Bernard-Soulierin oireyhtymä (BSS) on perinnöllinen, yleensä autosomaalisesti resessiivinen verihiutaleiden verenvuotohäiriö, jolle on ominaista pitkittynyt verenvuotoaika, suuret verihiutaleet ja trombosytopenia.1 Vuonna 1975 Nurden ja Caen raportoivat, että BSS-potilaiden verihiutaleista puuttui merkittävä pintakalvon glykoproteiinikompleksi2 , jonka sittemmin osoitettiin olevan glykoproteiini (GP)Ib-IX-V-kompleksin alayksiköitä3,4. Sitoutuessaan von Willebrand Factoriin (VWF) se välittää verihiutaleiden alustavaa kontaktiadheesiota altistuneeseen verisuonen subendoteeliin tai revenneeseen plakkiin vaurioituneissa verisuonissa suurilla leikkausvirtausnopeuksilla (>800).6 GPIb-IX-V/VWF-vuorovaikutus on myös kriittinen tapahtuma syvässä laskimotromboosissa.7 GPIb-IX-V-kompleksi koostuu neljästä alayksiköstä, GPIbα:sta, joka on disulfidisidoksissa kahteen GPIbαβ-alayksikköön, GPIX:iin ja GPV:hen, suhteessa 2:4:2:1 (kuva 1).8 Kukin alayksikkö sisältää yhden tai useamman, ~24 aminohappoa käsittävän, leusiinirikkaan toiston, disulfidisidoksiset N- ja C-terminaaliset peittosekvenssit, läpikulkijasekvenssin ja sytoplasman alueen. GPIbα sisältää myös musiinin kaltaisen domeenin, joka nostaa tärkeintä ligandia sitovaa domeenia, joka sijaitsee N-terminaalisen 282 jäännöksen sisällä. Sen lisäksi, että GPIbα:n N-terminaalinen domeeni sitoo ensisijaisesti VWF:ää, se on tärkeä sitoutumiskohta useille ligandeille, jotka välittävät verihiutaleiden vuorovaikutusta matriisin ja muiden solutyyppien kanssa tromboosissa ja tulehduksessa (kuva 1). Muita adheesiologisia ligandeja ovat P-selektiini,9 joka ilmentyy pinnalla aktivoituneissa verihiutaleissa ja aktivoituneissa endoteelisoluissa, sekä leukosyytti-integriini αMβ2 (jota kutsutaan myös Mac-1:ksi tai CD11b/CD18:ksi).10 Nämä kaksi vuorovaikutussuhdetta ovat perustavanlaatuisia verihiutaleiden ja leukosyyttien välisessä vuorovaikutuksessa, mukaan luettuina vuorovaikutukset, joissa on mukana verihiutaleiden ja leukosyyttien tuottamia mikrohiukkasia sekä tromboosissa että siihen liittyvässä tulehdusreaktiossa.11 11 GPIb-IX-V-kompleksi on myös keskeinen reseptori verihiutaleista riippuvaisen hyytymisen välittäjänä, erityisesti sisäisen hyytymisreitin osalta, ja sillä on GPIbα:n N-terminaalisessa domeenissa sitoumuspaikkoja suurimolekyylipainoiselle (HMW) kininogeenille, tekijöille XI ja XII sekä α-trombiinille.6 .

Kuva 1. GPIb-IX-V-kompleksi, joka koostuu GPIbα:sta, joka on disulfidisidoksissa kahteen GPIbβ-alayksikköön ja joka on ei-kovalentisti assosioitunut GPIX:n ja GPV:n kanssa. Leusiinirikkaiden toistuvien domeenien molemmin puolin olevien domeenien disulfidisidokset on esitetty yhtenäisinä mustina palkkeina. GPIbβ:n ja GPIX:n sulfatoitujen tyrosiinijäämien (Sulfo-Tyr GPIbα:n kohdissa 276, 278 ja 279), fosforyloitujen seriinijäämien (Phospho-Ser) ja palmityyloitujen Cys-jäännösten sijainti on merkitty. C, C-terminaali; N, N-terminaali; TM, transmembraanidomeeni.

