Background: Inflammatory bowel disease (IBD), including Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (RU), are associated with thromboembolic complications (TE), with a risk that is twice as high as in patients without IBD. The mechanisms that associate IBD and TE are not yet known, but multiple acquired and hereditary factors are believed to interact. Various studies have investigated the role of the overexpression of certain procoagulant factors or fibrinolysis inhibitors and the overexpression of a protein capable of actively platelets, podoplanin (PDNP). In this study, we aimed to identify, among the genes capable of altering haemostasis, those expressed abnormally in IBD samples compared to the corresponding normal mucosa, with the aim of identifying the most selective therapy, balancing both the thrombotic risks than hemorrhagic. Materials and methods Using public databases, we created two patient cohorts: cohort I, 168 adult patients with IBD, the inflamed mucosal transcriptome was compared with that of the healthy mucosa of the same patients and cohort II, 245 pediatric patients, the transcriptome of the inflamed mucosa was compared with the transcriptome of the normal mucosa of healthy subjects. We evaluated the expression levels of triggers and inhibitors of the coagulation system (TF, TFPI), of the fibrinolytic system (PLAU, PLAT, SERBP1, SERPINB2, SERPINA5, CPB2, SERPINE2, SERPINF2, A2M, SNX1, SERPINC1) and activation of platelets (PDNP), using the R2: Genomics Analysis and Visualization Platform. Results: An overexpression of PDNP mRNA (p = 2.46e-25) was observed in the inflamed mucosa of patients of both cohorts, compared to healthy mucosa, suggesting its involvement in the thrombosis mechanism in patients with IBD. TF (tissue factor) mRNA was consistently upregulated in the inflamed mucosa of patients with IBD, as was that of TFPI (TF inhibitor). In the fibrinolytic system we found only marginal variations, the mRNA of the PLAU is constantly up regulated in the inflamed areas of both cohorts. The mRNA of PAI-2 and PN-1 appear slightly up-regulated in the first cohort, while the transcripts of the other genes do not change between the two samples. Conclusion: Our analyzes in silico of gene expression profiles, using normal and pathological paired mucosa from the same patients, suggested for the first time that inflamed mucosa with IBD favors platelet activation due to PDNP overexpression. Furthermore, unlike that described in the literature, TF overexpression is associated with TFPI overexpression, questioning the role of TF. These observations require further studies to evaluate the biological role of PDNP in IBD patients and open new insights into how to perform antithrombotic prophylaxis in these patients. Future implications: a) perform immunohistochemistry in biopsies with chronic intestinal inflammatory diseases to confirm the presence of PDNP; b) if PDNP is really more expressed in these patients, document any correlation with the aggregation of platelets in vivo; c) hypothesize in PDNP a possible target to prevent thrombosis in this setting of patients who have a fragile mucosa at risk of bleeding.
Obiettivo: Le malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD), includendo la malattia di Crohn (CD) e la rettocolite ulcerosa (RU), sono associate alle complicanze tromboemboliche (TE), con un rischio da due a tre volte maggiore rispetto ai pazienti senza IBD. Non si conoscono ancora i meccanismi che associano IBD e TE, ma si ritiene che interagiscano molteplici fattori acquisiti ed ereditari. Vari studi hanno indagato il ruolo della sovraespressione di alcuni fattori procoagulanti o di inibitori della fibrinolisi e la sovraespressione di una proteina in grado di attivare le piastrine, la podoplanina (PDNP). In questo studio, abbiamo mirato a identificare, tra i geni in grado di alterare l'emostasi, quelli espressi in modo anomalo nei campioni IBD rispetto alla mucosa normale corrispondente, con l'obiettivo di individuare la terapia più selettiva, bilanciando sia i rischi trombotici che emorragici. Materiali e metodi: Utilizzando i database pubblici, abbiamo creato due coorti di pazienti: coorte I, 168 pazienti adulti con IBD, è stato confrontato il trascrittoma della mucosa infiammata con quello della mucosa sana degli stessi pazienti e coorte II, 245 pazienti pediatrici, è stato confrontato il trascrittoma della mucosa infiammata con il trascrittoma della mucosa normale di soggetti sani. Abbiamo valutato i livelli di espressione di trigger e inibitori del sistema di coagulazione (TF, TFPI), del sistema fibrinolitico (PLAU, PLAT, SERBP1, SERPINB2, SERPINA5, CPB2, SERPINE2, SERPINF2, A2M, SNX1, SERPINC1) e l'attivazione delle piastrine (PDNP), utilizzando la piattaforma R2: Genomics Analysis and Visualization Platform. Risultati: Nella mucosa infiammata dei pazienti di entrambe le coorti è stato osservato una sovraespressione dell'mRNA della PDNP (p = 2.46e-25), rispetto alla mucosa sana, suggerendo il suo interessamento nel meccanismo di trombosi in pazienti con IBD. L'mRNA del TF (fattore tissutale) è stato costantemente up-regolato nella mucosa infiammata dei pazienti con IBD, così come quello del TFPI (inibitore