Platelet-derived SDF-1 regulates recruitment, proliferation and differentiation of human CD34+ progenitor cells : implications in patients with acute myocardial infarction

Abstract

The chemokine stromal cell derived factor-1 (SDF-1) regulates the homing of hematopoietic stem cells. The aim of this study was to examine the platelet surface expression of SDF-1 in patients with acute myocardial infarction (AMI) and to investigate the role of platelet-derived SDF-1 for homing and differentiation of CD34+ progenitor cells.

In a consecutive cohort of 450 patients with coronary artery disease, flow cytometric analysis demonstrated a significantly increased platelet-surface expression of SDF-1 in patients with AMI (n=144) compared to patients with stable angina (n=306) (P=0.021). Platelet surface expression was dependent on platelet activation and correlated with degranulation of P-selectin. Platelet-derived SDF-1 regulated adhesion of CD34+ cells to immobilized platelets and endothelium under static and dynamic flow conditions. Moreover, platelets induced formation of macrophages/foam cells and maturation to endothelial cells from CD34+ cells in co-culture experiments via SDF-1.

These findings imply that platelet-derived SDF-1 regulates recruitment and differentiation of progenitor cells and may play a central role for regeneration of ischemic myocardium.

Das Chemokin SDF-1 reguliert unter anderem die Rekrutierung von hämatopoetischen Stammzellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Oberflächenexpression von SDF-1 auf humanen Thrombozyten von Patienten mit akutem Myokardinfarkt untersucht. Von besonderem Interesse war dabei der Einfluß von thrombozytärem SDF-1 auf das 'Homing' und die Diffferenzierung von CD34-positiven Progenitorzellen.

In einer Kohorte von 450 konsekutiven Patienten mit koronarer Herzerkrankung zeigte die Durchflußzytometrie, dass bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt (n=144) die Oberflächenexpression von SDF-1 auf den Thrombozyten im Vergleich zu Patienten mit stabiler Angina pectoris signifikant erhöht ist. Die thrombozytäre SDF-1 Oberflächenexpression korreliert zum Ausmaß der Thrombozytenaktivierung und Degranulierung. Unter statischen und unter Flussbedingungen regulierte thombozytäres SDF-1 die Adhäsion von CD34-positiven Progenitorzellen an immobilisierte Thrombozyten und an das Endothel. Dabei induzierte die Adhärenz an Thrombozyten die Differnzierung von CD34-positiven Progenitorzellen zu Makrophagen / Schaumzellen oder Endothelzellen.

Aus diesen Daten kann man schließen, dass das Chemokin SDF-1 eine zentrale Rolle in physiologischen Regenerationsprozessen des Myokards spielen kann.