GPIb-IX-V:llä on myös rooli verihiutaleiden muodon ylläpitämisessä yhdistämällä verihiutaleiden pinta aktiinifilamenttien submembranoottiseen verkostoon, verihiutaleiden kalvorunkoon. Tähän liittyy GPIbα:n sytoplasmisen hännän keskeinen osa, erityisesti Phe568 ja Trp570, joka tarjoaa sitoutumispaikan aktiiniin assosioituneelle proteiinille, filamiini A:lle.6. Muita proteiineja, joiden tiedetään sitoutuvan GPIb-IX-V:n sytoplasman puoleiseen päähän joko suoraan tai epäsuorasti sitoutuneiden sitoutumiskumppaneiden välityksellä, ovat kalmoduliini ja signaalin välittämiseen liittyvä assemblaatioproteiini 14-3-3ζ sekä muita proteiineja, jotka mahdollisesti osallistuvat GPIb-IX-V:n/VWF:n kytkeytymisen jälkeisten signaalien levittämiseen, kuten PI 3 -kinaasi, TRAF4, Hic-5, NADPH-oksidaasin p47- alayksikkö, Src:n perheeseen kuuluvat Lyn-kinaasi ja Syk6,12 . VWF:n sitoutuminen GPIb-IX-V-kompleksiin käynnistää signaalikaskadin, joka johtaa verihiutaleiden integriinin αIIbβ3 (GPIIb-IIIa) aktivoitumiseen ja verihiutaleiden aggregaatioon. Reseptori-proksimaalisimmaksi signaaliproteiiniksi on tunnistettu Src-perheen kinaasi Lyn.13,14 VWF:ää pidetään heikkona agonistina, ja verihiutaleiden täysi aktivaatio edellyttää tromboksaani A2- ja ADP-riippuvaisten signaalireittien kautta kulkevien signaalien voimistumista.15

Bernard-Soulierin oireyhtymä: fenotyyppi

Bernard-Soulierin oireyhtymälle on tyypillistä se, että potilaalla on ollut aiemmin usein epistaxis-oireyhtymää, ientä vaurioittavia ja ihovuotoja sekä traumojen jälkeisiä verenvuotoja. Naisilla siihen voi liittyä myös vaikeaa menorragiaa. Kliiniseen oirekuvaan kuuluu pidentynyt ihon verenvuotoaika, trombosytopenia ja suuret verihiutaleet perifeerisessä verinäytteessä, minkä vuoksi BSS-tapaukset diagnosoidaan usein väärin idiopaattiseksi trombosytopeeniseksi purppuraksi (ITP), jos kliinisiä lisätutkimuksia ei tehdä. Ensimmäisten viidenkymmenenviidenkymmenenviiden kirjallisuuskatsauksen BSS-potilaiden/perheiden kliiniset profiilit on aiemmin raportoitu yksityiskohtaisesti.1 BSS:n verihiutaleille on ominaista puutteellinen ristosetiini-riippuvainen verihiutaleagglutinaatio, joka on kliinisen laboratorion korvike GPIb-IX-V/VWF-vuorovaikutuksen arvioinnissa. GPIb-IX-V-kompleksin alayksiköt ovat hyvin harvinaisia poikkeuksia lukuun ottamatta joko hyvin vähäisiä tai niitä ei voida havaita virtaussytometriassa tai SDS-geelianalyysissä ja Western blottingissa.1,5 Yksi mielenkiintoinen poikkeus on BSS:n Bolzano-variantti, johon liittyy A156V-mutaatio (kuva 2), jossa verihiutaleet ilmentävät periaatteessa normaalia GPIb-IX-V-kompleksia, joka on kuitenkin toimimaton eikä pysty sitomaan VWF:ää.19 Näin ollen BSS-diagnoosin vahvistamiseksi olisi mieluiten käytettävä joko tai molempia: joko puuttuvaa ristosetiinin aiheuttamaa verihiutaleiden aggregaatiota tai puuttuvaa tai lähes puuttuvaa GPIb-IX-V-pitoisuutta.

