Új információk a XIII-as véralvadási faktor struktúrájával, hiányával és végstádiumú vese betegekben bekövetkezett változásaival kapcsolatban

Dátum
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

A FXIII véralvadási faktor védő/stabilizáló funkciót ellátó B-alegysége egy 80 kDa molekulasúlyú glikoprotein, mely két N-glikozilációs helyet tartalmaz. A glikánok FXIII-B szerkezetében és funkciójában betöltött szerepét ezidáig még nem vizsgálták. Ezért célunk volt a FXIII-B-hez kapcsolódó glikánok felszabadítása, majd ezt követően a pontos szerkezetük azonosítása, valamint egy olyan módszer kidolgozása, mely lehetővé teszi a fehérje natív körülmények között történő deglikozilációját, hogy megvizsgáljuk milyen hatása van a glikánoknak a FXIII-B dimer szerkezetére, valamint keringésben eltöltött félélet idejére nézve. Az aszparaginhoz kapcsolódó szénhidrátokat a humán FXIII-B-ről PNGase F enzimmel vágtuk le. A felszabadult N-oligoszacharidokat fluoroforral jelöltük és kapilláris elektroforézissel vizsgáltuk. A glikánok pontos szerkezetének azonosításához exoglikozidáz alapú szekvenálást és adatbázist használtunk. A deglikozilált FXIII-B szerkezetét gélfiltrációval vizsgáltuk. A deglikozilált és natív FXIII-B plazmából történő kiürülését FXIII-B knock-out egerekben vizsgáltuk és hasonlítottuk össze. A PNGase F emésztés teljesen eltávolította az N-glikánokat a denaturált fehérjéről. A natív fehérje deglikozilációját emelt koncentrációjú ismételt PNGase F emésztéssel értük el. A FXIII-B alegységen 9 cukorstruktúrát azonosítottunk, melyből 3 fukozilált volt és mindegyik struktúra legalább 1 sziálsavat tartalmazott. A deglikoziláció nem változtatta meg a FXIII-B natív dimer szerkezetét, de felgyorsította kiürülését a FXIII-B knock out egerek keringéséből. Mi írtuk le először a FXIII-B-n jelenlévő N-glikánok szerkezetének részletes jellemzését. Sikeresen végrehajtottuk a natív fehérje teljes deglikozilációját. Eredményeink alapján elmondhatjuk, hogy kapcsolódó glikánok nem szükségesek a FXIII-B dimer képződéséhez, de nagy valószínűséggel meghosszabbítja a FXIII-B felezési idejét a keringésben. A FXIII ellenes autoantitestek okozta vérzési hajlam egy ritka de súlyos rendellenesség. A diagnózis és kezelés kihívásait jól mutatja a 67 éves női betegünk esete, akinek a kórelőzményeiben vérzéses komplikációt nem írtak le, azonban váratlanul egy hatalmas muszkuláris hematómája alakult ki. Vak korrekció nélkül a FXIII aktivitást 17%-nak mértük, azonban a vakkal történő korrekciót követően a beteg FXIII aktivitás értéke a detektálhatósági határ alatt volt, ezt az eredményt szintén alátámasztotta, hogy a beteg plazmájában a fibrin láncok között keresztkötések nem alakultak ki. A FXIII-A-t ELISA technikával nem tudtuk detektálni, azonban Western blot technikával szemmel látható volt a FXIII-A jelenléte. A betegben jelenlévő autoantitestek nagy affinitással kötődtek a FXIII-A2-höz. Az inhibitor 74 jelentős gátló hatását jól mutatja a magas inhibitor titer, melyet Bethesda egységben adtunk meg, valamint az, hogy a betegből származó IgG már alacsony koncentrációban is nagymértékű gátlást fejtett ki. Fő biokémiai hatását a Ca2+ által kiváltott aktiváció gátlásán keresztül fejtette ki. A betegnél alkalmazott eradikációs terápia sajnos csak részben volt sikeres. Négy hónappal az utolsó vérzéses komplikációt követően a beteg pulmonáris embóliával komplikált mélyvénás trombózist kapott. A végstádiumú vesebetegségben szenvedők esetében a hemosztázis zavara gyakori, mely vérzéses és trombotikus szövődményként egyaránt megnyilvánulhat. Az alvadási és fibrinolitikus faktorok vizsgálata segíthet felfedni az okokat, melyek ezen paradox helyzet hátterében állnak. Ennek érdekében a fibrin képződéshez és stabilizációjához nélkülözhetetlen komponenseket vizsgáltunk HDF- és HD kezelésben részesülő ESRD betegekben. A dialízis előtt mért fibrinogén, FXIII antigén koncentráció és FXIII aktivitás emelkedett értékeket mutatott. A betegekben zajló gyulladásos állapotok, melyet a CRP koncentrációk mérésével jellemeztünk kulcsfontosságúak voltak a fibrinogén koncentrációk esetén. A négy órán keresztül tartó HDF és HD kezelések alatt a fibrinogén koncentrációk és a FXIII szintek fokozatos emelkedést mutattak. Azonban az albuminra történő korrekciót követően már csak a FXIII szintek mutattak jelentős emelkedést a kezelések előrehaladtával. A két kezelési típus között nem találtunk szignifikáns különbséget. Ennek alapján elmondható, hogy ez ESRD betegekben megfigyelt emelkedett fibrinogén és FXIII szintek hozzájárulhatnak a fokozott trombózis rizikóhoz.


