O presente protocolo fornece um conjunto abrangente de procedimentos necessários para analisar plaquetas pró-coagulantes, que exibem características sobrepostas de necrose, apoptose e ativação plaquetária.
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Artigo de método
O presente protocolo fornece um conjunto abrangente de procedimentos necessários para analisar plaquetas pró-coagulantes, que exibem características sobrepostas de necrose, apoptose e ativação plaquetária.
As plaquetas que circulam na corrente sanguínea são relativamente quiescentes, mas tornam-se "ativadas" ao encontrar estimulantes ou "agonistas" no local da lesão do vaso sanguíneo. As plaquetas pró-agregatórias e pró-coagulantes representam duas populações distintas de plaquetas ativadas. Enquanto as plaquetas pró-agregatórias facilitam a cessação do sangramento, ou "hemostasia", formando um tampão de plaquetas agrupadas através de pontes de fibrinogênio, as plaquetas pró-coagulantes aceleram drasticamente a cascata de coagulação, culminando na formação de coágulos de fibrina. Um aspecto interessante das plaquetas pró-coagulantes é que sua morfologia exibe certas características de "necrose" e "apoptose". Podem, portanto, representar uma forma de morte celular nas plaquetas, embora com um papel importante na trombose e hemostasia. Este artigo apresenta o conceito de plaquetas pró-coagulantes, sua relevância para a saúde e a doença e uma comparação dos métodos existentes para sua análise. Em seguida, fornece protocolos abrangentes para analisar plaquetas pró-coagulantes, investigar os mecanismos de sua formação e avaliar seu papel pró-trombótico na facilitação da coagulação. O artigo termina com uma discussão das principais etapas, limitações e princípios de solução de problemas para os métodos descritos.
Existem pelo menos duas populações distintas de plaquetas ativadas 1,2. As plaquetas pró-agregatórias são caracterizadas por alta ativação de integrina e baixa, se houver, exposição ao PS. Por outro lado, as plaquetas pró-coagulantes são caracterizadas por baixa atividade de integrina e alta exposição ao PS 1,2, fornecendo uma superfície para a montagem de complexos tenase e protrombinase3, que é 105-10 6 vezes e 300000 vezes mais ativo do que os fatores IXa e Xa da fase solúvel individual, respectivamente4. As plaquetas pró-coagulantes, portanto, aceleram drasticamente a coagulação. Um aspecto interessante das plaquetas pró-coagulantes é que sua morfologia se assemelha a certas características de "necrose", como microvesiculação, balonamento da célula com ruptura do citoesqueleto e perda da integridade da membrana, bem como as de "apoptose", como perda de assimetria de fosfolipídios de membrana com exposição de fosfatidilserina no folheto externo 5,6. Em outras palavras, a formação de plaquetas pró-coagulantes pode representar uma forma de morte celular nas plaquetas, embora com uma função fisiológica importante na hemostasia.
As plaquetas pró-coagulantes estão significativamente associadas a distúrbios trombóticos. Embora a maioria dos indivíduos saudáveis não tenha plaquetas pró-coagulantes circulantes, ~ 30% das plaquetas normais de doadores adotam um fenótipo pró-coagulante ex vivo após a exposição a agonistas fortes, como trombina e colágeno7. Plaquetas pró-coagulantes circulantes têm sido relatadas em traumas, onde sua formação pode refletir a ativação pela histona H4 8,9. Na maioria dos distúrbios pró-trombóticos, no entanto, níveis aumentados de plaquetas pró-coagulantes só são detectados após estimulação ex vivo 10. Por exemplo, pacientes com AVC agudo nos quais >51,1% de suas plaquetas foram convertidas em plaquetas pró-coagulantes (também conhecidas como plaquetas COATed) por colágeno e trombina tiveram uma taxa de risco de 10,72 para AVC recorrente em 30 dias em comparação com pacientes com menor formação de plaquetas pró-coagulantes11. Resultados semelhantes foram relatados em pacientes com ataques isquêmicos transitórios e aterosclerose carotídea12. Em contraste, o distúrbio hemorrágico da síndrome de Scott resulta de uma mutação do ANO6, que codifica o fosfolipídio scramblase TMEM-16F, levando à exposição deficiente à PS plaquetária13. Distúrbios hemorrágicos idiopáticos e sangramento intracraniano podem estar associados a uma diminuição da capacidade de gerar plaquetas pró-coagulantes14.
