Визуализация тромбов in vivo с использованием 18F-GP1, нового радиофармпрепарата для ПЭТ тромбоцитов (iThrombus)

По оценкам, в 2010 году сердечно-сосудистые тромботические состояния стали причиной 1 из 4 смертей во всем мире и являются основной причиной глобальной смертности. Разделенные на артериальные и венозные тромбозы, ишемическая болезнь сердца и ишемический инсульт включают основные артериальные тромбозы, а тромбоз глубоких вен и легочную эмболию составляют основные венозные тромбозы. Хотя как артериальные, так и венозные тромбы различаются как по этиологии, так и по патофизиологии, остается много общего.

Тромбоз начинается с повреждения сосудистой стенки. Физиологический гемостаз запускается, когда подлежащий коллаген подвергается воздействию циркулирующих тромбоцитов, которые напрямую связываются с коллагеном с помощью коллаген-специфических гликопротеиновых рецепторов на поверхности. После начального сигнального каскада, включающего высвобождение связывающего тромбоциты фактора фон Виллебранда, тромбоциты активируются, что позволяет прикрепляться к месту повреждения. После активации фосфолипаза А2 модифицирует интегриновый мембранный гликопротеин IIb/IIIa (GP IIb/IIIa), повышая способность тромбоцитов связывать фибриноген. Затем активированные тромбоциты меняют форму со сферической на звездчатую, а фибриноген сшивается с гликопротеином IIb/IIIa, способствуя агрегации большего количества тромбоцитов и завершая первичный гемостаз. Вторичный гемостаз включает активацию каскада коагуляции через внешние и внутренние пути и заканчивается отложением сшитого фибрина и зрелым тромбом.

Процесс гемостаза жидкий и динамичный, при этом экспрессия активированных мембранных белков и факторов свертывания постоянно меняется. Тромбоцитарная экспрессия GP IIb/IIIa падает по мере созревания тромба, поэтому он является фармакологической мишенью для антитромботической терапии. Исследователи стремятся изучить экспрессию и распределение рецепторов GP IIb/IIIa при ряде тромботических состояний, перечисленных ниже, охватывающих как артериальную, так и венозную системы. Улучшение понимания того, как клиническая картина связана с активацией тромбоцитов при различных состояниях, имеет решающее значение при выборе подходящих антитромботических режимов.

1.2.1 Ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда Ишемическая болезнь сердца является ведущей причиной смерти во всем мире и является причиной 17,5 миллионов или 46% всех неинфекционных смертей в 2012 году. Большая часть сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности обусловлена ​​коронарным атеросклерозом и тромбозом. Атеросклероз является центральным процессом, при котором артерии сердца сужаются и затвердевают из-за отложения жировых бляшек в стенке артерии. Этот процесс может привести к повреждению слизистой оболочки артерии, что может привести к образованию тромба (сгустка) внутри артерии, который может частично или полностью перекрыть поток крови к сердечной мышце, тем самым спровоцировав инфаркт миокарда. Это самая распространенная форма сердечного приступа, ответственная за большую долю внезапных сердечных смертей. Классически считается, что тромбы при инфаркте миокарда состоят преимущественно из тромбоцитов. Однако недавние исследования показали, что 56% тромбов при ИМ состоят из фибрина и только 17% тромбоцитов. Ишемическое время положительно коррелировало с содержанием фибрина в тромбе и отрицательно с тромбоцитарным компонентом тромба. Это иллюстрирует динамическое взаимодействие между тромбоцитами и фибрином во времени.

1.2.2 Тромбоз клапана сердца с биопротезом Тромбоз клапана с биопротезом становится все более распространенным осложнением замены клапана. Риски для пациента включают ранний отказ протеза, требующий повторной операции, а также инсульт или другую системную эмболию. Метаанализ показал, что частота тромбоза биопротеза составляет 0,03 на 100 пациенто-лет, при этом риск эмболии наиболее высок в первые 3 месяца после имплантации. Состав тромбоза протеза клапана варьируется в зависимости от типа клапана и времени с момента установки. Интересно, что в рандомизированном контролируемом исследовании MISTRAL-C 50% острых тромбоэмболических осложнений в течение 3 дней после транскатетерной установки аортального клапана были обусловлены тромбоцитарно-фибриновым тромбом, а не кальцифицирующим остатком из корня аорты. Тромбоэмболия реже встречалась у пациентов, получавших антикоагулянтную терапию, а не антитромботическую, что предполагает преобладание фибрина. Аналогичные результаты были получены в большом реестре более 25 000 пациентов, перенесших хирургическую установку биопротеза клапана. Комбинация варфарина с аспирином оказалась более эффективной, чем монотерапия аспирином, в предотвращении тромбоэмболических осложнений и смерти.

