Consumption of anthocyanin-rich Queen Garnet plum juice reduces platelet activation related thrombogenesis in healthy volunteers

The anti-thrombotic properties of an anthocyanin-rich Queen Garnet plum juice (QGPJ) and anthocyanin-free prune juice (PJ) were studied in this randomised, double-blind, crossover trial. Twenty-one healthy subjects (M = 10, F = 11) consumed QGPJ, PJ or placebo, 200 mL/day for 28-days followed by a 2-week wash-out period. Only QGPJ supplementation inhibited platelet aggregation induced by ADP (<5%, P = 0.02), collagen (<2.7%, P < 0.001) and arachidonic acid (<4%, P < 0.001); reduced platelet activation-dependent surface-marker P-selectin expression of activated de-granulated platelets (<17.2%, P = 0.04); prolonged activated-partial thromboplastin clotting time (>2.1 s, P = 0.03); reduced plasma-fibrinogen (<7.5%, P = 0.02) and malondialdehyde levels, a plasma biomarker of oxidative stress ( P = 0.016). PJ supplementation increased plasma hippuric acid content ( P = 0.018). QGPJ or PJ supplementation did not affect blood cell counts, lipid profile, or inflammation markers. Our findings suggest that QGPJ but not PJ has the potential to significantly attenuate thrombosis by reducing platelet activation/hyper-coagulability and oxidative stress.

Computational fluid dynamics of a centrifugal heart pump as biventricular assist device(BVAD)

The results of a recent study have shown that there is a severe shortage of donor hearts to meet the demand of patients suffering from acute heart failures, and patients who received a left ventricular assist device (LVAD) have extended lives. However, some of them develop right heart failure syndrome, and these patients required a right ventricular assist device (RVAD). Hence, current research focus is in the development of a bi-ventricular assist device (Bi-VAD). Computational Fluid Dynamics (CFD) is useful for estimating blood damage for design of a Bi-VAD centrifugal heart pump to meet the demand of the left and right ventricles of a normal hearts with a flow rate of 5 lit/min and the supply pressure of 100 mmHg for the left ventricle and 20 mmHg for the right ventricle. Numerical studies have been conducted to predict pressure, flow rate, the velocity profiles, and streamlines in a continuous flow Bi-VAD using. Based on the predictions of numerical simulations, only few flow regions in the Bi-VAD exhibited signs of velocity profiles and stagnation points, thereby signifying potentially low levels of thrombogenesis.

Is adiponectin implicated in venous thromboembolism?

In summary, these results imply that the relationship of adiponectin with lipoproteins is more complex than previously predicted using other methods of lipoprotein fractionation. Higher correlation of adiponectin was shown with large lipoprotein particle size, independent of the apolipoprotein content. Given the small population studied, we could not assess the influence of mild risk factors for venous thrombosis, such as obesity, on the analysis of the results. Thus, we can only state that adiponectin levels appear not to be a strong risk factor for VTE. It is possible that adiponectin deficiency may contribute indirectly to the etiology of VTE by enhancing the inflammatory state. © 2006 International Society on Thrombosis and Haemostasis.

Vitronectin – master controller or micromanager?

The concept of the cellular glycoprotein vitronectin acts as a biological ‘glue’ and key controller of mammalian tissue repair and remodelling activity is emerging from nearly 50 years of experimental in vitro and in vivo data. Unexpectedly, the vitronectin-knock-out mouse was found to be viable and to have largely normal phenotype. However, diligent observation revealed that the VN-KO animal exhibits delayed coagulation and poor wound healing. This is interpreted to indicate that vitronectin occupies a role in the earliest events of thrombogenesis and tissue repair. That role is as a foundation upon which the thrombus grows in an organised structure. In addition to closing the wound, the thrombus also serves to protect the underlying tissue from oxidation, is a reservoir of mitogens and tissue repair mediators and provides a provisional scaffold for the repairing tissue. In the absence of vitronectin (e.g. VN-KO animal) this cascade is disrupted before it begins. Our data demonstrates that a wide variety of biologically active species associate with VN. While initial studies were focused on mitogens, other classes of bioactives (e.g. glycosaminoglycans, metalloproteinases) are now also known to specifically interact with VN. Many of these interactions are long-lived, often resulting in multi-protein complexes, while others are stable for prolonged periods. Multiprotein complexes provide several advantages: prolonging molecular interaction; sustaining local concentrations, facilitating co-stimulation of cell surface receptors and thereby enhancing cellular / biological responses. We contend that these, or equivalent, multi-protein complexes mediate vitronectin functionality in vivo. It is also likely that many of the species demonstrated to associate with vitronectin in vitro, also associate with vitronectin in vivo in similar multi-protein complexes. Thus the predominant biological function of vitronectin is that of a master controller of the extracellular environment; informing, and possibly instructing cells ‘where’ to behave, ‘when’ to behave, and ‘how’ to behave (i.e. appropriately for the current circumstance).