Assim, a avaliação de plaquetas pró-coagulantes faz parte de qualquer análise da função plaquetária, não apenas durante investigações básicas sobre mecanismos de ativação plaquetária e consequente trombose e hemostasia, mas também durante a análise clínica de risco de trombose ou sangramento em pacientes durante vários estados patológicos. Um painel da Sociedade Internacional de Trombose e Hemostasia (ISTH) recomendou o uso da ligação da anexina V e da expressão da P-selectina por citometria de fluxo para distinguir pró-coagulantes de outras subpopulações plaquetárias15. O artigo também discute os vários métodos que podem ser usados para analisar plaquetas pró-coagulantes e apoptóticas, mas fica aquém de descrever os processos em detalhes. Esses métodos incluem a detecção de (1) ativação plaquetária por PAC1 / JonA ou ligação ao fibrinogênio (citometria de fluxo); (2) secreção de grânulos alfa pela expressão de P-selectina (citometria de fluxo); (3) Exposição ao PS por ligação de anexina V/lactaderina (citometria de fluxo); (4) perda da integridade da membrana por marcação GSAO (citometria de fluxo); (5) alterações morfológicas como balonismo (microscopia); (6) detecção de ativação de caspase por ensaio de caspase (immunoblotting/luminometria/citometria de fluxo) ou degradação do substrato do citoesqueleto gelsolin (immunoblotting); (7) perda do potencial da membrana mitocondrial por corantes sensíveis ao potencial mitocondrial, como JC-1 / Mitotracker (citometria de fluxo); (8) marcadores apoptóticos intrínsecos mitocondriais Bax, Bak e liberação do citocromo c (immunoblotting); (9) função pró-coagulante por ensaio de geração de trombina e ligação do fator de coagulação Xa/Va (citometria de fluxo, microscopia); (10) aumento de cálcio citosólico e mitocondrial por corantes fluorescentes sensíveis ao cálcio (citometria de fluxo, fluorometria, microscopia).
O presente estudo investiga protocolos abrangentes para a análise de plaquetas pró-coagulantes, bem como as distingue das plaquetas pró-agregatórias e apoptóticas. A maioria dos procedimentos descritos depende da citometria de fluxo que tem as vantagens de (1) estar prontamente disponível e fácil de usar, (2) exigir baixo volume de amostra e (3) permitir a detecção simultânea de múltiplas subpopulações de plaquetas (pró-agregatória, pró-coagulante e apoptótica)15. Esses protocolos baseados em citometria de fluxo são complementados com ensaios funcionais de atividade pró-coagulante baseados na ligação do fator de coagulação e ensaios de geração de trombina baseados em coágulos.
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Os participantes humanos foram recrutados no estudo para amostragem de sangue venoso periférico após obter o consentimento informado por escrito, seguindo rigorosamente as recomendações e aprovação do Conselho de Revisão Institucional do Cleveland Clinic Lerner Research Institute, com todas as metodologias de estudo em conformidade com os padrões estabelecidos pela Declaração de Helsinque. Foram incluídos participantes adultos saudáveis acima de 18 anos, enquanto aqueles com menos de 18 anos, indivíduos com história recente de eventos trombóticos nos últimos seis meses, aqueles com história de alcoolismo ou abuso de drogas e participantes que usaram medicamentos antiplaquetários ou anticoagulantes nas últimas quatro semanas foram excluídos. Uma descrição detalhada dos materiais e reagentes usados nos protocolos pode ser encontrada na Tabela de Materiais.
1. Preparação de plaquetas
2. Análise de plaquetas pró-coagulantes por citometria de fluxo
3. Análise do cálcio mitocondrial por citometria de fluxo
4. Análise do potencial de membrana mitocondrial por citometria de fluxo
5. Análise da atividade da caspase 3 e caspase 8 por citometria de fluxo
6. Análise da ligação à protrombina por citometria de fluxo
7. Análise da ligação à protrombina por microscopia confocal
8. Ensaio de geração de trombina dependente de fosfolipídios plaquetários à base de coágulos
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Uma proporção de plaquetas ativadas torna-se "pró-coagulante" com um aumento característico na expressão superficial de fosfatidilserina (PS) e P-selectina, o que as distingue de plaquetas "apoptóticas" que são positivas apenas para exposição a PS, bem como plaquetas "pró-agregatórias" que são positivas para expressão de P-selectina. Descobrimos que a trombina induz um aumento dose-dependente na proporção de plaquetas pró-coagulantes positivas para a expressão de P-selectina e PS, conforme detectado pela ligação do antic...
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As plaquetas pró-coagulantes demonstram aumentos acentuados e sustentados de cálcio intracelular após a estimulação26, mas podem ser derivados por diferentes mecanismos. Eles são gerados após forte estimulação agonista com colágeno e trombina por meio de mediadores distintos, incluindo o influxo de cálcio mitocondrial mais proeminente18,19 ao longo do gradiente eletroquímico através da membrana mitocondria...
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Os autores não têm interesses conflitantes a divulgar.