1.2.3 Венозная тромбоэмболия Легочная эмболия является распространенным сердечно-сосудистым заболеванием с высокой заболеваемостью и смертностью. Эмболизация венозного тромбоза из глубоких вен нижних конечностей или таза является этиологией более чем в 90% случаев. Образование тромбов запускается внутрисосудистой активацией коагуляции и тромбин-опосредованным внутрипросветным отложением фибрина. Считается, что эритроциты (эритроциты) включаются в венозные тромбы путем пассивного захвата растущей фибриновой сетью, что приводит к образованию венозных тромбов, богатых эритроцитами и фибрином. Лечение как ТГВ, так и ТЭЛА снижает смертность, а вторичная профилактика антикоагулянтами эффективна для предотвращения дальнейших осложнений. Клинически наиболее часто применяемым визуализирующим тестом для визуализации подозрения на ТЭЛА является КТ-ангиография легких (КТЛА). Для ТГВ можно использовать ряд методов визуализации (УЗИ, КТ или МРТ), причем ультразвук является наиболее распространенным исследованием первой линии.

1.2.4 Инсульт и транзиторная ишемическая атака (ТИА) Инсульт и ТИА являются ведущими причинами предотвратимой смертности и заболеваемости во всем мире. Считается, что состав тромба зависит от источника (сердечная камера, головная или шейная артерия) и времени от события. Тромб с преобладанием фибрина, вероятно, будет более устойчивым к тромболитическим препаратам, как и наличие хронических гистопатологических признаков в сгустках, таких как эндотелизация и кальцификация. Диагноз основывается на клинической картине с последующей КТ или МРТ головного мозга с последующей оценкой стеноза сонной артерии с помощью УЗИ или МРТ для определения риска будущих событий.

1.2.5 COVID-19 Пандемия COVID-19 привела к высокой смертности и заболеваемости. В опубликованной литературе, новостных агентствах и социальных сетях высказывались постоянные клинические опасения в отношении тромбоэмболических осложнений, поражающих микроциркуляторное русло, а также крупные сосуды. Это привлекло широкое внимание и привело к сообщениям об использовании профилактических или терапевтических режимов антикоагуляции или даже фибринолиза вне стандартных протоколов и показаний при отсутствии убедительных доказательств клинической пользы, вот что вызывает озабоченность. Учитывая его чувствительность для обнаружения активированных тромбоцитов, которая, как показали наши экспериментальные данные, может превосходить другие методы визуализации в некоторых условиях, ПЭТ-КТ 18F-GP1 может предложить подходящий метод для изучения предполагаемой связи между COVID-19 и тромбоэмболическим заболеванием.

1.3 Понимание биологии тромбоцитов Поскольку агрегация тромбоцитов является основным компонентом как артериальных, так и венозных тромбов, исследователи предлагают изучить, может ли меченый радиоактивным изотопом лиганд (18F-GP1) рецептора гликопротеина IIb/IIIa (GPIIb/IIIa) обнаруживать активированные тромбоциты на тромбе. . Рецепторы GPIIb/IIIa опосредуют адгезию и агрегацию тромбоцитов. Они экспрессируются в большем количестве и при активации принимают конформацию, в большей степени связывающую лиганд, которая связывает белковые лиганды, включая фактор фон Виллебранда и фибриноген. Это позволяет тромбоцитам соединяться и агрегировать. Соответственно, они представляют собой привлекательную мишень для визуализации острого тромба. Мы надеемся идентифицировать активированные тромбоциты в пяти представленных выше группах. Идентификация активированных тромбоцитов во всех состояниях еще больше улучшит наше понимание роли этого рецептора как в артериальном, так и в венозном тромбозе и в том, как антитромботическая терапия влияет на экспрессию.

1.4 Ингибирование гликопротеина IIb/IIIa Три внутривенных ингибитора гликопротеина тромбоцитов (GP) IIb/IIIa были широко изучены и доступны для клинического применения: абциксимаб, тирофибан и эптифибатид. Абциксимаб представляет собой моноклональное антитело, направленное против рецептора, в то время как тирофибан и эптифибатид являются высокоаффинными ингибиторами рецептора, не являющимися антителами.

Антитромбоцитарная терапия внутривенными ингибиторами GP IIb/IIIa оценивалась у пациентов с острым коронарным синдромом (ОКС) и у пациентов, перенесших внутрикоронарную имплантацию стента и инсульт, но не у пациентов с ТГВ/ТЭЛА или имплантацией протеза клапана.

