Acute mesenteriale ischemie (AMI) is een zeldzame pathologie1 met een hoog sterfterisico2, gekenmerkt door een verminderde bloedstroom in het mesenterium als gevolg van trombi in de coeliakie-as, of de superieure of inferieure mesenteriale slagader. In 60%-70% van de gevallen zijn acute occlusies van de superieure mesenteriale slagader als gevolg van trombose of embolisatie verantwoordelijk voor acute darmischemie3. Daarentegen is mesenteriale veneuze trombose in 5-15% van de gevallen verantwoordelijk voor mesenteriale ischemie waarbij de superieure mesenteriale ader en, zeldzamer, de inferieure mesenteriale ader betrokken zijn4. De hypoxie en ondervoeding als gevolg van ischemie leiden tot stoornissen in het energiemetabolisme op cellulair niveau5. Een verminderde mitochondriale functie activeert bijvoorbeeld meerdere signaalroutes, waardoor cellulaire doodsmechanismen worden geïnitieerd6. Hoewel snelle reperfusie het herstel van het aërobe metabolisme mogelijk maakt, veroorzaakt het herstel van de bloedtoevoer naar een ischemisch gebied vaak uitgebreide weefselbeschadiging als gevolg van de productie van reactieve zuurstofspecies (ROS)7, calciumoverbelasting8, endotheeldisfunctie9 en ontstekingsreacties10.
Er zijn veel experimentele diermodellen opgesteld die gebruik maken van tijdelijke vasculaire occlusie van de superieure mesenteriale slagader om de moleculaire mechanismen tijdens ischemie-reperfusie (I/R) letsel op tehelderen 11. Het gebruik van dergelijke modellen in combinatie met intravitale microscopie (IVM) is van fundamenteel belang voor het verkrijgen van inzicht in de onderliggende cellulaire interacties en ziekteprogressie11. Disfunctie van de darmbarrière wordt kort na ischemiewaargenomen 12, waarbij het epitheel zijn integriteit verliest13, wat resulteert in bacteriële translocatie naar extra-intestinale plaatsen zoals de mesenteriale lymfeklieren, milt, lever en nier12,14. Reperfusie verergert de slijmvliesbeschadiging verder15. Een ontstekingsreactie in de arteriolen manifesteert zich door de rollende en stevige hechting van leukocyten op de endotheelcellaag, die afhankelijk is van moleculen zoals L-selectine16, P-selectine (CD62P)17, bloedplaatjes GPIIb/IIIa en fibrinogeen18. Interessant is dat de hechting van leukocyten aan mesenteriale venulen wordt beïnvloed door de aanwezigheid van darmmicrobiota19 en Toll-like receptor 4-signalering10. I/R-letsel veroorzaakt ook de vorming van neutrofiele extracellulaire val (NET)10. Therapeutische targeting van het extracellulaire DNA, afkomstig van geactiveerde leukocyten zoals neutrofielen, verbetert de uitkomst van intestinale I/R-beschadiging20. In de lever wordt I/R-beschadiging ontstoken door residente microfagen21, en microRNA-remming verzwakt met name apoptose22. Merk op dat I/R-letsel in het mesenterium resulteert in darmdysbiose, die omkeerbaar is en verdwijnt na revascularisatie23.
Het endotheel wordt ook beïnvloed door de schadelijke effecten van I/R-letsel, waarbij ROS een cruciale rol speelt in het proces24. Hechting van leukocyten aan de endotheelcellaag, endotheelbeschadiging en veranderingen van het stikstofmonoxide (NO)-metabolisme worden waargenomen9. De betrokken moleculaire routes zijn echter nog niet volledig onderzocht.
Protease-geactiveerde receptor 1 (PAR1, F2r), is een membraanreceptor die tot expressie wordt gebracht door een verscheidenheid aan cellen, waaronder endotheelcellen, en wordt geactiveerd tijdens ontstekingsaandoeningen25. De activering vindt plaats wanneer serineproteasen de receptor splitsen aan het N-eindpunt, waardoor de gebonden ligand wordt blootgelegd die op zijn beurt de receptor activeert door zich te binden aan de tweede extracellulaire lus van het molecuul26. De endotheliale proteïne C-receptor (EPCR)-PAR1-signaleringsroute beïnvloedt de endotheliale NO-homeostase en vergemakkelijkt het herstel van de bloedstroom bij perifere ischemie27.
In deze studie werd I/R-letsel toegepast op een genetisch muismodel dat werd gekenmerkt door endotheelcelspecifieke PAR1-deficiëntie om leukocytenrollen, adhesie en NET-vorming te visualiseren. De combinatie van een genetisch muismodel en intravitale microscopie na I/R-microchirurgie levert waardevolle inzichten op door de specifieke celtypen die betrokken zijn bij de ziekteprogressie te benadrukken. Het toepassen van I/R-letsel op genetische muismodellen is essentieel bij het identificeren van potentiële therapeutische doelen die kunnen worden gebruikt om het verloop van de ziekte te verbeteren. Bovendien werd het belang van endotheliale PAR1 bij NETosis aangetoond.