del TF). Nel sistema fibrinolitico abbiamo trovato solo marginali variazioni, l'mRNA del PLAU è costantemente up-regolato nelle aree infiammate di entrambe le coorti. L'mRNA del PAI-2 e PN-1 appaiono lievemente up-regolate nella prima coorte, invece i trascritti degli altri geni non si modificano tra i due campioni. Conclusione: Le nostre analisi in silico sui profili di espressione genica, utilizzando mucosa normale e patologica abbinata degli stessi pazienti, hanno suggerito per la prima volta che la mucosa infiammata con IBD favorisce l'attivazione delle piastrine a causa della sovraespressione della PDNP. Inoltre, diversamente da quello descritto in letteratura, la sovraespressione di TF è associata a una sovraespressione di TFPI, mettendo in discussione il ruolo del TF. Queste osservazioni richiedono ulteriori studi per valutare il ruolo biologico della PDNP nei pazienti con IBD e aprono nuove intuizioni su come eseguire la profilassi antitrombotica in questi pazienti. Implicazioni future: a) eseguire l'immunoistochimica nelle biopsie con le malattie infiammatorie croniche intestinali per confermare la presenza della PDNP; b) se la PDNP è realmente più espressa in questi pazienti, documentare l'eventuale correlazione con l'aggregazione delle piastrine in vivo; c) ipotizzare nella PDNP un possibile bersaglio per prevenire le trombosi in questo setting di pazienti che hanno una mucosa fragile a rischio di sanguinament
Analisi in silico del trascrittoma di biopsie del colon in pazienti affetti da malattia infiammatoria intestinale: ricerca di attivatori ed inibitori dell'emostasi
POSHNJARI, ANXHELA
2019/2020
Abstract
Obiettivo: Le malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD), includendo la malattia di Crohn (CD) e la rettocolite ulcerosa (RU), sono associate alle complicanze tromboemboliche (TE), con un rischio da due a tre volte maggiore rispetto ai pazienti senza IBD. Non si conoscono ancora i meccanismi che associano IBD e TE, ma si ritiene che interagiscano molteplici fattori acquisiti ed ereditari. Vari studi hanno indagato il ruolo della sovraespressione di alcuni fattori procoagulanti o di inibitori della fibrinolisi e la sovraespressione di una proteina in grado di attivare le piastrine, la podoplanina (PDNP). In questo studio, abbiamo mirato a identificare, tra i geni in grado di alterare l'emostasi, quelli espressi in modo anomalo nei campioni IBD rispetto alla mucosa normale corrispondente, con l'obiettivo di individuare la terapia più selettiva, bilanciando sia i rischi trombotici che emorragici. Materiali e metodi: Utilizzando i database pubblici, abbiamo creato due coorti di pazienti: coorte I, 168 pazienti adulti con IBD, è stato confrontato il trascrittoma della mucosa infiammata con quello della mucosa sana degli stessi pazienti e coorte II, 245 pazienti pediatrici, è stato confrontato il trascrittoma della mucosa infiammata con il trascrittoma della mucosa normale di soggetti sani. Abbiamo valutato i livelli di espressione di trigger e inibitori del sistema di coagulazione (TF, TFPI), del sistema fibrinolitico (PLAU, PLAT, SERBP1, SERPINB2, SERPINA5, CPB2, SERPINE2, SERPINF2, A2M, SNX1, SERPINC1) e l'attivazione delle piastrine (PDNP), utilizzando la piattaforma R2: Genomics Analysis and Visualization Platform. Risultati: Nella mucosa infiammata dei pazienti di entrambe le coorti è stato osservato una sovraespressione dell'mRNA della PDNP (p = 2.46e-25), rispetto alla mucosa sana, suggerendo il suo interessamento nel meccanismo di trombosi in pazienti con IBD. L'mRNA del TF (fattore tissutale) è stato costantemente up-regolato nella mucosa infiammata dei pazienti con IBD, così come quello del TFPI (inibitore del TF). Nel sistema fibrinolitico abbiamo trovato solo marginali variazioni, l'mRNA del PLAU è costantemente up-regolato nelle aree infiammate di entrambe le coorti. L'mRNA del PAI-2 e PN-1 appaiono lievemente up-regolate nella prima coorte, invece i trascritti degli altri geni non si modificano tra i due campioni. Conclusione: Le nostre analisi in silico sui profili di espressione genica, utilizzando mucosa normale e patologica abbinata degli stessi pazienti, hanno suggerito per la prima volta che la mucosa infiammata con IBD favorisce l'attivazione delle piastrine a causa della sovraespressione della PDNP. Inoltre, diversamente da quello descritto in letteratura, la sovraespressione di TF è associata a una sovraespressione di TFPI, mettendo in discussione il ruolo del TF. Queste osservazioni richiedono ulteriori studi per valutare il ruolo biologico della PDNP nei pazienti con IBD e aprono nuove intuizioni su come eseguire la profilassi antitrombotica in questi pazienti. Implicazioni future: a) eseguire l'immunoistochimica nelle biopsie con le malattie infiammatorie croniche intestinali per confermare la presenza della PDNP; b) se la PDNP è realmente più espressa in questi pazienti, documentare l'eventuale correlazione con l'aggregazione delle piastrine in vivo; c) ipotizzare nella PDNP un possibile bersaglio per prevenire le trombosi in questo setting di pazienti che hanno una mucosa fragile a rischio di sanguinament| File | Dimensione | Formato | |
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