Význam vyšetření cirkulujících mikropartikulí pro stanovení trombotického rizika pacientů s BCR/ABL negativními myeloproliferativními neopláziemi

Mohamed Hussam Aswad, Ph.D.

Doctoral thesis

The significance of circulating microparticles examination concerning thrombosis risk in BCR-ABL1 negative myeloproliferative neoplasms

Abstract:

Úvod. Trombóza významně ovlivňuje úmrtnost u BCR-ABL1-negativních myeloproliferativních neoplázií (MPN). Identifikace rizikových faktorů trombózy je pro léčbu MPN zásadní. Všeobecně akceptovanými rizikovými factory trombotických komplikací u MPN jsou věk, prodělaná trombóza, mutace JAK2V617F a kardiovaskulární rizikové faktory. Role cirkulujících mikropartikulí, aktivace krevních element a endotelu při stratifikaci trombotického rizik dosud nebyla zcela objasněna. Cirkulující mikropartikule (MP) jsou vezikuly odvozené z buněk během buněčné aktivace nebo apoptózy, velikosti od 100 do 1000 nm. Účast MPs v procesu krevního sráženíi prostřednictvím exprese prokoagulačního fosfatidylserinu a tkáňového faktoru podporuje jejich roli při vzniku trombóz u pacientů s nádorovými chorobami včetně MPN. Metody. V souboru 206 pacientů s MPN byly analyzovány rizikové faktory spojené s MPN a konvenční rizikové faktory ve vztahu k výskytu trombózy a rovněž klinická významnost MPs týkající se trombózy. Prokoagulační aktivita mikropartikulí (MP-aktivita) byla měřena funkčním testem Zymuphen MP-activity ve 429 vzorcích. Absolutní a relativní počty trombocytárních a erytrocytárních MP (PMP, RMP) byly měřeny průtokovou cytometrií v 558 vzorcích. Výsledky. Analýzy ukázly, že JAK2V617F je spojena s významně zvýšeným rizikem trombózy během pěti let před diagnózou MPN (HR = 15,49, P = 0,006). V době diagnózy nebo během sledování zahrnovaly nezávislé rizikové faktory pro trombózu mutaci JAK2V617F (HR = 3,01, P = 0,002), kouření (HR = 1,75, P = 0,01) a starší věk v době diagnózy (HR = 1,03, P < 0,001), zejména věk nad 60 let (HR = 1,56, P = 0,037). Pacienti s MPN mají vyšší hladinu MPs než zdravá populace. Hladiny PMP jsou zvýšeý v přítomnosti mutace JAK2V617F, taky MP-aktivita je vyšší u pacientů ve věku nad 60 let, s anamnézou trombózy, u kuřáků a u pacientů mužského pohlaví. Při korelaci s hodnotami krevních elementů jsou hladiny MP zvýšení v případě počtu trombocytů nad 400×109/l, hladiny hematokritu nad 45%, a leukocytů nad 10×109/l. Tepenné a žilní trombózy během sledování jsou spojeny se sníženými hladinami MP a to zejména u léčených pacientů. Léčba anagrelidem snižuje hladiny MPs více než s hydroxyureou, což může být způsobeno různými mechanismy účinku těchto léčiv. Závěr. Mechanismus trombózy v MPN je multifaktoriální. Role MPs při vzniku trombózy u MPN dosud nebyla jednoznačně objasněna. Tato studie zdůrazňuje význam prokoagulačních MP při vzniku trombotických komplikacích u MPN⁏ jejich zvýšené hladiny ve vztahu ke zvažovaným trombotickým rizikovým faktorům naznačují roli MP v trombóze u pacientů s MPN. Za účelem definitivního stanovení potenciálního klinického významu MPs je nezbytné provedení dalšího výzkumu v této oblasti.

Abstract:

Introduction. Thrombosis significantly contributes to mortality in BCR-ABL1-negative myeloproliferative neoplasms (MPN). Identification of thrombotic risk factors is essential for MPN management. Generally accepted risk factors in MPN are age, history of thrombosis, JAK2V617F mutation and cardiovascular risk factors. Role of circulating microparticles, activation of blood cells and endothelium in thrombotic risk stratification has not been fully clarified yet. Circulating microparticles (MPs) are cell-derived vesicles formed during cellular activation or apoptosis and range in size between 100–1000 nm. The involvement of MPs in the coagulation process through the expression of procoagulant phosphatidylserine and tissue factor supports their role in malignancy-related thromboses, such as in MPN. Patients and methods. MPN-related or patient-related variables were analyzedIn relation to thrombosis. Clinical significance of MPs was evaluated in a cohort of 206 patients with MPN. MPs procoagulant activity (MP-activity) was measured by the Zymuphen MP-activity functional assay in 429 samples. Absolute and relative counts of platelet- and erythrocyte-MPs (PMPs, RMPs) were enumerated by flow cytometry in 558 samples. Results. Analyses revealed that JAK2V617F mutation is associated with a significantly higher risk of thrombosis within five years before MPN diagnosis (HR= 15.49, P = 0.006). At/after MPN diagnosis, independent thrombotic risk factors include JAK2V617F mutation (HR = 3.01, P = 0.002), smoking (HR = 1.75, P = 0.01), and older age at diagnosis (HR = 1.03, P < 0.001), especially age over 60 years (HR = 1.56, P = 0.037). MPN patients have higher MPs levels than the healthy population. Concerning thrombotic risk factors, PMPs levels elevate in the presence of JAK2V617F mutation and MP-activity levels increase in patients over 60 years old, with a history of thrombosis, tobacco users, and male patients. MPs levels increased when platelets > 400 ×109/L, hematocrit > 45%, and leukocytes > 10 ×109/L. Arterial and venous thromboses during follow-up are associated with decreased MPs levels, especially in treated patients. Treatment with anagrelide reduces MPs levels more than with hydroxyurea, which can be ascribed to mechanism of drug action. Conclusion. Thrombosis mechanism in MPN is multifactorial. The contribution of MPs to thrombosis in MPN is not clearly elucidated yet. This research highlights the significance of procoagulant MPs in MPN-related thrombotic complications. Their elevated levels in relation to considered thrombotic risk factors suggests a role of MPs in thrombosis in MPN patients. For definite establishment of potential clinical significance of MPs, further research would have to be carried out.

Keywords

BCR-ABL1-negativní myeloproliferativní onemocnění, trombóza, rizikový faktor, mutace JAK2V617F, mikropartikule, prokoagulační aktivita mikropartikulí

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 3. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 18. 2. 2022
• Supervisor: prof. MUDr. Miroslav Penka, CSc.
• Reader: prof. MUDr. Michael Doubek, Ph.D., prof. MUDr. Edgar Faber, CSc., prof. MUDr. Mikuláš Hrubiško, CSc.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Oncology and Hematology / Hematology