Rôle des Cellules Endothéliales Progénitrices dans la Régulation de la Fonction Plaquettaire

Les Cellules Endothéliales Progénitrices ("Endothelial Progenitor Cells", EPCs) sont des précurseurs endothéliaux qui jouent un rôle émergeant en biologie vasculaire. Les EPCs ont été localisées dans le cordon ombilical, la moelle osseuse, le sang périphérique et dans certains tissus régénérateurs. Les interactions des EPCs avec les cellules sanguines et vasculaires peuvent largement influencer leurs propriétés biologiques et dicter leur fonctionnement pendant la réparation endothéliale. Plus spécifiquement, les interactions des EPCs avec les plaquettes circulantes induisent leur migration, leur recrutement et leur différentiation en cellules endothéliales aux sites de lésions vasculaires. Cependant, l’impact d’une telle interaction sur la fonction plaquettaire n’a pas été recherché. Le but de mon projet était de :1) générer des EPCs à partir des cellules mononucléaires du sang humain périphérique ("Peripheral Blood Mononuclear Cells", PBMCs); 2) étudier les interactions adhésives entre les EPCs et les plaquettes; 3) déterminer leur impact sur la fonction plaquettaire et la formation du thrombus et 4) décrire le mécanisme d’action des EPCs sur les plaquettes et le thrombus. Mises en culture sur une surface de fibronectine dans un milieu conditionné, les PBMCs fraîchement isolées possédaient une morphologie ronde et une petite taille. Après cinq jours, les PBMCs adhérentes donnaient naissance à des colonies, puis formaient une monocouche de cellules aplaties caractéristiques des EPCs après dix jours de culture. Les EPCs différenciées étaient positives pour l’Ulex-lectine et l’Acétyle des lipoprotéines de faible densité ("Acetylated Low Density Lipoprotein", Ac-LDL), exprimaient les marqueurs progéniteurs (CD34, P-sélectine, VEGFR2, vWF et VE-Cadhérine) tandis que les marqueurs leucocytaires (CD14, PSGL-1 et L-sélectine) étaient absents. Ces EPCs interagissaient avec les plaquettes activées par un mécanisme dépendant de la P-sélectine plaquettaire, inhibaient l’activation et l’agrégation plaquettaire et réduisaient significativement l’adhésion plaquettaire, principalement par l’action de prostacycline (PGI2). En fait, ceci était associé avec une augmentation de l’expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2) et du monoxyde d’azote (NO) synthéthase inductible (iNOS). Toutefois, les effets inhibiteurs des EPCs sur la fonction plaquettaire ont été renversés par une inhibition de la COX et non pas du NO. Bien que les EPCs fussent en mesure de lier les plaquettes via la P-sélectine, leurs effets prédominants étaient médiés essentiellement par une sécrétion paracrine, impliquant la PGI2. Néanmoins, un rapprochement étroit ou un bref contact entre les EPCs et les plaquettes était requis pour que cette fonction soit complètement réalisée. D’ailleurs, cet aspect a été investigué chez des souris déficientes en P-sélectine (P-sel-/-) et chez leurs congénères de phénotype sauvage (Wild Type, WT). Chez les souris WT, les EPCs inhibaient l’agrégation plaquettaire dans le sang complet de manière concentration-dépendante alors que dans les souris P-sel-/-, l’action des EPCs n’avait pas d’effet significatif. De plus, en utilisant un modèle murin de thrombose artérielle, nous avons démontré que l’infusion systémique des EPCs altéraient la formation du thrombus et réduisaient significativement sa masse chez les souris WT, mais non pas chez les souris P-sel-/-. En outre, le nombre des EPCs incorporées au niveau du thrombus et de la paroi vasculaire était visiblement réduit chez les P-sel-/- par rapport aux souris WT. Dans cette étude, nous sommes parvenus à différentier adéquatement des EPCs à partir des PBMCs, nous avons étudié les interactions adhésives entre les EPCs et les plaquettes, et nous avons décrit leur impact sur la fonction plaquettaire et la formation du thrombus. De plus, nous avons identifié la PGI2 comme étant le principal facteur soluble sécrété par les EPCs en culture et responsable de leurs effets inhibiteurs sur l’activation, l’adhésion et l’agrégation plaquettaire in vitro. De surcroît, nous avons élucidé le mécanisme d’action des EPCs sur l’agrégation plaquettaire et la formation du thrombus, in vivo, et nous avons souligné le rôle de la P-sélectine plaquettaire dans ce processus. Ces résultats ajoutent de nouvelles connaissances sur la biologie des EPCs et définissent leur rôle potentiel dans la régulation de la fonction plaquettaire et la thrombogenèse.

