Lino Lars Teichmann

• Clopidogrel hat sich als potentes Medikament zur Verhinderung kardiovaskulärer Ereignisse sowohl bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom ohne ST-Hebung (non-STE-ACS) als auch bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt mit ST-Hebung (STEMI) erwiesen (CURE- und COMMIT-Studie). Insbesondere der Nutzen einer Vorbehandlung mit Clopidogrel bei perkutaner Koronarintervention ist bei Patienten mit non-STE-ACS und STEMI gut belegt (PCI-CURE- und PCI-CLARITY-Studie). Ein beträchtlicher Anteil der Patienten zeigt allerdings kein adäquates AnsprechverhaltenClopidogrel hat sich als potentes Medikament zur Verhinderung kardiovaskulärer Ereignisse sowohl bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom ohne ST-Hebung (non-STE-ACS) als auch bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt mit ST-Hebung (STEMI) erwiesen (CURE- und COMMIT-Studie). Insbesondere der Nutzen einer Vorbehandlung mit Clopidogrel bei perkutaner Koronarintervention ist bei Patienten mit non-STE-ACS und STEMI gut belegt (PCI-CURE- und PCI-CLARITY-Studie). Ein beträchtlicher Anteil der Patienten zeigt allerdings kein adäquates Ansprechverhalten auf Clopidogrel. Wir etablierten deswegen zusätzlich zu einem bereits bestehenden FACS-Assay, der den Effekt von Clopidogrel anhand der Phosphorylierung des Proteins VASP quantitativ bestimmt, einen neuartigen auf dem gleichen Prinzip beruhenden enzyme-immuno assay (EIA). In einer Doppelblindstudie mit gesunden Probanden spiegelten im systematischen Vergleich von VASP-EIA, VASP-FACS und anderer verbreiteter Verfahren (Aggregation, p-Selektin Expresssion, PFA100) sowohl die VASP-Assays als auch die Aggregation die Plättchen-Inhibition deutlich wider. Demgegenüber waren weder die p-Selektin Expression noch der PFA100 ein Indikator für den Clopidogrel-Effekt. Die VASP-Assays zeichneten sich im Vergleich zur Aggregation durch bessere Quantifizierbarkeit und eine enge Abhängigkeit von der Zielstruktur des Clopidogrels, dem P2Y12-Rezeptor, aus. So hatte eine Medikation mit Acetylsalicylsäure keinen Einfluss auf die VASP-Assays, verminderte allerdings die Aggregation. Weiterhin konnten wir im Rahmen der Probandenstudie durch Verwendung PAR- (protease activated receptor) spezifischer Peptide (SFFLRN, AYPGKF) und dem stabilen Thromboxan A2 Analog U46619 in ex-vivo Versuchen nachweisen, dass die antithrombozytären Eigenschaften des Clopidogrels zum Teil auf der indirekten Hemmung der Thrombin- und Thromboxan-induzierten Plättchenaktivierung beruhen. Diese Ergebnisse betonen die zentrale Bedeutung Galpha(i)-vermittelter Signalwege in Thrombozyten. Im zweiten Teil dieser Arbeit strebten wir an, neue Substrate der cGMP-abhängigen Proteinkinase zu identifizieren und das bekannte Substrat VASP weiter zu charakterisieren. Die Plättchenadhäsion und -aktivierung an der Zellwand sind initiale Ereignisse der arteriellen Thrombose. Prostacyclin und NO erhöhen die intrazelluläre Konzentration zyklischer Nukleotide (cAMP, cGMP). Dies führt zu einer umfassenden Inhibition der Thrombozyten, hauptsächlich durch Aktivierung der cAMP- bzw. cGMP-abhängige Proteinkinase (cAK, cGK). Es liegt bisher kein schlüssiges Bild davon vor, wie die Substrate der cAK und cGK die Plättcheninhibition regulieren. Wir identifizierten zunächst das adenylylcyclase-associated protein (CAP1) anhand der Analyse des humanen Plättchen-Phosphoproteoms als neues Substrat der cGK, das innerhalb von Sekunden nach SNP-Stimulation phosphoryliert wird. Die Separation des Phosphoproteoms erfolgte durch 2D-Gelelektrophorese. Wildtyp-CAP1 und Mutanten, bei denen an putativen Phosphorylierungsstellen Serin bzw. Threonin durch Alanin ausgetauscht wurde, wurden anschließend in PtK2-Zellen exprimiert. Bisher konnte die Ko-Transfektion von PtK2-Zellen mit CAP1 und cGK eine Phosphorylierung von CAP1 durch die cGK nicht bestätigen. Weitere Anstrengungen werden nötig sein, CAP1 als cGK-Substrat zu etablieren. Flusskammerversuche zeigten, dass die Hemmung der Thrombusformation durch