Red blood cell-derived semaphorin 7A promotes thrombo-inflammation in myocardial ischemia-reperfusion injury through platelet GPIb.

Myocardial ischemia is one of the leading health problems worldwide. Therapy consists of the restitution of coronary perfusion which is followed by myocardial inflammation. Platelet-neutrophil interaction is a crucial process during inflammation, yet its consequences are not fully understood. Here, we show that platelet-neutrophil complexes (PNCs) are increased in patients with acute myocardial infarction and that this is associated with increased levels of neuronal guidance protein semaphorin 7A (SEMA7A). To investigate this further, we injected WT animals with Sema7a and found increased infarct size with increased numbers of PNCs. Experiments in genetically modified animals identify Sema7a on red blood cells to be crucial for this condition. Further studies revealed that Sema7a interacts with the platelet receptor glycoprotein Ib (GPIb). Treatment with anti-Sema7a antibody protected from myocardial tissue injury. In summary, we show that Sema7a binds to platelet GPIb and enhances platelet thrombo-inflammatory activity, aggravating post-ischemic myocardial tissue injury

Feilke revisited : 60 Stellenbesuche

Weitere Hrsg.: Thorsten Pohl, Sara Rezat, Torsten Steinhoff, Martin SteinseiferAnlässlich des 60. Geburtstags des Linguisten und Sprachdidaktikers Helmuth Feilke wurden Wegbegleiterinnen und Wegbegleiter gebeten, einzelne Stellen in seinen wissenschaftlichen Schriften erneut zu besuchen. Entstanden sind pointierte Kommentare, kurze wissenschaftliche Abhandlungen und Analysen, Varianten auch des kritischen und kontroversen Nach- und Weiterdenkens und Ansätze zur Neu- oder Re-Kontextualisierung. Je nach wissenschaftlicher Vita der Autorinnen und Autoren kann es sich um Stellen handeln, deren Rezeption zeitlich weit zurückliegt, oder um Passagen, die ganz aktuelle Fragen der eigenen Forschungsarbeit tangieren. Abgesehen davon, dass ein kurzes Format für die Beiträge gewählt und die Autorinnen und Autoren gebeten wurden, die ausgewählte Stelle knapp zu verorten und zu erläutern, war die Bearbeitungsform gänzlich freigestellt. So sind Texte in einer Bandbreite von pointierten Kommentaren, kurzen wissenschaftlichen Abhandlungen und Analysen, Varianten des Nach- und Weiterdenkens, Ansätze zur Neu- oder Re-Kontextualisierung bis hin zu Formen des kritischen Hinterfragens und der kontroversen Auseinandersetzung entstanden

Zur Rolle der Thrombozytengranula in Thrombose, Hämostase, Schlaganfall und Entzündung