Kuva 2.Bernard-Soulierin oireyhtymään liittyvät (A) GPIbα:n, (B) GPIbβ:n ja (C) GPIX:n mutaatiot, jotka on kartoitettu kypsään proteiinirakenteeseen, osoittaen missense-mutaatiot tai lyhyet deleetiot (vihreä), nonsense-mutaatiot, jotka johtavat ennenaikaiseen pysähtymiseen (punainen), tai mutaatiot, jotka aiheuttavat pysähtymiseen johtavan frameshift-mutaation (sininen), jotka perustuvat pääosin Lanzan16-tietoihin ja Bernard-Soulierin oireyhtymärekisteriin ja -verkkosivustoon (http://www.bernardsouli-er.org/) sekä niissä oleviin viittauksiin. Mutaatioita esiintyy myös GPIbβ- ja GPIX-signaalisekvensseissä, jotka johtavat BSS:ään. Mutaatioita ei ole raportoitu GPV:ssä, joka ei ole välttämätön toimivan GPIb-IX:n ilmentymiselle.6,17,18 GPIbα:n N-terminaaliset 282 jäännöstä muodostavat GPIb-IX-V:n tärkeimmän ligandiin sitoutuvan domeenin, jossa on erillisiä tai osittain päällekkäisiä vuorovaikutuskohtia useille ligandeille: VWF, trombospondiini, P-selektiini, αMβ2 (Mac-1), trombiini, tekijä XI, tekijä XII ja HMW-kinogeeni. *autosomaalinen dominoiva periytyminen. **Savoian ja muiden havaitsemat mutaatiot.5

Tämän poikkeavuuden lisäksi BSS-verihiutaleilla on muita toiminnallisia puutteita, kuten lisääntynyt kalvon epämuodostuvuus, heikko aggregaatiovaste pienille mutta ei suurille α-trombiiniannoksille ja heikentynyt kyky tukea trombiinin muodostumista verihiutale-riippuvaisen hyytymisen aikana (vähemmän protrombiinia muuttuu trombiiniksi).1 Verihiutaleiden aggregaatio muille verihiutaleagonisteille, kuten kollageenille ja ADP:lle, on normaali suhteessa normaalin yksilön verihiutaleisiin, joilla on sama verihiutaleiden määrä. Suurin osa näistä BSS-verihiutaleiden fenotyyppisistä eroista voidaan selittää GPIb-IX-V-kompleksin tunnetulla toiminnalla. Ristosetiinin aiheuttama verihiutaleiden agglutinaatio on hyvin heikko tai puuttuu kokonaan, mikä johtuu GPIb-IX-V-kompleksin ja siten GPIbα:n VWF-sitoutumiskohdan puuttumisesta, kun taas ihon pitkittynyt verenvuotoaika heijastelee oletettavasti tämän puutteen yhdistelmää yhdessä alhaisen verihiutaleiden lukumäärän ja heikentyneen trombiinituotannon kanssa. BSS-hiirten suuret verihiutaleet ja alhainen verihiutalemäärä johtuvat oletettavasti GPIbα:n ja GPIb-IX-V-kompleksin verihiutaleiden kalvorunkoon yhdistävän filamiini A:n sitoutumiskohdan puuttumisesta, sillä BSS-hiirillä (GPIbα knockout) myös esiintyvä suurten verihiutaleiden vika ja alhainen verihiutalemäärä saadaan suurelta osin korjattua ekspressiolla, jossa ilmentyy α-GPIb-alayksikön ilmentyminen, jossa suurin osa ekstrasytoplasmisesta sekvenssistä on korvattu ihmisen interleukiini-4-reseptorin α-alayksikön eristetyllä domeenilla, mutta jossa sytoplasminen sekvenssi on normaali.20 Normaalin GPIbα:n ja filamiinin välisen vuorovaikutuksen puuttuminen näyttää myös olevan syynä BSS-trombosyyttien lisääntyneeseen kalvon muodonmuutoskykyyn21 . BSS-verihiutaleiden heikko vaste α-trombiinille on yhdenmukainen sen kanssa, että on näyttöä siitä, että α-trombiinin sitoutuminen GPIbα:han lisää α-trombiinin kykyä aktivoida verihiutaleita verihiutaleiden trombiinireseptorin PAR-1:n välityksellä.6,22 Lopuksi BSS-verihiutaleiden heikentynyt kyky tukea trombiinin muodostumista on yhdenmukainen sen kanssa, että GPIb-IX-V-kompleksi helpottaa verihiutaleiden sisäisen aktivaatioväylän aktivoitumista tarjoamalla verihiutaleille sitoutumispaikan faktoreita XI:tä ja XII:tä varten.6 6

Bernard-Soulierin oireyhtymä: genotyyppi

Nyt on kuvattu suuri määrä mutaatioita GPIbα:ssa, GPIbβ:ssä ja GPIX:ssä, jotka ovat Bernard-Soulierin oireyhtymän aiheuttajia (kuva 2).16 Näihin kuuluvat missense-mutaatiot, lyhyet deleetiot, nonsense- eli järjettömät mutaatiot, jotka johtavat ennenaikaiseen pysäytyskoodoniin, ja mutaatiot, jotka aiheuttavat frameshiftin, joka johtaa myös ennenaikaiseen translaatiopysäytyskodoniin. GPV:ssä ei ole raportoitu mutaatioita, jotka olisivat BSS:n aiheuttajia, mikä on johdonmukaista sen kanssa, että GPV:n ilmentyminen ei ole edellytys GPIb-IX-V-kompleksin muiden alayksiköiden ilmentymiselle.6,17,18

Korreloi Bernard-Soulierin oireyhtymän genotyyppi verenvuodon vakavuuden kanssa?