The protective/inhibitory B subunits of coagulation factor XIII (FXIII-B) is a ~80 kDa glycoprotein containing two N-glycosylation sites. Neither the structure nor the functional role of the glycans on FXIII-B has been explored. We attemted to reveal the glycan structures linked to FXIII-B, to design a method for deglycosylating the native protein, to find out if deglycosylation influences the dimeric structure of FXIII-B and its clearance from the circulation. Asparagine-linked carbohydrates were released from human FXIIII-B by PNGase F digestion. The released N-linked oligosaccharides were fluorophore labeled and analyzed by capillary electrophoresis. Structural identification utilized glycan database search and exoglycosidase digestion based sequencing. The structure of deglycosylated FXIII-B was investigated by gel filtration. The clearance of deglycosylated and native FXIII-B from plasma was compared in FXIII-B knock out mice. PNGase F completely removed N-glycans from the denatured protein. Deglycosylation of the native protein was achieved by repeated digestion at elevated PNGase F concentration. The total N-glycan profile of FXIII-B featured nine individual structures; three were fucosylated and each structure contained at least one sialic acid. Deglycosylation did not change the native dimeric structure of FXIII-B, but accelerated its clearance from the circulation of FXIII-B knock out mice. Characterization of the glycan moieties attached to FXIII-B is reported for the first time. Complete deglycosylation of the native protein was achieved by a deglycosylation workflow. The associated glycan structure is not required for FXIII-B dimer formation, but it very likely prolongs the half-life of FXIII-B in the plasma. Hemorrhagic diathesis due to anti-factor XIII (FXIII) autoantibody is a rare but severe disorder. Challenges of the diagnosis and treatment is demonstrated by the case of a 67-year-old female without previous bleeding history, who suffered a huge muscular hematoma. Without blank subtraction 18% plasma FXIII activity was measured; however, after correction for blank the activity was below the limit of detection and the lack of fibrin cross-linking in the patient's plasma confirmed the latter result. FXIII-A2 antigen was not detectable by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA); however, it was well detected by western blotting. The autoantibody showed high affinity toward FXIII-A2. Its considerable inhibitory activity was demonstrated by high titer in Bethesda units and the low immunoglobulin G concentration required for inhibition. The main biochemical effect was the inhibition of Ca2+-induced FXIII-A activation. Eradication therapy was only partially successful. Four months after the last 76 hemorrhagic event the patient suffered deep vein thrombosis complicated by pulmonary embolism. Hemostasis disorder in patients with end-stage renal disease (ESRD) is frequently associated with bleeding diathesis but it may also manifest in thrombotic complications. Analysis of individual coagulation and fibrinolytic factors may shed light on the background of this paradox situation. Here we explored components essential for fibrin formation/stabilization in ESRD patients being on maintenance hemodiafiltration (HDF) or hemodialysis (HD). Pre-dialysis fibrinogen, factor XIII (FXIII) antigen concentrations and FXIII activity were elevated. The inflammatory status, as characterized by C-reactive protein (CRP) was a key determinant of fibrinogen concentration. During a 4-h course of HDF or HD, fibrinogen concentration and FXIII levels gradually elevated. When compensated for the change in plasma water, i.e., normalized for plasma albumin concentration, only FXIII elevation remained significant. There was no difference between HDF and HD treatments. Elevated fibrinogen and FXIII levels in ESRD patients might contribute to the increased thrombosis risk.

Leírás
Kulcsszavak
XIII-as faktor, deglikoziláció, FXIII hiány, végstádiumú vesebetegség, hemodiafiltráció, hemodialízis, factor XIII, deglycosylation, factor XIII deficiency, end-stage renal disease, hemodiafiltration, hemodialysis
Forrás