Rôle de l’axe CD40L/CD40 dans les cellules endothéliales progénitrices

Les cellules endothéliales progénitrices («Endothelial Progenitor Cells», EPCs) sont des précurseurs endothéliaux qui possèdent un potentiel considérable dans la réparation et la régénération vasculaire. Dans le contexte des maladies cardiovasculaires, la compréhension du rôle des EPCs dans la régulation de la thrombogenèse et la réparation endothéliale est pertinente et nécessaire pour comprendre leur potentiel thérapeutique. Nous avons rapporté que les EPCs interagissent avec les plaquettes via la P-sélectine et inhibent l’adhésion, l’activation et l’agrégation des plaquettes ainsi que la formation de thrombus. Plus récemment, nous avons démontré que les EPCs expriment le récepteur inflammatoire CD40 et il est bien connu que les plaquettes constituent la source principale de la forme soluble de son agoniste le CD40L («soluble CD40 Ligand», sCD40L). Ainsi, nous avons émis l’hypothèse principale que l’axe CD40L/CD40 dans les EPCs influence leurs fonctions anti-thrombotique et pro-angiogénique. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons réussi à générer des «early» et «late» EPCs à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique («Peripheral Blood Mononuclear Cells», PBMCs) en culture. Nous avons mis en évidence l’existence de l’axe CD40L/CD40 dans ces EPCs en démontrant l’expression des protéines adaptatrices, nommées les facteurs associés au récepteur du facteur de nécrose tumorale («TNF Receptor Associated Factors», TRAFs). Dans une première étude, nous avons investigué l’effet du sCD40L sur la fonction des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. En effet, nous avons démontré que le sCD40L renverse leur effet inhibiteur sur l’agrégation plaquettaire, et ce sans avoir un effet significatif sur la sécrétion de prostacycline (PGI2) et d’oxyde nitrique («Nitric Oxide», NO) par ces cellules. De plus, aucun effet du sCD40L n’a été noté sur l’apoptose et la viabilité de ces cellules. Par contre, nous avons noté une augmentation importante du stress oxydatif dans les «early» EPCs suite à leur stimulation avec le sCD40L. L’inhibition du stress oxydatif renverse l’effet du sCD40L sur les «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. Ces résultats pourraient expliquer, en partie, la fonction réduite des EPCs chez les individus présentant des niveaux élevés de sCD40L en circulation. Dans une deuxième étude, nous avons étudié l’effet de sCD40L dans la fonction des «early» EPCs en relation avec l’angiogenèse. Nous avons identifié, dans un premier temps,les métalloprotéinases de la matrice («Matrix Metalloproteinases», MMPs) qui sont sécrétées par ces cellules. Nous avons trouvé que les «early» EPCs relâchent principalement la MMP-9 et que cette relâche est augmentée par le sCD40L. Le sCD40L induit aussi la phosphorylation de la p38 MAPK qui contribue à augmenter la sécrétion de MMP-9. Des études fonctionnelles ont démontré que le prétraitement des «early» EPCs au sCD40L potentialise la réparation endothéliale des HUVECs. En conclusion, l’ensemble de nos travaux, dans le cadre de ce projet de doctorat, nous a permis d’élucider les mécanismes responsables de l’action du sCD40L sur les effets inhibiteur et angiogénique des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire et l’angiogenèse, respectivement. Ces résultats ajoutent de nouvelles connaissances sur le rôle des EPCs et pourront constituer la base pour des études futures permettant de corréler les niveaux élevés du sCD40L circulant et l’incidence des maladies cardiovasculaires, particulièrement l’athérothrombose.