Tässä numerossa Savoia ja kollegat ryhtyvät käsittelemään sitä kiehtovaa kysymystä, korreloiko GPV:n genotyyppi verenvuodon vaikeusasteen kanssa.5 Hiirillä tehdyt tutkimukset osoittavat usein, että fenotyyppi voi vaihdella sen hiiren geneettisestä taustasta riippuen, josta geeni on poistettu, ja näin ollen muut hemostaasiin vaikuttavat geneettiset erot vaikuttavat epäilemättä osaltaan siihen huomattavaan vaihteluun, joka on havaittavissa verenvuototaipumuksessa BSS-potilaiden keskuudessa.1,5 Vähemmän selvää on, liittyykö BSS-genotyyppi itsessään myös verenvuodon fenotyypin vakavuuteen. GPIbα osallistuu useiden hemostaasin eri osa-alueiden kannalta merkityksellisten ligandien, kuten VWF:n, trombospondiinin, P-selektiinin, αMβ2:n (Mac-1), trombiinin, tekijä XI:n, tekijä XII:n ja HMW- kininogeenin, sitomiseen, ja näin ollen GPIbα:n ilmentymisasteen ja sen täydellisen puuttumisen välillä tai GPIbα:n normaalin alhaisen tason ja GPIbα:n alhaisen tason ja GPIbα:n, jolla on funktionaalisia mutaatioita GPIbα:n ligandien sitomisessa sijaitsevassa N-päätelinjassa, välille voitaisiin ennustaa eroja. Savoian artikkelissa5 ei ole mahdollista arvioida yleistä suhdetta genotyypin ja verenvuotofenotyypin välillä, koska suurin osa heidän tutkimuksessaan mukana olleista BSS-potilaista on yksittäinen esimerkki tietystä genotyypistä. Heidän tutkimuksessaan on kuitenkin viisi BSS-potilasta kolmesta eri perheestä, joihin liittyy GPIX Cys8:n mutaatio (joko C8R tai C8W), ja kaikilla oli lievä verenvuotofenotyyppi. Sitä vastoin aiemmassa tutkimuksessa, jossa käsiteltiin genotyypin ja fenotyypin välistä suhdetta suuressa sveitsiläisessä suvussa, todettiin, että neljällä BSS-potilaalla, jotka olivat homotsygoottisia GPIX:n N45S-mutaation suhteen, oli vaihteleva verenvuotoriski23 . Ratkaisu siihen, voiko BSS:n genotyyppi todella johtaa eroihin verenvuotojen fenotyypin vakavuudessa, odottaa luultavasti yksityiskohtaisempia geneettisiä tutkimuksia BSS:ää sairastavilla hiirillä ja suurempia BSS-potilaskohorttitutkimuksia.

Jalkahuomautukset

• Michael Berndt on tällä hetkellä Dublinissa sijaitsevan biomedikaalisen diagnostiikkainstituutin johtaja ja Irlannin kuninkaallisessa kirurgiyliitossa (Royal College of Surgeons in Ireland), joka sijaitsee niin ikään Dublinissa. Hän on kansainvälisen tromboosi- ja hemostaasiyhdistyksen valittu puheenjohtaja. Hän on julkaissut yli 280 artikkelia tromboosin ja hemostaasin sekä verisuonibiologian aloilla. Robert Andrews on tällä hetkellä apulaisprofessori ja verisuonibiologian laboratorion johtaja Australian Centre for Blood Diseases (ACBD), Alfred Medical Research and Education Precinct (AMREP), Monash University, Melbourne, Australia. Hän on julkaissut yli 120 artikkelia verihiutaleiden reseptoreista, käärmetoksiineista, lääkekohteista ja kliinisistä vioista, ja hän toimii kansallisissa ja kansainvälisissä toimituskunnissa ja neuvoa-antavissa komiteoissa.