Free plasma hemoglobin and thrombosis: Novel aspects of pathogenesis and treatment.

Free plasma Hb and thrombosis: Novel aspects of pathogenesisFritt Hb i plasma kan aktivere inflammasjon og omfattende koagulasjon i kroppen. Hypotese i denne studie er at fritt Hb kan aktivere betennelse og trombotiske reaksjoner gjennom aktivering av TF og betennelsesignallering. I denne studien fant vi at blodplater er den “primær sensor” som overfører det inflammatoriske signal til monocytter.Hemoglobin er hovedtransportør av oksygen i blodet. Hos friske mennesker er hemoglobin pakket i erytrocyttene og det hindrer uønskede toksiske effekter av hemoglobin i kroppen. Hemolyse er en klinisk tilstand som er forbundet med forhøyet nivå av fritt hemoglobin i plasma. Et bredt spekter av sykdommer kan gi hemolyse som for eksempel hemoglobinopatier, intraerythrocytiske infeksjoner, og autoimmune tilstander. Fritt hemoglobin i blod har høy bindingskapasitet for andre viktige biologiske regulatorer som nitrogenoxid. Nitrogenoxid er en potent vasodilatatør og potent hemmer av betennelses- og trombotiske reaksjoner regulert av blodcellene. Nitrogenoxid utøver sin funksjon gjennom aktivering av det intracellulær enzym soluble guanylatsyklase som i sin tur hemmer activering av betennelsesignallering. Mitogen aktivert proteinkinaser Erk,1/2, p38, og JNK, samt transkripsjonsfaktorer NF-kB og AP-1 er de viktigste aktivatorer av human TF. TF er potent aktivator av koagulasjonssystemet. Sammenhengen mellom fritt hemoglobin i blod og aktivering av TF er fremdeles ikke kjent. Hypotesen i denne studie var at fritt hemoglobin i blod kan ativere betennelse og trombotiske reaksjoner gjennom aktivering av TF. Vi har etablert metodikk for solubilisering av hemoglobin pulver, og isolering av fritt hemoglobin fra hemolyserte humane erytrocytter. Videre har vi etablertflere molekylære biologiske metoder for måling av intracellulært TF i monocytter, samt TF nivået på monocytt overflate. Dette ble gjort med western blotting, flow cytometry, in-cell werstern assay, ELISA, og qPCR. For å utføre studie om regulering av TF uttrykk av fritt hemoglobin i humane monocytter, har vi etablert en rekke metoder for måling av intracellulær signallering. Postdoktor Elena Egorina har hatt permisjon fra stillingen i hele 2012 grunnet ansettelse som lege i spesialisering ved Diagnostisk Klinikken, UNN Tromsø. Hun har imidlertid i fritiden og ved hjelp annet teknisk og vitenskapleig personale i hematologisk forskningsgruppe (HERG) jobbet med prosjektet også i 2012. Det er gjennomført en rekke eksperimenter på isolerte monocytter og i helblod som har gitt ny kunnskap om betydningen av hemolyse i aktivering av vevsfaktor systemet i humane monocyttene. Flere in vitro forsøk tyder på at blodplatene spiller en sentral rolle for å overføre signal til monocytter om aktivering ved tilstedeværelse av fritt hemoglobin. I tillegg, med hjelp av våre samarbeidspartnere fra USA, har vi etablert helt ny og meget følsom metode for å måle funksjonen av vevsfaktor i humane blodceller / blodplater / mikropartikkler. En vitenskapelig artikkel er under utarbeidelse og vil bli sendt inn med tanke på publisering i løpet av 2-3 måneder.

