Фактор фон Виллебранда регулирует воспаление в месте повреждения кровеносных сосудов

Фактор фон Виллебранда (VWF) — это крупный сиалогликопротеин, синтезируемый эндотелием и тромбоцитами. Он циркулирует в плазме крови в виде гетерогенных мультимеров. Давно известна роль VWF в поддержании нормального гемостаза. Он обеспечивает связывание тромбоцитов с коллагеном сосудистой стенки, обнажившимся в месте повреждения. Это приводит к агрегации тромбоцитов и образованию первичного тромба. Кроме того, VWF связывается с фактором VIII и защищает его от преждевременной деградации в плазме.

Недавние исследования открыли новые биологические роли VWF, такие как ингибирование ангиогенеза и стимулирование апоптоза в опухолевых клетках. Также было показано участие VWF в усилении воспалительного ответа. Известно, что VWF может связываться с макрофагами, однако точные механизмы, посредством которых этот белок реализует свои иммуномодулирующие свойства, до сих пор остаются не до конца изученными. Исследователи Ирландии решили проанализировать влияние связывания мультимерного VWF с макрофагами на иммунный ответ.

Для начала с помощью данных проточной цитометрии ученые подтвердили, что полученный из плазмы и рекомбинантный VWF связываются с макрофагами человека. Кроме того, макрофаги, полученные из костного мозга мышей, также могут связываться с VWF с последующей активацией провоспалительного ответа. Он реализуется через запуск MAP-киназного пути, а также через активацию транскрипционного фактора NF-kB. 

Результаты РНК-секвенирования макрофагов мышей показали, что после взаимодействия с VWF изменилась экспрессия 1334 генов и значительно повысилась выработка провоспалительных цитокинов (ФНО-α, IL-6, IL-1β) и хемокинов (CCL2, CCL3, CCL4). Эти транскриптомные данные вместе с результатами ПЦР подтверждают провоспалительное влияние связывания VWF с макрофагами.

Кроме того, по результатам проточной цитометрии, более 70% мышиных макрофагов после взаимодействия с VWF приобрели провоспалительный фенотип M1 (в отличие от противовоспалительного фенотипа М2). Также обработка макрофагов белком VWF приводила к значительному увеличению продукции синтетазы оксида азота и активных форм кислорода. 

С помощью специального метода для определения метаболического профиля клеток — анализа внеклеточного потока (extracellular flux analysis) — исследователи выяснили, что VWF влияет на метаболизм макрофагов и заставляет их переходить на гликолиз. Последующий транскриптомный анализ клеток определил, что такие сдвиги в метаболизме происходили из-за изменения экспрессии определенных генов, отвечающих за регуляцию гликолиза и цикла трикарбоновых кислот.  

Морфология митохондрий также изменялась под действием VWF. После обработки макрофагов этим белком увеличивалась фрагментация митохондрий, что также могло приводить к сдвигам в метаболизме. Кроме того, определение экспрессии индуцируемого гипоксией фактора HIF-1α показало, что уровни его выработки увеличивались после воздействия VWF. 

В экспериментах с антителами авторы определили, что за взаимодействие клеток с VWF и за последующую выработку провоспалительных соединений отвечает рецептор LRP1 макрофагов. Активация происходит через фосфорилирование молекулы p38 MAP-киназного пути. Исследователи также определили домены белка VWF, вносящие наибольший вклад в связывание с макрофагами. Ведущая роль принадлежала домену A1, однако другие N- и C-терминальные домены также могли взаимодействовать с макрофагами.

Провоспалительный эффект VWF был также получен in vivo при введении в брюшину мышей раствора, содержащего VWF. Результат оценивался посредством проточной цитометрии клеток брюшинного экссудата.

Таким образом, исследователи более подробно определили новую биологическую функцию фактора фон Виллебранда в регуляции местного иммунного ответа. Дальнейшее развитие их работы может открыть новые методики лечения больных с воспалительными заболеваниями и нарушениями коагуляции.

Аберрантное гликозилирование антител к S-белку коронавируса может вызывать образование тромбов при COVID-19