Paresh P. Kulkarni e Keith R. McCrae, respectivamente, reconhecem os prêmios de bolsas Fellow e Pilot financiados pela VeloSano, Cleveland Clinic Foundation.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Solução de Citrato Ácido Dextrose (ACD) (Para 1000 mL) | Citrato de Tri-Sódio- 22 g Ácido Cítrico- 8 g Dextrose- 24,5 g Água- Volume de reposição para 1000 mL | ||
| Kit de rotulagem de proteínas Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A10235 | |
| APC Mouse Anti-Human CD62P | BD Pharmingen | 550888 | |
| Protrombina Bovina | Prolytix | BCP-1010 | |
| Buffer A (Preparação de Plaquetas) | M.W Conc. em 1X Para 100 mL de solução 10X HEPES 238,30 20 mM 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7,83 g KCl 74,55 2,9 mM 216,19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203,30 mg NaH2PO4 156,01 0,34 mM 53,04 mg NaHCO3 84 01 12 mM 1,01 g Água para 100 mL após ajustar o pH para 6,2 Diluir a solução 10X 1:10 (v/v) com água Milli Q imediatamente antes da preparação das plaquetas para obter a solução 1X que precisa ser complementada com o seguinte Conc. em 1X Para 1 ml de solução 1X EGTA 1 mM Adicione 10 μ L (1:100 v/v) 100 mM EGTA Glicose 5 mM Adicione 5 μ L (1:200 v/v) 1 M glicose PGE1 3 μ M Adicione 3 μ L (1:333 v/v) 1 mM PGE1 solução | ||
| Tampão B (Preparação de Plaquetas) | M.W Conc. em 1X Para 100 mL de solução 10X HEPES 238,30 20 mM 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7,83 g KCl 74,55 2,9 mM 216,19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203,30 mg NaH2PO4 156,01 0,34 mM 53,04 mg NaHCO3 84 01 12 mM 1,01 g Água para 100 mL após ajuste do pH para 7,4 Diluir a solução 10X 1:10 (v/v) com água Milli Q imediatamente antes da preparação das plaquetas para obter a solução 1X que precisa ser complementada com o seguinte Conc. em 1X Para 1 ml de solução 1X Glicose 5 mM Adicione 5 μ L (1:200 v/v) 1 M glicose | ||
| CaCl2 (0,5 M) (Para 50ml) | Peso molecular de CaCl2.2H2O = 147,02 Dissolver 3,675 g de CaCl2.2H2O em 50 ml de água Milli Q | ||
| CellEvent Caspase-3/7 Reagentes de Detecção Green | Invitrogen | C10423 | Reagente de detecção de apoptose |
| Convulxin | Enzo Life Sciences | ALX-350-100 | |
| EDTA (0,5 M; pH 8) (Para 100 mL) | Peso Molecular do EDTA Na2.2H2 O: 372,24g Pesar 18,612 g e suspender em 50 ml de água Milli Q e verificar o pH (pH~4) Adicionar lentamente 10N NaOH com agitação e monitorar o pH. O EDTA começa a solubilizar em torno de pH 7 e é completamente solúvel em pH 8, Completar o volume para 100 ml com água Milli Q. | ||
| EGTA (100 mM; pH 7,4) (Para 100 mL) | Peso Molecular: 380,4 Adicionar 3,804 g de EGTA em 50 ml de água Milli Q e verificar o pH (pH~3) Adicionar 10 N NaOH gota a gota enquanto agita e monitorar o pH EGTA torna-se solúvel em pH 7,0 (aprox) Ajustar o pH para 7,4 Completar o volume para 100 ml com água | ||
| Milli QKit de coloração FITC Mouse Anti-Human PAC-1 | BD | BD 340507 | |
| FITC-IETD-FMK Caspase 8 (ativo) Abcam | ab65614 | ||
| Mitotracker Red CMXRos (corante de marcação de mitochandria) | Invitrogen | M7512 | Estoque= 1 mM (50 µ g dissolvido em 90 µ l DMSO) Sub-estoque= 100 µ M (10 µ l Estoque + 90 µ l DMSO) Concentração de trabalho= 500nM (0,5 µ l em 100 µ l) |
| PE Anexina V | BD Pharmingen | 560930 | |
| Prostaglandina E1 | Sigma | P5515 | Estoque = 20 mM (1 mg dissolvido em 141 µ L DMSO) Sub-estoque= 1 mM (10 µ l Estoque + 190 µ L DMSO) Concentração de trabalho= 3 µ M (3 µ L em 1 mL) |
| Rhod-2 AM | Invitrogen | R1244 | Stock= 5 mM (1 mg dissolvido em 178 µ L DMSO) Sub-estoque= 100 µ M (10 µ L Stock + 90 µ L DMSO) Concentração de trabalho= 500 nM (0,5 µ L em 100 µ L) |
| Trombina do plasma humano | Sigma | T7572 |
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