Impact on hemostatic parameters of interrupting sitting with intermittent activity

Introduction: Excessive sitting has been associated with an elevated risk of vascular conditions, particularly venous thrombosis. Interrupting sitting time with intermittent physical activity can reduce venous stasis; however, impacts on other aspects of thrombogenesis are less understood. Purpose: To examine the effects of interrupting sitting time on blood coagulation and blood volume parameters in sedentary, middle-age, overweight/obese adults (11 men and 8 women; age = 53.8 T 4.9 yr, body mass index = 31.2 T 4.1 kgImj2; mean T SD). Methods: The randomized three-period, three-treatment acute crossover trial consisted of uninterrupted sitting and sitting interrupted by 2-min bouts of either light- or moderate-intensity treadmill walking every 20 min. In each trial condition, blood samples were collected at baseline before the consumption of a standardized meal (j2 h) and postintervention (5 h). Results: Plasma fibrinogen increased from baseline with uninterrupted sitting (0.24 gILj1, 95% confidence interval = 0.13–0.34, P G 0.001). Lightintensity but not moderate-intensity activity breaks attenuated the increase by 0.17 gILj1 (95% confidence interval = 0.01–0.32, P G 0.05). There were no between-condition differences in prothrombin time, activated partial thromboplastin time, von Willebrand
factor, D-dimer, or platelet count. Uninterrupted sitting reduced plasma volume and increased hematocrit, hemoglobin, and red blood cell count; effects attenuated by both light- and moderate-intensity breaks (P G 0.05). White blood cell count increased with uninterrupted sitting and further increased with moderate-intensity breaks. Mean platelet volume increased with moderate-intensity but not lightintensity breaks or uninterrupted sitting. Conclusion: Uninterrupted sitting increased fibrinogen and reduced plasma volume, with associated increases in hemoglobin and hematocrit. Activity breaks attenuated these responses, indicative of an ameliorating influence on the procoagulant effects of uninterrupted sitting.

CD39 is incorporated into plasma microparticles where it maintains functional properties and impacts endothelial activation

Plasma microparticles (MPs, <1.5 mum) originate from platelet and cell membrane lipid rafts and possibly regulate inflammatory responses and thrombogenesis. These actions are mediated through their phospholipid-rich surfaces and associated cell-derived surface molecules. The ectonucleotidase CD39/ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase1 (E-NTPDase1) modulates purinergic signalling through pericellular ATP and ADP phosphohydrolysis and is localized within lipid rafts in the membranes of endothelial- and immune cells. This study aimed to determine whether CD39 associates with circulating MPs and might further impact phenotype and function. Plasma MPs were found to express CD39 and exhibited classic E-NTPDase ecto-enzymatic activity. Entpd1 (Cd39) deletion in mice produced a pro-inflammatory phenotype associated with quantitative and qualitative differences in the MP populations, as determined by two dimensional-gel electrophoresis, western blot and flow cytometry. Entpd1-null MPs were also more abundant, had significantly higher proportions of platelet- and endothelial-derived elements and decreased levels of interleukin-10, tumour necrosis factor receptor 1 and matrix metalloproteinase 2. Consequently, Cd39-null MP augment endothelial activation, as determined by inflammatory cytokine release and upregulation of adhesion molecules in vitro. In conclusion, CD39 associates with circulating MP and may directly or indirectly confer functional properties. Our data also suggest a modulatory role for CD39 within MP in the exchange of regulatory signals between leucocytes and vascular cells.

