Trombin és ischémia együttes hatása a vér-agy-gát sejtjeire = The effects of thrombin and ischemia on the cells of the blood-brain-barrier

A vér-agy-gát (VAG) sejtjeiben, agyi kapilláris endotél sejtekben és asztrocitákban vizsgáltuk trombin és receptorainak kölcsönhatását.. A trombin szignalizáció meghatározott lépéseit tanulmányoztuk, az intracelluláris Ca szint változását és az ERK foszforilációt. Kimutattuk a PAR-1 és PAR-4 thrombin receptorok expresszióját és a két receptor eltérő Ca- ill. ERK szignalizációját. Angiogenezis témában a tumor indukált angiogenezis kvantitativ modeljét dolgoztuk ki. A tumor MVD (mikrovaszkuláris denzitás) csökkenése ill. növekedése általában diagnosztikus paraméterként használt a tumor terápia során. Az általunk kidolgozott kvantitativ angiogenezis model predikciói szerint viszont tumor mikroerek száma, ezek denzitása (MVD, mikrovaszkuláris denzitás) nem feltétlenül áll összhangban a tumor növekedésével. Ez a predikció összhangban van a melanomában publikált kisérleti angiogenezis tapasztalataival. Általánositva, a tumor indukált angiogenezis kezdeti lépéseiben a tumor MVD-n kivül fontos szerepe van az eredeti szöveti környezet mikrovaszkulásris sürüségének, illetve a tumor metabolikus aktivitásának. | Protease activated receptors (PARs) mediate thrombin signaling of brain endothelial cells and thrombin accelerate intracerebral ischemia. We measuered PAR expression, [Ca2+]i and extracellular-signal-regulated kinase (ERK) phosphorylation in brain capillary endothelial cells. Calcium imaging confirmed that the cells responded to PAR-1 and PAR-4 agonist peptide by an elevation of [Ca2+]i , the shape of [Ca2+]i transient was different. Ca2+ entry was required to maintain oscillations. A method to culture brain capillary endothelial cells on glass, covered by Matrigel was worked out.The procedure yields cells that express tight junction proteins ZO-1, claudin-5 and ?-catenin. Glass coverslips covered with Matrigel provide a stable and low background base for microfluorimetric calcium measurements. The transformation of the regular vasculature in normal tissue into a inhomogeneous tumor speci?c capillary network is described. The theoretical model incorporates tumor growth, vessel cooption, neo-vascularization, vessel collapse and cell death.Compartmentalization of the tumor into regions differing in vessel density, diameter and in necrosis is observed in agreement with the vessel morphology found in human melanoma. The model predicts that microvascular density (MVD), regarded as an important diagnostic tool in cancer treatment, does not determine the tempo of tumor progression. Instead it is suggested that the MVD of the original tissue and the metabolic demand of the tumor cell plays the role in tumor growth

Lytic and mechanical stability of clots composed of fibrin and blood vessel wall components.

Background Proteases expressed in atherosclerotic plaque lesions generate collagen fragments, release glycosaminoglycans (chondroitin sulfate [CS] and dermatan sulfate [DS]) and expose extracellular matrix (ECM) proteins (e.g. decorin) at sites of fibrin formation. Objective Here we address the effect of these vessel wall components on the lysis of fibrin by the tissue plasminogen activator (tPA)/plasminogen system and on the mechanical stability of clots. Methods and results MMP-8-digested collagen fragments, isolated CS, DS, glycosylated decorin and its core protein were used to prepare mixed matrices with fibrin (additives present at a 50-fold lower mass concentration than fibrinogen). Scanning electron microscopy (SEM) showed that the presence of ECM components resulted in a coarse fibrin structure, most pronounced for glycosylated decorin causing an increase in the median fiber diameter from 85 to 187 nm. Rheological measurements indicated that these structural alterations were coupled to decreased shear resistance (1.8-fold lower shear stress needed for gel/fluid transition of the clots containing glycosylated decorin) and rigidity (reduction of the storage modulus from 54.3 to 33.2 Pa). The lytic susceptibility of the modified fibrin structures was increased. The time to 50% lysis by plasmin was reduced approximately 2-fold for all investigated ECM components (apart from the core protein of decorin which produced a moderate reduction of the lysis time by 25%), whereas fibrin-dependent plasminogen activation by tPA was inhibited by up to 30%. Conclusion ECM components compromise the chemical and mechanical stability of fibrin as a result of changes in its ultrastructure

