Role of vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) in myocardial ischemia-reperfusion injury

Abstract

Recent work has suggested neutrophils to facilitate the movement of platelets across cellular barriers and the formation of platelet-neutrophil complexes (PNCs) to aggravate the severity of inflammatory tissue injury. Given the importance of vasodilator stimulated phosphoprotein (VASP) for the control of platelet activation we pursued the role of VASP on the formation of PNCs in a model of myocardial ischemia-reperfusion (IR) injury. Initial in-vitro studies revealed neutrophils to facilitate transendothelial movement of platelets and that the exposure to shear stress results in increased PNC formation. Phosphorylation of VASP at Ser-157 or Ser-239 significantly reduced neutrophil facilitated transendothelial movement of platelets. Following IR injury VASP-/- animals demonstrated reduced presence of PNCs within ischemic tissue which was associated with reduced myocardial IR injury. Further studies employing chimeric animals and platelet crossover injection identified VASP expression within platelets to be of great importance for the formation of PNCs. Studies in WT, VASP-/- and chimeric animals identified the phosphorylation of hematopoietic VASP at Ser-153 or Ser-235 to reduce the formation of PNCs and dampen the extent of myocardial IR injury. Previously unappreciated, VASP holds a key function for the formation of PNCs which is crucially important for the extent of myocardial IR injury.

Neueste Studien konnten zeigen, dass neutrophile Granulozyten die Migration von Thrombozyten durch geschlossene Zellbarrieren erleichtern. Die Bildung von Thrombozyten-Neutrophilen-Komplexen (PNC) erhöht laut diesen Studien den Schweregrad einer inflammatorischen Schädigung des betroffenen Gewebes. Da Vasodilator Stimulated Phosphoprotein (VASP) bekanntermaßen die Thrombozyten-Aktivierung beeinflusst, untersuchten wir die Rolle von VASP auf die Bildung von PNCs in einem myokardialen Ischämie-Reperfusions-(IR)-Schädigungsmodell. Durch in-vitro Studien konnten wir belegen, dass die transendotheliale Translokation von Thrombozyten durch neutrophile Granulozyten beeinflusst wird und erhöhte Scherkräfte zu einer vermehrten PNC Bildung führen. Kam es zu einer Phosphorylierung von VASP an den Aminosäuren Ser-157 oder Ser-239 (bzw. Ser-153 oder Ser-235 im Tiermodell), so wurde diese Translokation der Thrombozyten signifikant reduziert. VASP Knockout-Tiere wiesen im Vergleich zu WT-Tieren nach IR-Schädigung eine wesentlich geringere Konzentration von PNCs im ischämischen Gewebe auf. In der Folge kam es bei den VASP Knockout-Tieren auch zu einer geringeren Ausprägung des Reperfusionsschadens. Überkreuzinjektionen von Thrombozyten in knochenmarkchimäre Tiere zeigten auf, dass vor allem die VASP-Expression in den Thrombozyten für die Bildung der PNCs von zentraler Bedeutung ist. Experimente mit WT, VASP-/- und chimären Tieren konnten ferner zeigen, dass die Phosphorylierung von hämatopoetischem VASP an Ser-153 oder Ser-235 zu einer Reduktion der PNCs und einer Minimierung der myokardialen IR-Schädigung führte. Auf diese Weise konnten wir belegen, dass VASP eine Schlüsselrolle bei der Bildung von PNCs spielt und somit das Ausmaß einer myokardialen IR-Schädigung entscheidend beeinflusst.