Метаанализы оценивали использование внутривенных ингибиторов гликопротеина (ГП) IIb/IIIa в различных условиях, связанных с ишемической болезнью. Влияние внутривенных ингибиторов ГП IIb/IIIa на клинические исходы оценивали в результате объединенного анализа 21 исследования с участием различных групп пациентов с ишемической болезнью сердца. Ингибитор GP IIb/IIIa снижал комбинированную конечную точку смерти, нефатального инфаркта миокарда (ИМ) или срочной реваскуляризации через 30 дней в следующих группах пациентов:

• Тем, кто подвергается чрескожному коронарному вмешательству (ЧКВ)
• Пациенты с инфарктом миокарда без подъема сегмента ST (NSTEMI)
• Пациенты с ИМ с подъемом сегмента ST (ИМпST), получавшие чрескожную транслюминальную коронарную ангиопластику (ЧТКА). Однако эти исследования проводились в основном до рутинного использования стентов с лекарственным покрытием и двойной пероральной антитромбоцитарной терапии аспирином и блокатором рецепторов P2Y12 тромбоцитов. Таким образом, роль ингибиторов P2Y12 снизила роль терапии GP IIb/IIIa при ишемической болезни сердца, хотя она по-прежнему важна для некоторых подгрупп пациентов. Мы стремимся изучить экспрессию активированных тромбоцитов как при стабильной, так и при нестабильной коронарной болезни, а также то, как ЧКВ и использование антитромботических препаратов (ингибиторы P2Y12 и GPIIb/IIIa) опосредуют экспрессию.

При инсульте одно рандомизированное контролируемое исследование (SaTIS), проведенное при ишемическом инсульте средней степени тяжести, продемонстрировало значительное снижение смертности через 5 месяцев при применении тирофибана по сравнению с плацебо. Важно отметить, что не было никакой разницы в отношении больших кровотечений. Исследователи стремятся изучить экспрессию GPIIb/IIIa при инсульте и ТИА и выяснить, как она может отличаться в эмболизированном тромбе по сравнению с виновной бляшкой.

Эффективность ингибирования GPIIb/IIIa при недавней установке биопротеза клапана и ТГВ/ТЭЛА неизвестна. Мы стремимся исследовать активированную экспрессию тромбоцитов при обоих состояниях, чтобы понять, может ли ингибирование GPIIb/IIIa быть потенциально полезным лечением.

1.5 Предыстория 18F-GP1 GP1 представляет собой лиганд молекул класса фибанов, который имеет высокое сродство к рецептору гликопротеина IIb/IIIa; высоко экспрессируется на активированных тромбоцитах. Это отличная мишень для визуализации артериальных тромбов с большим количеством активированных тромбоцитов. После двухэтапного радиофторирования последующий процесс очистки 18F-GP1 можно использовать для ПЭТ-визуализации.

18F-GP1 прошел доклиническую и фазу 1 клинической оценки, продемонстрировав высокое сродство к GPIIb/IIIa, ключевому рецептору агрегации тромбоцитов. Он стабильно и специфически связывается in vivo с артериальными, венозными и внутрисердечными тромбами человека. Связывание принципиально не изменяется при антикоагулянтной терапии (аспирин и гепарин).

В недавнем исследовании 1 фазы 18F-GP1 продемонстрировал высокую частоту выявления тромбоэмболических очагов у 20 пациентов с недавно сформировавшимися тромбами глубоких вен (ТГВ) и легочными тромбоэмболами. Индикатор также показал хорошие результаты в отношении его метаболизма, фармакокинетики и дозиметрического профиля. Ни у одного из 20 набранных участников не было значимых нежелательных явлений.

1.6 Цели исследования

Мы стремимся изучить экспрессию рецептора гликопротеина IIb/IIIa в:

1. Внутрикоронарный тромб после спонтанного инфаркта миокарда
2. Внутрикоронарный тромб после стандартной установки стента.
3. Тромбоз биопротеза клапана сердца (хирургического или транскатетерного клапана).
4. Венозная тромбоэмболия у пациентов с недавно подтвержденным тромбозом глубоких вен и легочной эмболией.
5. Каротидный и церебральный тромбы у пациентов с инсультом и ТИА. Это улучшит наше понимание частоты, последствий и естественного течения активации тромбоцитов при сердечно-сосудистых тромбозах.

1.7 Гипотеза исследования

Экспрессия рецепторов GPIIb/IIIa варьируется в зависимости от тромботического состояния, включая венозный (ТГВ/ТЭЛА) по сравнению с артериальным (ИМ/инсульт), in situ (ИМ) по сравнению с эмболическим (инсульт, ТЭЛА) и протезным материалом (стенты и клапаны) по сравнению с пораженной нативной тканью. ИМ, инсульт, ТГВ/ТЭЛА).

1.8 Обоснование исследования К настоящему времени исследователи успешно использовали радиоактивный индикатор (18F-фторид натрия) в качестве маркера некротического воспаления при атеросклерозе человека. Связывание 18F-GP1 с активированными тромбоцитами в венозных и артериальных тромбах уже было продемонстрировано в доклинических исследованиях и испытаниях фазы 1 на людях. В случае успеха это исследование позволит определить роль рецептора гликопротеина IIb/IIIa в тромбозе in vivo при ряде сердечно-сосудистых заболеваний.