Myosin as cofactor and substrate in fibrinolysis

AbstractMyosin accelerates plasminogen activation by tissue-type plasminogen activator (tPA), and is degraded extensively by plasmin. Myosin binds both tPA and plasminogen, and enhances activation of des1-77-plasminogen by tPA but not by urokinase-type plasminogen activator (uPA). Myosin decreases KM and increases kcat for des1-77-plasminogen activation by tPA, to yield catalytic efficiencies in excess of 8000 M−1 s−1. The effect of myosin is attributed to its C-terminal portion, the myosin rod. With a KM of 3 μM, myosin is a high-affinity substrate for plasmin. The findings indicate that myosin is a cofactor for plasminogen activation and a substrate for plasmin

Az érfal trombogenitása és hatása a trombolizisre = Thrombogenicity of the vascular wall and its impact on thrombolysis

A projekt keretében az érfal – vérsejt interakciók a trombus keletkezésében betöltött szerepét és az így alakuló véralvadék litikus érzékenységét vizsgáltuk. Fő megállapításaink: 1. Leukocita eredetű proteázok (elasztáz, matrix metalloproteáz 8 és 9) úgy módosítják az érfal szerkezetét, hogy a vérlemezkék von Willebrand faktor (VWF)-függő adhéziója fokozódik. 2. A VWF jelenléte kivédi a fibrinogén plazminnal történő proteolízisét, így hozzájárul a vérlemezkék közötti fibrinogén hidak fenntartásához. 3. Sebészileg eltávolított trombusok hisztológiai feldolgozása igazolja a leukociták in vivo szerepét a trombusok feloldásában valamint a sejt-eredetű foszfolipidek és szabad zsírsavak trombuson belüli jelenlétét. 4. A zsírsavak növelik a szöveti plazminogén aktivátor (tPA) fibrin-specificitását azáltal, hogy fokozzák a plazminogén aktivációt fibrin felszínen, de gátolják azt homogén oldatban. 5. A zsírsavak gátolják a keletkező plazmint is kevert-típusú inhibitorként, míg a fibrin részben kivédi ezt a gátlóhatást. 6. Vérplazma eredetű immunoglobulin G módosítja a lipidek fibrinolízisre gyakorolt hatásait, méghozzá eltérő módon egészségeseknél és egyes kóros állapotokban. 7. Modell rendszerben az intermolekuláris béta-lemezek fokozzák a tPA-függő plazminogén aktivációt és emellett ilyen szerkezetek átmeneti megjelenése kimutatható a fibrinháló oldása során. Eredményeink alapul szolgálhatnak a trombusszerkezethez igazított trombolitikus eszközök tervezéséhez és fejlesztéséhez. | The research targeted the role of the interactions of the blood vessel wall and blood cells in the formation of thrombi, as well as the lytic susceptibility of the formed thrombi. Major results: 1. Leukocyte-derived proteases modify the structure of the arterial wall, so that the von Willebrand factor (VWF) dependent adhesion of platelets increases. 2. The presence of VWF protects fibrinogen against digestion with plasmin and thus contributes to the stability of the fibrinogen as adhesive glue between platelets. 3. Histological evidence from thrombi removed with surgery supports the in vivo role of leukocytes in the dissolution of thrombi as well as the presence of phospholipids and free fatty acids (FFA) in thrombi. 4. FFA increase the fibrin specificity of tissue plasminogen activator (tPA) through stimulation of plasminogen activation on fibrin surface and inhibition of tPA in solution. 5. FFA inhibit the generated plasmin in a mixed-type inhibitor pattern and fibrin protects plasmin against this inhibition. 6. Blood-derived immunoglobulin G modifies the lipid effects on fibrinolysis in a manner, which differs in healthy subjects and antiphospholipid syndrome patients. 7. In a model system intermolecular beta-sheets stimulate the tPA-dependent plasminogen activation and the presence of such structures can be shown transiently in the course of fibrin dissolution. Our results can be implemented in the design of thrombolytic tools tailored to specific thrombus structures

