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CONNEXI 2018-3 NEUROLOGIE

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THROMBO-INFLAMMATION

THROMBO-INFLAMMATION Abbildung 1: Vereinfachtes Modell der Thrombozytenaktivierung und Thrombusbildung. Die initiale Rekrutierung und das „Abbremsen“ der Thrombozyten an der verletzten Gefäßwand erfolgt durch Bindung von GPIb an seinen auf Kollagen immobilisierten Liganden vWF. Dieser Schritt ermöglicht die Bindung und Aktivierung des Kollagenrezeptors GPVI, welcher die eigentliche Thrombozytenaktivierung und damit verbunden die Freisetzung von Mediatoren wie ADP und TXA2 sowie die inside-out Aktivierung von Integrinen induziert. Integrinaktivierung und -ligandenbindung sind essenziell sowohl für die feste Adhäsion der Thrombozyten an der verletzten Gefäßwand als auch für die Thrombozytenaggregation und Thrombusbildung. CLEC-2-induzierte Thrombozytenaktivierung stabilisiert den wachsenden Thrombus, der dazu notwendige Ligand/Rezeptor ist jedoch bis heute noch nicht identifiziert. Freigesetze Mediatoren verstärken das Thrombuswachstum zudem autokrin und parakrin, indem sie Integrinaktivierung verstärken und weitere Thrombozyten aktivieren. Daneben induziert durch Gefäßverletzung exponierter tissue factor (TF) lokal die Bildung von Thrombin und dadurch wiederum die Thrombozytenaktivierung. CONFERENCES GPVI als Target für Thrombozytenhemmung Diese Befunde konnten durch in vivo Studien an Mäusen eindrucksvoll belegt und GPVI als vielversprechendes Target für eine lang anhaltende Thrombozytenhemmung etabliert werden. So zeigte sich, dass die in vivo Gabe des mAK JAQ1 nicht zur funktionalen Blockade, sondern vielmehr zum kompletten Verlust von GPVI und damit der kollageninduzierten Aktivierung in zirkulierenden Thrombozyten führte. Diese „GPVI-Depletion“ war zum einen sehr selektiv und zum anderen lange anhaltend (>10 Tage im Mausmodell) [4]. GPVI-depletierte Mäuse waren überdies in Modellen vor arterieller Thrombose geschützt, wiesen aber gleichzeitig eine nur geringfügig erhöhte Blutungsneigung auf (Abbildung 2). Diese Befunde wurden später in Mausmodellen genetischer GPVI-Defizienz bestätigt. Der antikörperinduzierte Verlust von GPVI wurde kurz darauf auch in einigen Patienten mit autoimmuner Thrombozytopenie beschrieben (reviewed in [3]). Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen konnten wir im Rahmen des SFB 688* teilweise aufklären. Während der Rezeptor unter bestimmten Umständen internalisiert werden kann, scheint seine Herabregulierung in vivo vor allem über metalloproteinasevermitteltes Ek todomänen- Shedding in der Leber zu erfolgen [5]. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass Thrombozyten neben der Hämostase wichtige Funktionen bei einer Vielzahl anderer, z. B. inflammatorischer Prozesse, innehaben. Der von uns im SFB 688 geprägte Begriff „Thrombo-Inflammation“ beschreibt diesen neuen grundlegenden Pathomechanismus. Die Funktionen der Thrombozyten in der Thrombo-Inflammation unterscheiden sich grundlegend von der Hämostase; die zugrunde * Der Sonderforschungsbereich (SFB) 688 "Mechanismen und Bildgebung von Zell-Zell-Wechselwirkungen im kardiovaskulären System" ist ein Zusammenschluss von Würzburger Wissenschaftlern aus elf Instituten und Kliniken von vier Fakultäten der Universität, um verschiedene übergeordnete Themen zu bearbeiten. 42

THROMBO-INFLAMMATION Abbildung 2: GPVI – ein vielversprechendes antithrombotisches Target. (A,B) GPVI-Depletion bietet Schutz vor arterieller Thrombusbildung in vivo. A. Oxidative Schädigung von Mesenterialarteriolen wurde durch FeCl3 induziert und mittels time lapse Videomikroskopie über 40 Minuten hinweg verfolgt. Während okklusive Thrombusbildung bei allen Kontrollmäusen auftritt, ist die Mehrheit der mit mAK JAQ1 vorbehandelten Mäuse geschützt. Links: repräsentative Bilder der time lapse Videos zu verschiedenen Zeitpunkten. Der Stern bezeichnet den Zeitpunkt des kompletten Gefäßverschlusses. Rechts: Statistik zu den beobachteten Verschlusszeiten. Jedes Symbol entspricht einer Arteriole. B. Mechanische Schädigung der Arteria carotis resultiert in okklusiver Thrombusbildung (blau) in der Kontrolle, nicht aber in JAQ1-behandelten Mäusen. Die Bilder zeigen repräsentative histologische Befunde. C. Die Blutungszeit nach Amputation der Schwanzspitze (1 mm) ist in JAQ1-behandelten Mäusen im Vergleich zur Kontrolle nur leicht erhöht. Jeder Punkt entspricht einem Individuum. liegenden Mechanismen sind jedoch bislang nur ansatzweise aufgeklärt. Interessanterweise führt der Verlust bzw. die funktionelle Blockade von GPVI zur Reduktion thrombo-inflammatorischer Prozesse im Schlaganfall (siehe auch Beitrag von G. Stoll in dieser Ausgabe), aber auch in vielen anderen Pathologien. Weitere Adhäsionsrezeptoren in Erforschung Das therapeutische Potenzial all dieser Befunde wurde von mehreren Pharma-Unternehmen erkannt, und erste (kompetitive) GPVI-Inhibitoren wurden erfolgreich in der klinischen Phase I getestet [6]. Auch wurden erste mAK-basierte GPVI-Antagonisten entwickelt [7], deren klinische Erprobung in Kürze folgen dürfte. GPVI war zwar der erste Adhäsionsrezeptor in Thrombozyten, der in vivo irreversibel gehemmt bzw. ausgeschaltet werden konnte, aber er ist nicht der einzige. Der erst vor wenigen Jahren im Detail charakterisierte Rezeptor C-type lectin like receptor 2 (CLEC-2) induziert ähnliche Signalwege wie GPVI, und wir konnten erstmals zeigen, dass er eine wichtige Rolle in der Thrombusstabilisierung spielt [8, 9]. Ebenso wie GPVI kann CLEC-2 durch mAK-Gabe in vivo depletiert werden; dieser Prozess erfolgt aber – im Gegensatz zu GPVI – durch Internalisierung [10]. CLEC-2-depletierte Mäuse sind in Modellen arterieller Thrombusbildung geschützt und weisen gleichzeitig eine nur geringfügig erhöhte Blutungsneigung auf. Ob sich CLEC-2 als klinisches Target zur antithrombotischen Therapie eignet ist jedoch fraglich, da der Rezeptor auch eine unerwartete Funktion bei der Ausbildung und Aufrechterhaltung des Lymph gefäßsystems innehat [11], die mechanistisch noch nicht hinreichend verstanden ist. Fazit Diese Untersuchungen unterstreichen die Attraktivität thrombozytärer Adhäsionsrezeptoren CONFERENCES 43

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