The role of microparticles in coagulation changes in patients with hereditary spherocytosis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Hereditary spherocytosis is a congenital disease the pathogenesis of which is based on the abnormalities of proteins in the erythrocyte membrane, resulting in impaired membrane permeability and elasticity. During the circulation in the blood flow, the surface to volume ratio of the red blood cell is disturbed, and the erythrocyte acquires a spherical shape. After passing through small capillaries, parts of the membrane, microparticles, are “laced off” from the red blood cell. There is a perception that one of the mechanisms of the development of hypercoagulation leading to thromboembolism in patients with hemolysis is the contribution of procoagulant microparticles. Indeed, the microparticles that have separated from the erythrocyte rapidly become adenosine triphosphate-free, resulting in the loss of asymmetric lipid distribution in the microparticle membrane. Phosphatidylserine, a factor important for blood clotting, is exposed on the outside surface of the microparticle.

Aim: to investigate microparticles in the patients with hereditary spherocytosis.

Materials and methods. Microparticles were assessed using flow cytometry; procoagulant (phosphatidylserine-positive) microparticles were labeled with annexin V, and erythrocyte microparticles were labeled with antibodies to glycophorin A. Coagulation state in the patients was assessed using activated partial thromboplastin time and thrombodynamics.

Results. It has been shown that the number of procoagulant microparticles increases during hemolytic crisis in children with hereditary spherocytosis, which leads to hypercoagulation. It was detected using a global hemostasis assay, thrombodynamics. The increased number of microparticles is one of the possible mechanisms underlying blood clotting disorders. At the same time, the procoagulant properties of microparticles isolated from the blood of the patients with spherocytosis did not differ from those of microparticles isolated from the blood of healthy donors.

Conclusion. Presumably, an increased number of microparticles can be considered a biomarker of cell damage and prothrombotic conditions.