Fritt plasma hemoglobin og trombose: nye aspekter av patogenese og behandlingMålet med prosjektet er å få ny kunnskap om mekanismene som ligger bak økt blodpropptendens i sykdommer assosiert med høye nivåer av fritt ekstracellulære hemoglobin (Hb), og å tilby nye behandlingsstrategier for Hb-indusert blodpropp.Blodpropp i kroppens pulsårer (koronar hjertesykdom og hjerneslag)og samleårer (dyp venøs trombose og lungeemboli) er ikke veldig sjeldne komplikasjoner til hemolytiske tilstander og under infusjon av blod substitutter (Hb-basert oksygen bærere). Målet med dette prosjektet er å avdekke nye mekanismer for Hb-indusert blodlevring og blodpropptendens. De identifiserte mekanismene vil i neste omgang være spesifikke mål for intervensjon i in vitro med humane blodceller og dyreeksperimentelle forsøk med blant annet musestammer som mangler sentrale enzymer i dannelsen av nitrogen oksyd. Videre vil vi undersøke om økt konsentrasjon av fritt sirkulerende Hb er assosiert med økt risiko for blodpropp i kroppens samleårer (dyp venøs trombose og lungeemboli). Hovedhypotesen er at fritt Hb kan binde nitrogen oksyd (NO), som er en potent blodpropphemmende substans, og dermed fremmer blodpropp og betennelse ved å fjerne NO fra sirkulasjonen. Den langsiktige målsetning er å utvikle behandlingsstrategier for å hindre blodproppdannelse assosiert med hemolytiske tilstander og blodtransfusjon. Våre funn kan således være av betydning for å redusere forekomsten av alvorlige komplikasjoner ved hemolytiske tillstander og blodtransfusjon. I vårt laboratorium har vi investert mye tid og ressurser i å etablere de nødvendige metoder og biokjemiske analyser som inngår i dette prosjektet. Utover dette har det ikke vært progresjon i prosjektet i 2011 siden ansvarlig postdoktor har hatt permisjon fra sin stilling i hele 2011.

Fritt hemoglobin og blodpropp: Patogenese og behandlingHemoglobin (Hb) er hovedansvarlig for transport av oksygen i blodet. Hb er vanligvis lokalisert i røde blodlegemer (RBL), men sykelige tilstander kan gi frigjøring av Hb til blod med uønskede effekter som blodproptendens. Hovedmålet med prosjektet er å undersøke mekanismer for hvordan fritt Hb gir blodpropp og behandlingsmodaliteter.Hemoglobin er et protein som har transport av oksygen som sin hovedoppgave i blodet. Hemoglobin er vanligvis pakket i røde blodlegemer, noe som hindrer uønskede toksiske effekter av hemoglobin på kroppen. Hemolyse er en klinisk tilstand som er assosiert med forhøyede nivå av fritt hemoglobin i plasma. Flere sykdommer kan føre til hemolyse, som for eksempel hemoglobinopatier, intraerythrocytiske infeksjoner, og autoimmune tilstander. Fritt hemoglobin i blod plasma har også veldig høy bindingskapasitet for nitrogenoksyd. Nitrogenoxid er en potent vasodilatator, men også en potent hemmer av betennelses- og trombotiske reaksjoner regulert av blodcellene. Disse prosessene reguleres av nitrogenoxid gjennom aktivering av det intracellulær enzymet soluble guanylatsyklase som i sin tur hemmer aktivering av betennelse signalisering som mitogen aktivert proteinkinaser og transkripsjonsfaktorer NF-kB og AP-1. Mitogen aktivert proteinkinaser Erk,1/2, p38, og JNK, samt transkripsjonsfaktorer NF-kB og AP-1 er de viktigste aktivatorer av human F3 (TF). TF er potent aktivator av blodlevring og derigjennom medfører blodpropp. Sammenhengen mellom fritt hemoglobin i blod og aktivering av TF er fremdeles ikke kjent. Hypotesen i prosjektet er at fritt hemoglobin i blod kan aktivere betennelse og trombotiske reaksjoner gjennom aktivering av TF. I løpet av den første fase av prosjektet har man etablert metoder for solubilisering av hemoglobin pulver, og isolering av fritt hemoglobin fra hemolyserte humane erytrocytter. Videre har man etablert flere molekylære biologiske metoder for måling av intracellulært nivå av TF i monocytter, samt TF uttrykket på monocyttenes celleoverflate. Dette skal gjøres med western blotting, flow cytometri, in-cell werstern assay, ELISA, og qPCR. For å gjennomføre studier om regulering av TF uttrykk av fritt hemoglobin i humane monocytter, har man også etablert metoder for å måle aktiveringsstatus av mitogen aktivert proteinkinaser Erk,1/2, p38, og JNK, og transkripsjonsfaktorer som NF-kB og AP-1, som de viktigste faktorene i regulering av human F3 (TF) gen uttrykk. I etableringsfasen av prosjektet har vi utviklet nye metoder og kunnskap som skal føre til spennende forsøk og publikasjoner i framtiden.