$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Analiza surowych danych w czasie rzeczywistym jest opisana na rysunku 1. Po pierwsze, płytki krwi przylegają do powierzchni reaktywnej, powodując stały wzrost zarejestrowanej zielonej fluorescencji (ryc. 1A, i), zwanej adhezją. Podczas tej fazy fluorescencja fioletowa jest niewielka, co wskazuje, że fibryna nie jest lub jest tylko marginalnie utworzona (ryc. 1B). Po rozpoczęciu krzepnięcia, fibryna fluoryzująca na fioletowo odkłada się szybko (iii), a w tym czasie fluorescencja zielonych płytek krwi wzrasta mniej więcej w tym samym tempie, co określa się tutaj jako akumulację płytek krwi (ii). Pojedynczy eksperyment zwraca zatem trzy szybkości wzrostu fluorescencji (i, ii i iii) jako zastępczy marker prędkości, z jaką zachodzi odkładanie się płytek krwi i fibryny w tym modelu. Ponadto ekstrapoluje się moment początku krzepnięcia (moment-of-onset (iv)), który jest wyznacznikiem potencjału prokoagulacji płytek krwi.
W przypadku braku TF, inicjacja krzepnięcia jest powolna i przebiega głównie przez szlak kontaktowy, gdzie wewnętrzny kompleks tenazy aktywuje FX poprzez bezpośrednią aktywację FIX6 przez FXI i/lub FXII. Aby wykazać zależność od FXII, dodano 4 μM inhibitora trypsyny kukurydzianej (CTI) w celu zahamowania aktywowanego FXII (FXIIa)7. To zahamowanie nie wpłynęło na adhezję płytek krwi (ryc. 2A), ale krzepnięcie nie rozpoczęło się przez arbitralnie określony całkowity czas trwania eksperymentu perfuzjowego (ryc. 2B i dodatkowe wideo 1).
In vitro, ścieżka kontaktu może być zainicjowana przez obce materiały, takie jak szkło, lub w testach klinicznych z użyciem materiału mineralnego, takiego jak kaolin. In vivo, aktywowane płytki krwi dostarczają ładunek ujemny8 poprzez ekspozycję błony kwaśnych fosfolipidów9, takich jak fosfatydyloseryna, i/lub poprzez uwalnianie polifosforanów (polyP)10,11. Nasz mikroprzepływowy test w czasie rzeczywistym naśladuje to ostatnie, ponieważ w zakresie stężeń płytek krwi reakcja hemostatyczna zależała od liczby płytek krwi (ryc. 3). Zwiększając liczbę płytek krwi w odtworzonej próbce, szybkość adhezji (ryc. 3A), akumulacji (ryc. 3B, kolor zielony) i krzepnięcia (ryc. 3B, kolor fioletowy) wzrastała liniowo. Moment wystąpienia uległ znacznemu skróceniu (ryc. 3C) poprzez zwiększenie stężenia płytek krwi, co sugeruje, że do wywołania krzepnięcia wymagana jest progowa liczba (aktywowanych) zdeponowanych płytek krwi.
Jednak po uszkodzeniu tkanek in vivo, komórki zawierające TF zainicjują krzepnięcie krwi za pomocą zewnętrznego kompleksu tenazy FVIIa-TF w obecności Ca2+. Jest to naśladowane w naszym eksperymentalnym układzie poprzez powlekanie komór perfuzyjnych zawierających kolagen lipidowanym rhTF. W sparowanej analizie kanałów pokrytych tylko kolagenem lub w połączeniu z rhTF początek krzepnięcia był znacznie szybszy (ryc. 4A). Szybkość adhezji płytek krwi nie była liniowa, więc nie można było przeprowadzić regresji liniowej (dane nie pokazane). Zarówno szybkość krzepnięcia, jak i akumulacji płytek krwi nie różniły się w zależności od stanu (ryc. 4B-4C, film uzupełniający 2).