Platelets are small anucleate cell fragments derived from bone marrow megakaryocytes (MKs) and are important players in hemostasis and thrombosis. Platelet granules store factors which are released upon activation. There are three major types of platelet granules: alpha-granules, dense granules and lysosomes. While dense granules contain non-proteinacious factors which support platelet aggregation and adhesion, platelet alpha-granules contain more than 300 different proteins involved in various functions such as inflammation, wound healing and the maintenanceof vascular integrity, however, their functional significance in vivo remains unknown. This thesis summarizes analyses using three mouse models generated to investigate the role of platelet granules in thrombosis, hemostasis, stroke and inflammation. Unc13d-/- mice displayed defective platelet dense granule secretion, which resulted in abrogated thrombosis and hemostasis. Remarkably, Munc13-4-deficient mice were profoundly protected from infarct progression following transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) and this was not associated with increased intracranial bleeding indicating an essential involvementof dense granule secretion in infarct progression but not intracranial hemostasis during acute stroke with obvious therapeutic implications. In the second part of this thesis, the role of platelet alpha-granules was investigated using the Nbeal2-/- mouse. Mutations in NBEAL2 have been linked to the gray platelet syndrome (GPS), a rare inherited bleeding disorder. Nbeal2-/- mice displayed the characteristics of human GPS, with defective alpha-granule biogenesis in MKs and their absence from platelets. Nbeal2-deficiency did not affect MK differentiation and proplatelet formation in vitro or platelet life span in vivo. Nbeal2-/- platelets displayed impaired adhesion, aggregation, and coagulant activity ex vivo that translated into defective arterial thrombus formation and protection from thrombo-inflammatory brain infarction in vivo. In a model of skin wound repair, Nbeal2-/- mice exhibited impaired development of functional granulation tissue due to severely reduced differentiation of myofibroblasts. In the third part, the effects of combined deficiency of alpha- and dense granule secretion were analyzed using Unc13d-/-/Nbeal2-/- mice. Platelets of these mice showed impaired aggregation and adhesion to collagen under flow ex vivo, which translated into infinite tail bleeding times and severely defective arterial thrombus formation in vivo. When subjected to in vivo models of skin or lung inflammation, the double mutant mice showed no signs of hemorrhage. In contrast, lack of platelet granule release resulted in impaired vascular integrity in the ischemic brain following tMCAO leading to increased mortality. This indicates that while defective dense granule secretion or the paucity of alpha-granules alone have no effect on vascular integrity after stroke, the combination of both impairs vascular integrity and causes an increase in mortality.Thrombozyten sind kleine, kernlose Zellfragmente, die von Megakaryozyten (MKs) im Knochenmark gebildet werden und eine zentrale Rolle in Thrombose und Hämostase spielen. Thrombozytengranula speichern Faktoren, die nach Thrombozytenaktivierung freigesetzt werden. Die drei wichtigsten Thrombozytengranula sind alpha- und dichte Granula, sowie Lysosomen. Während dichte Granula vor allem anorganische Faktoren enthalten, welche die Thrombozytenaktivierung und -aggregation fördern, speichern alpha-Granula mehr als 300 verschiedene Proteine mit einer Vielzahl an Funktionen. Sie sind beispielsweise an Entzündungsprozessen, Wundheilung und der Aufrechterhaltung vaskulärer Integrität beteiligt. Die funktionelle Signifikanz dieser Faktoren, insbesondere in vivo, blieb bisher allerdings ungeklärt. Diese Doktorarbeit beschreibt die Analyse der Rolle von Thrombozytengranula in Thrombose, Hämostase, Schlaganfall und Entzündung unter Verwendung von drei Knockout-Mauslinien. Unc13d-/- Mäuse dienten als Modell, um die Rolle der dichten Granulasekretion in Thrombose, Hämostase, Schlaganfall und der Aufrechterhaltung der vaskulären Integrität nach Thromboinflammation zu untersuchen. Die fehlende Freisetzung des Inhalts dichter Granula aus Thrombozyten dieser Mäuse führte zu defekter Thrombose und Hämostase. Unc13d-/- Mäuse zeigten deutlich kleinere Infarkte im tMCAO (transient middle cerebral artery occlusion)-Modell des ischämischen Schlaganfalls. Gleichzeitig wurde jedoch keine erhöhte Blutungsneigung im Gehirn nach Schlaganfall festgestellt. Dies deutet auf eine Schlüsselrolle der Sekretion dichter Granula in der Infarktentwicklung hin, die jedoch nicht die intrakranielle H¨amostase w¨ahrend des akuten Schlaganfalls beeinflusst. Der zweite Teil dieser Doktorarbeit behandelt die Rolle von alpha-Granula unter Verwendung der Nbeal2-/- Maus. Vor Kurzem wurde gezeigt, dass Mutationen im NBEAL2-Gen das Gray Platelet Syndrome (GPS) hervorrufen. Das GPS ist eine seltene erbliche Blutungskrankheit mit Makrothrombozytopenie, defekter alpha-Granulabiogenese in MKs und dem Fehlen thrombozytärer alpha-Granula. Nbeal2-Defizienz führte zu unveränderter MK-Differenzierung, Proplättchenbildung in vitro und Thrombozytenlebensdauer in vivo. Nbeal2-defiziente Thrombozyten zeigten jedoch verringerte Adhäsion, Aggregation und Koagulation ex vivo, welche zu einer gestörten arteriellen Thrombusbildung und Schutz vor thromboinflammatorischem Schlaganfall nach zerebraler Ischämie führte. In einem Wundheilungsmodell der Haut zeigte sich bei Nbeal2-defizienten Mäusen eine verringerte Bildung von Granulationsgewebe während des Heilungsvorgangs. Die Ursache hierfür lag in der reduzierten Myofibroblastendifferenzierung aufgrund fehlender alpha-Granulaausschüttung. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass alpha-Granulabestandteile nicht nur für Thrombose und Hämostase, sondern auch für akute thromboinflammatorische Krankheitszust¨ande und Geweberegeneration nach Verletzung essentiell sind. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde der Effekt einer kombinierten Sekretionsdefizienz von alpha- und dichten Granula mithilfe von Unc13d-/-/Nbeal2-/- Mäusen untersucht. Thrombozyten dieser Mäuse zeigten verringerte Aggregation und Adhäsion an Kollagen unter Flussbedingungen ex vivo, sowie massiv verlängerte Blutungszeiten und defekte Thrombusbildung in vivo. Die defekte Granulafreisetzung in Unc13d-/-/Nbeal2-/- Mäusen führte zum Zusammenbruch der vaskulären Integrität im tMCAO-Modell des ischämischen Schlaganfalls und zu einer erhöhten Mortalitätsrate. Im Gegensatz dazu zeigten die doppeldefizienten Mäuse in in vivo Modellen der Haut- oder Lungenentzündung keine Einblutungen. Dies deutet darauf hin, dass die fehlende Sekretion dichter Granula oder die Abwesenheit von alpha-Granula für sich genommen keinen Einfluss auf die Aufrechterhaltung der vaskulären Integrität nach Schlaganfall hat. Die Kombination beider Defekte führt jedoch zum Zusammenbruch der zerebrovaskulären Integrität und erhöhter Mortalität nach Schlaganfall

