere (henholdsvis 104 ± 29 vs 95 ± 30 ng/ml; P = 0,020). Ved Sinai Hospital i Baltimore har etterforskerne rapportert høyere forekomster av post-PCI iskemiske hendelser og større dødelighet hos afroamerikanere enn hos hvite. Sjeldne mutasjoner med tap av funksjon (LoF) av PCSK9 har vært assosiert med lave nivåer av LDL-C (28 % lavere hos svarte og 15 % hos hvite) og med en enda mer imponerende reduksjon i risikoen for koronararteriesykdom (CAD). ) (henholdsvis 88 % og 47 %). PCSK9 LoF-varianter var assosiert med 35 mg/dL og 13 mg/dL lavere LDL-C-nivåer hos henholdsvis afroamerikanere og kaukasiere, og en 49 % og 18 % lavere risiko for koronar hjertesykdom hos henholdsvis afroamerikanere og kaukasiere. I en studie av 10 196 amerikanske afroamerikanske voksne, ble PCSK9 LoF-varianter assosiert med lavere konsentrasjoner av lipoprotein (Lpa) og OxPL-apoB. Disse dataene indikerer en direkte sammenheng mellom PCSK9 og risikoen for CAD, og ​​viktigheten av å senke PCSK9-nivåene for å redusere CAD-risikoen blant afroamerikanere.

Kunnskapen oppnådd av vår utforskende mekanistiske studie vil hjelpe oss å forstå de direkte effektene av PCSK9- og PCSK9-hemmere på blodplater og lette den kliniske anvendelsen av PCSK9-hemmere i et bredt spekter av pasienter med kardiovaskulær risiko.