A trombolízis endogén modulációja = Endogenous modulations of thrombolysis

Az eredmények két feltételezés köré csoportosulnak. Az egyik, hogy a fibrinolítikus reakciók kompartmentekben játszódnak le, szilárd és folyékony fázis határfelületén, ahol a reakciósebességek nagy mértékben megváltoznak. Ilyen kompartmentnek tekinthető maga a trombus is. A másik hipotézis, hogy egy trombusban a fibrinen és vérlemezkén kívül egyéb molekuláris és celluláris komponensek is találhatók, amelyek megváltoztathatják a fibrin szerkezetét és fibrinolítikus reakciók sebességét. Az eredményeink azt jelzik, hogy a miozinen kívül (amely vérlemezkéből származhat) a vérlemezke foszfolipidek és az ezekből felszabaduló zsírsavak is befolyásolhatják a fibrinolízist. A foszfolipidek általában gátolják a plazminogén aktivációját és a plazmin aktivitását. Ezen kívül a trombusban diffúziós barriert képeznek az aktivátorokkal szemben. A zsírsavak is hasonlóan viselkednek, kivéve azt, hogy fibrin felszínen a plazminogén aktivációját fokozzák (fibrin specifikus zsírsav hatás). A trombusban immunglobulinok (IgG) is találhatók, amelyek szintén gátolják a fibrinolízist. Ez a gátló hatás, antifoszfolipid szindrómás betegből izolált IgG jelenlétében sokkal kifejezettebb. Kimutattuk, hogy bizonyos denaturált fehérjék (hasonlóan a fibrinhez) tPA kofaktorként viselkednek, amiért az aggregátum mérete (10 nm rádiusz felettinek kell, hogy legyen) és a béte-redőzet mennyisége a felelős. | The results are assembled around two groups. One is that the fibrinolytic reactions occur in compartments, on the surface of solid and fluid phase, where the reaction rates are extremely changed. Such a compartment is a thrombus itself. The other hypothesis is that in a thrombus besides fibrin and platelet there are additional molecular and cellular components which may alter the structure of fibrin and the rate of fibrinolytic reactions. Our results indicate that besides myosin (originated from platelets), platelet phospholipids and fatty acids released from them may influence fibrinolysis. The phospholipids, usually inhibit the activation of plasminogen and the activity of plasmin. In addition, they form diffusion barrier against the plasminogen activators. Fatty acids act similarly, except that on the surface of fibrin they accelerate plasminogen activation. Immunoglobulins (IgG) also can be found in a thrombus and they inhibit fibrinolysis, this inhibition is more expressed when IgG is isolated from patients with antiphospholipid-syndrome. We proved that certain denatured proteins (similarly to fibrin) act as cofactor for tPA, and for this nature the size of aggregatum (>10nm) and the amount of beta-sheet are responsible

Trombolízis: a trombus celluláris és molekuláris komponenseinek hatása a fibrinolízisre = Thrombolysis: modulation of fibrinolysis by cellular and molecular components of thrombi

Megvizsgáltuk, hogy egy trombusban lévő komponensek hogyan befolyásolják a fibrin szerkezetét, annak feloldását illetve a fibrinolízis iniciálásában szerepet játszó enzimeket. A vörösvértestek különböző eloszlásban találhatók és litikus rezisztenciát okozhatnak. Módosíthatják a fibrin strukturát és gátolják a plazminogén aktivációt. A vörösvértestek különböző eloszlása magyarázhatja a betegek eltérő reakcióit a fibrinolítikus terápia során. Más kísérletek azt jelzik, hogy a fibrin feloldását hátráltathatja a mechanikai stress azáltal, hogy a fibrin feszülése gátlólak hat a plazminogén aktivációra. Ami a neutrofil granulocitákat illeti azt találtuk, hogy az arteriás human trombus feloldásában a leukocita elasztáz jelentős szerepet játszhat és az függ a vérlemezkétől is, mert azok hasonlóan a plazmin függő lízishez, stabilizálhatják a trombust a sejt-függő fibrinolízisben is. A vérlemezke adhéziója az érfal mediájához egy nagyságrenddel nagyobb lesz, ha az ér falát neutrofil elasztázzal vagy matrix metalloproteinázzal kezeljük. Az érfalban történő morfológiai változásokat atomerő mikroszkóppal és scanning elektron mikroszkóppal mutattuk ki. A vonWillebrand faktorral kimutattuk, hogy bár a plazminnak lehet gyenge szubsztrátja (a fibrinogénhez képest) mégis megvédi a fibrinogént a plazmin emésztésétől, a fibrinogén alvadóképes marad és adhezív képességét is megtartja a vérlemezke gazdag trombusban . | We examined components the present in a thrombus how influence the fibrinolysis? We found that red blood cells are distributed is different ways, in a thrombus and may cause lytic resistance. The various distribution of red blood cells may explain the different reactions of patients during fibrinolytic therapy. Other experiment indicate that the mechanical stress hinders fibrin dissolution because fibrin stretch inhibits plasminogen activation. For this publication already appeared commentary reference We further examined these possibilities. We found that in the solubilization of arterial human thrombus the leukocyte elastase may play a significant role and this depends on platelets too because they stabilize the thrombus . Adhesion of platelet to the media of vessel wall increases by an order of magnitude if the vessel wall is treated by neutrophyl elastase or matrix metalloproteinase. The morphological change in the vessel wall was followed by atomic force microscopy and scanning electron microscopy. We showed about von Willebrand factor, that it may be a week substrate of plasmin (compared with fibrinogen), nevertheless it protects fibrinogen from digestion by plasmin, the clotting and the adhesive capacity of fibrinogen remains in the platelet rich thrombus . We also studied that components released by proteases from arterial plaque how influence fibrinolysis.