Platelets and vascular integrity

Platelets patrol the vasculature and adhere at sites of vascular damage after trauma to limit blood loss. In recent years, however, it has become clear that platelets also contribute to pathophysiologic processes such as thrombosis, atherosclerosis, stroke, sepsis and many more. An exciting new role for them is in non-classical hemostasis to prevent bleeding in the inflamed vasculature. Recent studies suggest that GPVI, CLEC-2, integrin αIIbβ3 (GPIIb/IIIa), and the content of platelet α- and dense granules are important players in this process. This review summarizes the current knowledge about how platelets prevent vascular integrity during inflammation in the skin, lung, and the ischemic brain and their organ-specific role

Immunothrombosis and thromboinflammation in host defense and disease

Platelets are increasingly being recognized for playing roles beyond thrombosis and hemostasis. Today we know that they mediate inflammation by direct interactions with innate immune cells or secretion of cytokines/chemokines. Here we review their interactions with neutrophils and monocytes/macrophages in infection and sepsis, stroke, myocardial infarction and venous thromboembolism. We discuss new roles for platelet surface receptors like GPVI or GPIb and also look at platelet contributions to the formation of neutrophil extracellular traps (NETs) as well as to deep vein thrombosis during infection, e.g. in COVID-19 patients.status: publishe

Beyond Hemostasis: Platelet Innate Immune Interactions and Thromboinflammation

There is accumulating evidence that platelets play roles beyond their traditional functions in thrombosis and hemostasis, e.g., in inflammatory processes, infection and cancer, and that they interact, stimulate and regulate cells of the innate immune system such as neutrophils, monocytes and macrophages. In this review, we will focus on platelet activation in hemostatic and inflammatory processes, as well as platelet interactions with neutrophils and monocytes/macrophages. We take a closer look at the contributions of major platelet receptors GPIb, αIIbβ3, TLT-1, CLEC-2 and Toll-like receptors (TLRs) as well as secretions from platelet granules on platelet–neutrophil aggregate and neutrophil extracellular trap (NET) formation in atherosclerosis, transfusion-related acute lung injury (TRALI) and COVID-19. Further, we will address platelet–monocyte and macrophage interactions during cancer metastasis, infection, sepsis and platelet clearance

Podoplanin and CLEC-2 drive cerebrovascular patterning and integrity during development

Mice with a constitutive or platelet-specific deletion of the C-type-lectin-like receptor (CLEC-2) exhibit hemorrhaging in the brain at mid-gestation. We sought to investigate the basis of this defect, hypothesizing that it is mediated by the loss of CLEC-2 activation by its endogenous ligand, podoplanin, which is expressed on the developing neural tube. To induce deletion of podoplanin at the 2-cell stage, we generated a podoplanin(fl/fl) mouse crossed to a PGK-Cre mouse. Using 3-dimensional light-sheet microscopy, we observed cerebral vessels were tortuous and aberrantly patterned at embryonic (E) day 10.5 in podoplanin- and CLEC-2-deficient mice, preceding the formation of large hemorrhages throughout the fore-, mid-, and hindbrain by E11.5. Immunofluorescence and electron microscopy revealed defective pericyte recruitment and misconnections between the endothelium of developing blood vessels and surrounding pericytes and neuro-epithelial cells. Nestin-Cre-driven deletion of podoplanin on neural progenitors also caused widespread cerebral hemorrhaging. Hemorrhaging was also seen in the ventricles of embryos deficient in the platelet integrin subunit glycoprotein IIb or in embryos in which platelet α-granule and dense granule secretion is abolished. We propose a novel role for podoplanin on the neuro-epithelium, which interacts with CLEC-2 on platelets, mediating platelet adhesion, aggregation, and secretion to guide the maturation and integrity of the developing vasculature and prevent hemorrhage