Rysunek 1: Analiza regresji adhezji i krzepnięcia płytek krwi w mikroprzepływowych komorach perfuzyjnych. Rysunek ten wyjaśnia parametry uzyskane na podstawie surowych danych fluorescencyjnych w czasie rzeczywistym uzyskanych podczas zwapnionego przepływu krwi przez powierzchnię reaktywną. (A) Średnia intensywność zielonej fluorescencji pokazuje odkładanie się płytek krwi w funkcji czasu perfuzji. Krzywa opisuje proces bimodalny rozpoczynający się od (i) powoli rosnącej liniowej adhezji płytek krwi, po której następuje (ii) szybko rosnąca akumulacja liniowa. Obie liniowe części krzywej są regresyjne, a ich nachylenie opisuje dwie szybkości tworzenia się skrzepliny przez fluorescencję płytek krwi; (i) adhezja i (ii) akumulacja. (B) Średnia intensywność fluorescencji fioletowej wskazuje na odkładanie się fibryny w funkcji czasu. Podczas adhezji płytek krwi fluorescencja fioletowa jest zasadniczo nieobecna, podczas gdy szybko rozwija się po rozpoczęciu krzepnięcia. (iv) moment wystąpienia definiuje się jako przecięcie z osią x ekstrapolowanej regresji liniowej (iii) drugiej fazy powstawania skrzepliny przez fluorescencję fibryny, oznaczonej tutaj jako krzepliwość. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: W przypadku braku TF krzepnięcie w perfuzyjnych komorach przepływowych pokrytych kolagenem zależy od FXIIa. Perfuzję mikroprzepływową odtworzonej krwi zawierającej CTI lub bufor kontrolny (CONTROL) przeprowadzono z szybkością ścinania 1000 s-1 przez łącznie 30 minut. (A) Szybkość adhezji płytek krwi (s-1) nie była zależna od CTI. (B) Moment wystąpienia dla próbek poddanych działaniu CTI przekraczał limit 30 minut eksperymentu (pokazany jako linia przerywana), co wskazuje na zależność tego parametru od FXIIa. Słupki i kropki to wartości średnie, wąsy to odchylenie standardowe. Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą sparowanego testu t. (NS = nieistotne, n ≥3). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 3: Koagulacja pod wpływem przepływu zależy od liczby płytek krwi. Eksperymenty perfuzji mikroprzepływowej przeprowadzono w komorach pokrytych kolagenem z rozpuszczoną krwią w obecnościCa2+ i zmiennych stężeniach płytek krwi (n ≥3). (A) Szybkość adhezji płytek krwi, (B), szybkość akumulacji płytek krwi (kolor zielony) i krzepnięcia (kolor fioletowy) oraz (C) moment wystąpienia są przedstawione jako funkcje stężeń płytek krwi w odtworzonej krwi. Kropki są wartościami średnimi, wąsy są odchyleniami standardowymi. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Ryc. 4: Aktywacja zarówno TF, jak i koagulacji szlaku kontaktowego znacznie skraca moment wystąpienia krzepnięcia. Odtworzoną krew, w obecności Ca2+, perfundowano przez komory pokryte samym kolagenem lub kolagenem i rhTF w celu zbadania samego szlaku kontaktowego lub kombinacji szlaków kontaktowych i TF. (A) Moment rozpoczęcia krzepnięcia jest znacznie skrócony w komorach przepływowych zawierających TF. (B) Szybkość akumulacji płytek krwi podczas krzepnięcia i (C) szybkość krzepnięcia nie różnią się znacząco między samymi komorami przepływowymi pokrytymi kolagenem i rhTF. Słupki i kropki są wartościami średnimi; Wąsy są odchyleniami standardowymi. Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą sparowanego testu t. (NS = nieistotne, *P <0,05, n ≥3). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Wideo uzupełniające 1: W przypadku braku TF, krzepnięcie w komorach perfuzyjnych pokrytych kolagenem zależy od FXIIa. Rola szlaku kontaktowego jest określana w komorach perfuzyjnych pokrytych kolagenem. (A) Nałożona fluorescencyjna sekwencja obrazu osadzania się płytek krwi (zielony) i fibryny (genu) (fioletowy) przy braku CTI. (B) Ta sama sekwencja co w panelu A, ale z wyłączonym kanałem zielonym. (C) Nałożona sekwencja obrazu fluorescencji osadzania się płytek krwi (zielony) i fibryny (ogenu) (fioletowy) w obecności CTI. (D) Ta sama sekwencja co w panelu C, ale z wyłączonym zielonym kanałem. Kliknij tutaj aby pobrać ten film.

Film uzupełniający 2: Aktywacja zarówno TF, jak i szlaku kontaktowego znacznie skraca moment krzepnięcia. Do zbadania roli TF wykorzystano komory przepływowe pokryte samym kolagenem lub kolagenem i rhTF. (A) Nałożona na siebie sekwencja obrazu fluorescencji osadzania się płytek krwi (zielony) i fibryny (genu) (fioletowy) w komorach przepływowych pokrytych tylko kolagenem. (B) Ta sama sekwencja co w panelu A, ale z wyłączonym kanałem zielonym. (C) Nałożona sekwencja obrazu fluorescencji osadzania się płytek krwi (zielony) i fibryny (ogenu) (fioletowy) w komorach przepływowych pokrytych zarówno kolagenem, jak i rhTF. (D) Ta sama sekwencja co w panelu C, ale z wyłączonym zielonym kanałem. Kliknij tutaj aby pobrać ten film.