Institut für Klinische Transfusionsmedizin und Hämotherapie
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Introduction
Cold storage of platelets is considered to contribute to lower risk of bacterial growth and to more efficient hemostatic capacity. For the optimization of storage strategies, it is required to further elucidate the influence of refrigeration on platelet integrity. This study focused on adenosine diphosphate (ADP)-related platelet responsiveness.
Materials and Methods
Platelets were prepared from apheresis-derived platelet concentrates or from peripheral whole blood, stored either at room temperature or at 4°C. ADP-induced aggregation was tested with light transmission. Activation markers, purinergic receptor expression, and P2Y12 receptor function were determined by flow cytometry. P2Y1 and P2X1 function was assessed by fluorescence assays, cyclic nucleotide concentrations by immunoassays, and vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP)-phosphorylation levels by Western blot analysis.
Results
In contrast to room temperature, ADP-induced aggregation was maintained under cold storage for 6 days, associated with elevated activation markers like fibrinogen binding or CD62P expression. Purinergic receptor expression was not essentially different, whereas P2Y1 function deteriorated rapidly at cold storage, but not P2Y12 activity. Inhibitory pathways of cold-stored platelets were characterized by reduced responses to nitric oxide and prostaglandin E1. Refrigeration of citrated whole blood also led to the attenuation of induced inhibition of platelet aggregation, detectable within 24 hours.
Conclusion
ADP responsiveness is preserved under cold storage for 6 days due to stable P2Y12 activity and concomitant disintegration of inhibitory pathways enabling a higher reactivity of stored platelets. The ideal storage time at cold temperature for the highest hemostatic effect of platelets should be evaluated in further studies.
Nach der Präparation von gewaschenen Thrombozyten, einem wichtigen Ausgangsmaterial für die experimentelle Forschung oder für die Transfusionsmedizin, tritt bekannterweise ein zunehmender Verlust der ADP-vermittelten Aggregationsfähigkeit ein. Die verminderte Funktionsfähigkeit von Thromboyzten nach dem Waschvorgang kann somit auch experimentelle Ergebnisse beeinflussten.
Allerdings sind die dafür verantwortlichen molekularen Mechanismen bisher nicht aufgeklärt, sodass in dieser Dissertationsarbeit molekulare sowie auch funktionelle Vorgänge untersucht wurden, die zum bekannten Phänomen des raschen Verlustes der ADP-vermittelten Aggregationsfähigkeit gewaschener Thrombozyten führen.
Die Wirkung von ADP wird über die drei purinergen Rezeptoren P2Y1, P2X1 und P2Y12 vermittelt wird. Daher wurde zunächst die ADP-induzierte Aggregationsfähigkeit alleine bzw. unter Kostimulation mit Epinephrin oder Serotonin - zwei Induktoren, deren Rezeptoren mit analogen Signalwegen wie die ADP-Rezeptoren P2Y1 bzw. P2Y12 gekoppelt sind - bestimmt. Um Hinweise zu erhalten, wie die Abnahme der ADP-vermittelten Reaktivität von gewaschenen Thrombozyten mit der purinergen Rezeptorexpression und -distribution sowie mit der nachgeschalteten Signalweiterleitung im Zusammenhang steht, wurde zudem die Expression purinerger Rezeptoren auf der Thrombozytenoberfläche bzw. die Konzentration von purinergen Rezeptoren im Zytosol gewaschener Thrombozyten mittels Durchflusszytometrie bzw. ELISA gemessen.
Es zeigte sich, dass die Funktion der den purinergen Rezeptoren nachgeschalteten Signalwege während der Lagerungszeit zunehmend beeinträchtigt wird, aber zumindest teilweise erhalten bleibt, wie anhand von Effekten durch Kostimulation mit den Induktoren Epinephrin und Serotonin gezeigt werden konnte. Die Distribution der Rezeptoren zwischen der Thrombozytenoberfläche und den intrazellulären Kompartimenten unterliegt komplexen Prozessen, die induktorabhängig reguliert sind. Eine initiale Zunahme der Expression von ADP-Rezeptoren während der Lagerung von gewaschenen Thrombozyten geht dabei nicht einher mit der Aufrechterhaltung der ADP-induzierten Aggregation.
In der Schlussfolgerung ist die fortschreitende Degeneration der ADP-vermittelten Aggregation - neben einem Rückgang der Rezeptorexpression nach mehr als einer Stunde Lagerungszeit - vor allem auf einen funktionellen Verlust der purinergen Rezeptoren zurückzuführen.