Endothelial- and Platelet-Derived Microparticles Are Generated During Liver Resection in Humans.

BACKGROUND Cell-derived plasma microparticles (<1.5 μm) originating from various cell types have the potential to regulate thrombogenesis and inflammatory responses. The aim of this study was to test the hypothesis that microparticles generated during hepatic surgery co-regulate postoperative procoagulant and proinflammatory events. METHODS In 30 patients undergoing liver resection, plasma microparticles were isolated, quantitated, and characterized as endothelial (CD31+, CD41-), platelet (CD41+), or leukocyte (CD11b+) origin by flow cytometry and their procoagulant and proinflammatory activity was measured by immunoassays. RESULTS During liver resection, the total numbers of microparticles increased with significantly more Annexin V-positive, endothelial and platelet-derived microparticles following extended hepatectomy compared to standard and minor liver resections. After liver resection, microparticle tissue factor and procoagulant activity increased along with overall coagulation as assessed by thrombelastography. Levels of leukocyte-derived microparticles specifically increased in patients with systemic inflammation as assessed by C-reactive protein but are independent of the extent of liver resection. CONCLUSIONS Endothelial and platelet-derived microparticles are specifically elevated during liver resection, accompanied by increased procoagulant activity. Leukocyte-derived microparticles are a potential marker for systemic inflammation. Plasma microparticles may represent a specific response to surgical stress and may be an important mediator of postoperative coagulation and inflammation.

Age-related macular degeneration is associated with increased vascular endothelial growth factor, hemorheology and endothelial dysfunction

OBJECTIVE: To investigate laboratory evidence of abnormal angiogenesis, hemorheologic factors, endothelial damage/dysfunction, and age-related macular degeneration (ARMD). DESIGN: Comparative cross-sectional study. PARTICIPANTS: We studied 78 subjects (26 men and 52 women; mean age 74 years; standard deviation [SD] 9.0) with ARMD attending a specialist referral clinic. Subjects were compared with 25 healthy controls (mean age, 71 years; SD, 11). INTERVENTION AND OUTCOME MEASURES: Levels of vascular endothelial growth factor (VEGF, an index of angiogenesis), hemorheologic factors (plasma viscosity, hematocrit, white cell count, hemoglobin, platelets), fibrinogen (an index of rheology and hemostasis), and von Willebrand factor (a marker of endothelial dysfunction) were measured. RESULTS: Median plasma VEGF (225 vs. 195 pg/ml, P = 0.019) and mean von Willebrand factor (124 vs. 99 IU/dl, P = 0.0004) were greater in ARMD subjects than the controls. Mean plasma fibrinogen and plasma viscosity levels were also higher in the subjects (both P < 0.0001). There were no significant differences in other indices between cases and controls. When "dry" (drusen, atrophy, n = 28) and "exudative" (n = 50) ARMD subjects were compared, there was no significant differences in VEGF, fibrinogen, viscosity, or von Willebrand factor levels. There were no significant correlations between the measured parameters. Stepwise multiple regression analysis did not demonstrate any significant clinical predictors (age, gender, smoking, body mass index, history of vascular disease, or hypertension) for plasma VEGF or fibrinogen levels, although smoking status was a predictor of plasma von Willebrand factor levels (P < 0.05). CONCLUSIONS: This study suggests an association between markers of angiogenesis (VEGF), hemorheologic factors, hemostasis, endothelial dysfunction, and ARMD. The interaction between abnormal angiogenesis and the components of Virchow's triad for thrombogenesis may in part contribute to the pathogenesis of ARMD.