SNP bei VASP-defizienten Mäusen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen (WT) ineffektiv ist und belegen, dass die Inhibition der Agonisten-induzierten Thrombusformation durch den NO/cGMP-Signalweg in VASP-defizienten Plättchen gestört ist. VASP hatte in unseren Experimenten keinen signifikanten Einfluss auf die GPIIbIIIa-Aktivierung (gemessen mit dem monoklonalen Antikörper JON/A), die Serotonin-Sekretion (delta-Granula) und die p-Selektin-Expression (alpha-Granula). Die Ergebnisse legen nahe, dass die VASP-Deletion zu subtilen Störungen von Thrombozytenfunktionen führt, die erst in Experimenten deutlich zu Tage treten, die ihr Zusammenspiel abbilden.…
• Dual-antiplatelet therapy with aspirin and clopidogrel has become the standard therapy to prevent cardiovascular complications of acute coronary syndrome and percutaneous coronary intervention. Increasing experience, however, indicates that a significant proportion of patients do not respond adequately to clopidogrel. We performed a double blinded clinical study with healthy volunteers receiving clopidogrel or placebo to compare various assays of platelet responsiveness, including two methods (a newly established enzyme immunoassay and a FACSDual-antiplatelet therapy with aspirin and clopidogrel has become the standard therapy to prevent cardiovascular complications of acute coronary syndrome and percutaneous coronary intervention. Increasing experience, however, indicates that a significant proportion of patients do not respond adequately to clopidogrel. We performed a double blinded clinical study with healthy volunteers receiving clopidogrel or placebo to compare various assays of platelet responsiveness, including two methods (a newly established enzyme immunoassay and a FACS assay) based on VASP phosphorylation, for monitoring clopidogrel action. In the clopidogrel group ADP-induced platelet aggregation and the ADP-induced decrease in iloprost-stimulated VASP phosphorylation was attenuated significantly as compared to the placebo group. P-selectin and PFA100 measurements failed to clearly distinguish between the placebo and clopidogrel group of this study. The VASP assays directly measure the function of the clopidogrel target, the P2Y12 receptor, and are selective for clopidogrel effects. Hence the VASP assays are, in contrast to platelet aggregation, not affected by aspirin. In the framework of the study we could additionally demonstrate that the antithrombocytic properties of clopidogrel are partly due to the indirect inhibition of the thrombin and thromboxane induced platelet activation. These results underline the importance of Galpha(i) mediated signalling pathways in platelets. Prostacyclin and NO increase the intracellular concentrations of cyclic nucleotides (cGMP, cAMP). This process results in platelet inhibition mainly by activation of the cGMP- and cAMP-dependent proteinkinase (cGK Ibeta, cAK). How these kinases regulate platelet inhibition is an active field of research. In the second part of the work we therefore sought to identify new substrates of the cGMP-dependent proteinkinase and to further characterize its well established substrate VASP. We initially identified the adenylylcyclase-associated protein (CAP1) as a new substrate of the cGK Ibeta analyzing the human platelet phosphoproteom by two-dimensional gel electrophoresis. To evaluate the role of CAP1 as an in vivo substrate of cGK Ibeta (and cAK) PtK-2 cells were transfected with wildtype CAP1 or the mutants S125A and T375A and cGK Ibeta simultaneously or with either protein alone. Phosphorylation of CAP1 by cGK I beta could not be confirmed as yet and further efforts will be necessary to answer the question whether CAP1 really is a cGK Ibeta substrate. Flowchamber experiments revealed that the inhibition of thrombus formation in whole blood of VASP deficient mice (when compared to wild type) was impaired with the NO donor sodium nitroprusside. Thus VASP plays a major role in the inhibitory NO/cGMP signalling pathway in platelets.…