Trombose is een hoofdoorzaak van hart- en vaatziekten en veroorzaakt jaarlijks miljoenen sterfgevallen wereldwijd1. Momenteel is er geen bioassay beschikbaar in standaard klinische omgevingen om het risico op trombose te evalueren. Onder de gecommercialiseerde laboratorium- en point-of-care hematologische functie-assays zijn conventionele stollingsassays en aggregometrie onbetrouwbaar gebleken in het voorspellen van trombose of grote nadelige cardiovasculaire gebeurtenissen 2,3,4. Globale trombosetest5, PFA-100/2006, en globale stollingsassays 7,8,9,10,11 hebben ook beperkte gegevens die hun prestaties ondersteunen.
Op basis van het huidige begrip wordt het proces van trombogenese voornamelijk bijgedragen door drie mechanismen. Naast de twee conventioneel erkende mechanismen, namelijk biochemische bloedplaatjesaggregatie en -stolling, is een derde mechanisme dat onderbelicht en vaak onderschat wordt shear-driven platelet-aggregatie, ook wel "biomechanische plaatjesaggregatie" genoemd. Bij biomechanische plaatjesaggregatie dienen hoge schuifspanning en schuifgradiënt als de belangrijkste drijfveer voor plaatjeskruisbinding via GPIbα-von Willebrand-factor (VWF), integrine αIIbβ 3-VWF, en integrine αIIbβ3-fibrinoeninteracties. Bij arteriële trombose dient biomechanische bloedplaatjesaggregatie waarschijnlijk als het meest essentiële mechanisme, aangezien het sterk wordt versterkt door een hoge schuifstroom veroorzaakt door arteriële stenose. Daarom werd trombogenese, veroorzaakt door biomechanische bloedplaatjesaggregatie, 'biomechanische trombogenese' genoemd.
In eerdere onderzoeken is een veelgebruikte methode om biomechanische bloedplaatjesaggregatie experimenteel te observeren de microfluidische stenose-assay, waarbij een plaats van ernstige stenose in een rechte kanaal wordt ingebed. Wanneer bloed over het kanaal wordt geperst onder een fysiologische wandschuifspanning, ontstaat er pathologisch hoge schuifspanning rond de stenotische plaats, wat de ophoping van bloedplaatjes aandrijft en een trombus vormt. Eerdere onderzoeken gebruikten echter slechts één (voor bloedplaatjes, wat de trombusgrootte weerspiegelt)15,16,17,18,19 of hooguit twee (één voor bloedplaatjes en één voor een andere biomarker) uitlezing13,20, die daardoor niet in staat is een volledige karakterisering van de trombus te bereiken.
Onlangs is een trombusprofielassay ontwikkeld, die meerkleurige fluorescentiebeeldvorming in de microfluidische stenosetest bevat, waarbij realtime tracking van 7 biomarkers wordt bereikt (bloedplaatjes, fibrinogeenniveau, von Willebrand-factorniveau, P-selectine-expressieniveau, fosfatidylserine-blootstellingsniveau, uitgebreide integrine αIIbβ 3-expressieniveau, volledig actieve integrine αIIbβ3 expressieniveau) in een trombus, wat de basis vormt voor een uitgebreide karakterisering van biomechanische trombogenese21. In dit werk worden gedetailleerde protocollen verstrekt over de voorbereiding en uitvoering van de trombusprofileringsassay, evenals de bijbehorende data-analyse. De benodigde hardware voor de test omvat een omgekeerde meerkleurige fluorescentiemicroscoop en een microfluïdisch systeem. De test gebruikt een relatief kleine hoeveelheid menselijk volbloed (minder dan 2 mL), heeft een hoge kosteneffectiviteit (~$12 per monster) en levert resultaten binnen 30 minuten. De assay kan de multidimensionale prothrombotische afwijkingen van individuen nauwkeurig detecteren en de effecten van anti-trombotische middelen evalueren bij het veranderen van de grootte, samenstelling en activatiestatus van de trombocyten, waarmee de brede toepassing voor zowel onderzoek als klinische doeleindenin de toekomst wordt ondersteund. Het is opmerkelijk dat de test vers verzameld hepariniseerd bloed moet gebruiken. Het bewaren van het bloed bij 4 °C of langer dan 6 uur, of het gebruik van antistollingsmiddelen anders dan heparine, voorkomt ofwel de vorming van trombus of geeft onnauwkeurige resultaten.