Lindahl TL.
et al.
Dabigatran Attenuates the Binding of Thrombin to Platelets—A Novel Mechanism of Action.
Thromb Haemost 2024; doi: 10.1055/a-2483-0107
Dabigatran hemmt Thrombin direkt durch Bindung an dessen aktives Zentrum. Welche Auswirkungen
Dabigatran auf die Bindung von Thrombin an seine Substrate hat ist bislang jedoch
nicht ausreichend erforscht. Dieser Frage gingen nun schwedische und deutsche Forschende
in einer aktuellen Studie nach.
Thomas L. Lindahl von der Linköping University und Kollegen untersuchten die Wirkung
von Dabigatran auf die Bindung von Thrombin an Thrombozyten mit Hilfe der Durchflusszytometrie.
Fluoreszierend markiertes (RED-NHS) Thrombin wurde verwendet, um die Bindung von Thrombin
an Thrombozyten in Gegenwart oder Abwesenheit verschiedener Inhibitoren zu bestimmen.
Um den Beitrag der Thrombin-Exosites zu untersuchen, wurden die DNA-Aptamere HD1 (Exosite
1 Inhibitor) oder HD22 (Exosite 2 Inhibitor) verwendet. Um die Rolle und den Beitrag
des aktiven Zentrums von Thrombin zu untersuchen, verwendeten die Studienautoren vier
verschiedene Inhibitoren: Dabigatra, Argatroban, Melagatran oder PPACK. Zur Bestätigung
der Ergebnisse setzen Lindahl et al. moderne Techniken für biomolekulare Bindungsstudien
ein, die mikroskalige Thermophorese (MST) und die Oberflächenplasmonenresonanz (SPR).
Bindung von Thrombin an Blutplättchen und Wirkung von Inhibitoren
Betrachtet man die Thrombinbindung an Thrombozyten in Abwesenheit von Inhibitoren
als 100%, so hemmten HD1 und HD22 die Thrombinbindung an Thrombozyten um 43% bzw.
32%. Die Kombination der beiden hemmte die Bindung wie erwartet vollständig. Bei diesen
Experimenten wurde Dabigatran als Positivkontrolle verwendet. Überraschenderweise
hemmte Dabigatran nicht nur die enzymatische Aktivität, sondern blockierte auch die
Bindung von Thrombin an die Thrombozyten. Um die Wirksamkeit der Inhibitoren und die
Lebensfähigkeit bzw. Reaktivität der für die Experimente verwendeten Thrombozyten
zu bestätigen, wurden auch Thrombozytenaktivierungs- bzw. -funktionsmarker gemessen,
die ähnliche Tendenzen zeigten. Die Ergebnisse zur Bindung zeigten, dass die Blockierung
des aktiven Zentrums auch die Bindung der Thrombin-Exosites I und II blockierte. Somit
spielt das aktive Zentrum zusammen mit den Exosites eine wichtige Rolle bei der Bindung
von Thrombin an Thrombozyten.
Wirkung von Dabigatran auf Thrombin-Exosites
Um den Mechanismus, über den Dabigatran die Bindung von Thrombin an Thrombozyten blockiert,
weiter zu untersuchen, wurde die Bindung von Thrombin an HD1 und HD22 in Gegenwart
und Abwesenheit von Dabigatran in einem Testsystem ohne Thrombozyten mit MST und SPR
untersucht.
Die MST zeigte keine Auswirkungen der An- oder Abwesenheit von Dabigatran auf die
Bindung von Thrombin an HD1, HD22 oder Heparin. Auch die 10-fache Erhöhung der Dabigatran-Konzentration
hatte keine Auswirkungen auf die Bindung von Exosite-Liganden.
Auch die SPR-Untersuchungen ergaben keine Auswirkungen der Bindung von Dabigatran
an Thrombin auf die Interaktion mit HD1 oder HD22.
Dabigatran vermittelte Hemmung der Bindung ist dosisabhängig
Um festzustellen, ob die Wirkung von Dabigatran auf die Thrombinbindung dosisabhängig
ist oder nicht, wurde eine IC50-Analyse (mittlere inhibitorische Konzentration) durchgeführt.
Für diese Experimente verwendeten Lindahl und Kollegen Dabigatran-Konzentrationen
von 4 bis 600 nM. Sie fanden heraus, dass die Wirkung von Dabigatran dosisabhängig
ist und dass die IC50 118 nM beträgt.
Dass Dabigatran an das aktive Zentrum von Thrombin bindet und so dessen Funktion hemmt,
war bereits bekannt. In der Studie konnte nun gezeigt werden, dass Dabigatran auch
die Bindung von Thrombin an Blutplättchen dosisabhängig hemmt. Da Thrombin nicht nur
im Herz-Kreislauf-System zahlreiche Funktionen hat, könnte diese Erkenntnis wichtige
Auswirkungen haben.
Dr. Michaela Bitzer, Tübingen