Full Text

Наследственный сфероцитоз – это врожденное заболевание, связанное с повышенным разрушением (гемолизом) эритроцитов из-за дефекта клеточной мембраны, встречается примерно с частотой 2–3 случая на 10 000 населения [1–3]. Наследственный сфероцитоз проявляется в утрате частью эритроцитов (дискоциты) характерной дисковидной двояковогнутой формы и появлением в крови клеток сфероидной формы (сплющенный шар, сфероциты) наряду с клетками чашеобразной формы (стоматоциты) или несколькими шиповидными выростами (акантоциты). Наследственный сфероцитоз представляет собой наиболее распространенную наследственную анемию из числа обусловленных патологией эритроцитов [4, 5]. Генетически эта болезнь вызывается разнообразными генетическими дефектами белков примембранного цитоскелета (α- и β-спектрины) и белков, ответственных за сцепление цитоскелета с плазматической мембраной (белок полосы 3/AE1 и анкирин) [6, 7]. Генетически обусловленные нарушения структуры этих белков снижают прочность сцепления цитоскелета с мембраной, что само по себе не может влиять на морфологию эритроцита. Однако в ходе циркуляции в кровотоке эритроциту многократно приходится протискиваться через капилляры, диаметр которых в 2 раза меньше диаметра диска эритроцита. Это возможно только потому что нормальный эритроцит имеет мембрану, примерно вдвое превышающую минимальную, в которую можно было бы поместить содержимое этой клетки. Это делает эритроцит способным легко менять свою форму при прохождении через капилляры. По мере старения эритроцита его объем постепенно увеличивается, что приводит к тому, что при прохождении капилляров от эритроцита может «отшнуроваться» часть мембраны вместе с содержимым клетки. Геометрия подсказывает, что «отшнуровывающиеся» от эритроцита везикулы по-разному влияют на объем и поверхность оставшейся мембраны. Если от эритроцита отделится везикула размером примерно 10% от размера клетки, то она унесет с собой около 1% мембраны и 0,1% объема. Поэтому процесс везикуляции ухудшает соотношение площади поверхности клетки к объему, приближая это отношение к характерному для сферы. Эритроциты, потерявшие большую часть мембраны, становятся все больше похожими на сферу. Связь липидной мембраны эритроцита с его примембранным цитоскелетом защищает эритроцит от везикуляции. Нарушения этой связи ускоряют процесс везикуляции. При сфероцитозе эритроциты появляются в крови с нормальным соотношением поверхности клетки к объему. В ходе жизни в кровотоке эти клетки гораздо быстрее теряют мембрану, поэтому в крови появляется довольно много клеток, похожих на сферу. Этот процесс имеет и другую негативную сторону: легко отщепляющиеся микровезикулы увеличивают количество микровезикул, циркулирующих в кровотоке. Считается, что микровезикулы образуются из мембранных «пузырей», которые выпячиваются на поверхности клетки при протеолитическом расщеплении цитоскелета [8–11]. Что касается механизмов, была предложена модель, приводящая к микровезикуляции, – модель кластеризации белка полосы 3. Приток ионов кальция через неспецифические ионные каналы приводит к активации нескольких ферментов, таких как кальпаин или скрамблаза. Известно, что протеолитически активные кальпаины (предположительно, как μ-, так и m-форм) необратимо расщепляют спектрин, а также активируют каспазы, что в конечном итоге может приводить к гибели клетки через апоптоз. Активность скрамблазы, в частности TMEM16F, нарушает фосфолипидную асимметрию и способствует «перескоку» («флип-флопу») фосфатидилсерина на наружную поверхность мембраны эритроцита, что сопровождается образованием микровезикул [12–14]. Модель кластеризации белка полосы 3 связывает окисление гемоглобина и образование гемихрома с димеризацией белка полосы 3 внутри мембраны посредством создания дисульфидной связи. Эта димеризация индуцирует структурную модификацию мембраны эритроцита, что ведет к нарушению связи липидного бислоя с цитоскелетом и дает возможность образования выпячиваний и высвобождения микровезикул [6, 7]. Обе модели имеют общий конечный результат, который представляет собой экспонирование фосфатидилсерина на мембране эритроцита и деградацию белков цитоскелета с последующими модификациями фосфорилирования белка полосы 3. Эти изменения обеспечивают достаточную гибкость мембраны, что приводит к образованию и высвобождению эритроцитарных микровезикул.

Все больше исследований посвящено влиянию микровезикул на свертывание крови и их участию в развитии патологической гиперкоагуляции у детей и взрослых. Везикулы – небольшие (от 100 до 1000 нм) мембранные частицы различного клеточного происхождения – присутствуют в крови здоровых людей, но увеличиваются в концентрации при различных заболеваниях, включая сердечно-сосудистые, онкологические, диабет, сепсис и гемолиз. Многие из этих патологий сопровождаются усилением свертывания крови и возрастающим риском тромботических осложнений [9, 10, 15–17].

У пациентов со сфероцитарной гемолитической анемией могут отмечаться так называемые гемолитические (вазоокклюзивные) кризы [1, 2, 18]. Гемолитический криз напрямую связан с тромботическими осложнениями [3, 19–21]. У детей также одним из предполагаемых механизмов возникновения мезентериальной боли во время криза являются нарушения микроциркуляции, микротромбозы [1].

Повышенная свертываемость крови при сфероцитозе связана, как правило, с несколькими причинами, в том числе с наличием прокоагулянтных микровезикул, высвобождающихся в процессе лизиса эритроцитов [21–24], активацией тромбоцитов [19, 21, 25], нарушениями в пути плазменного свертывания [26–28], эндотелиальными нарушениями и расстройством периферического кровообращения [26, 27, 29, 30]. Все это приводит к различным нарушениям, в том числе легочной недостаточности, тромбозам, кардиологическим нарушениям и ишемическим инсультам [20, 21, 26, 28].

Самые высокие риски развития тромбоза наблюдаются у детей во время проведения хирургических вмешательств, в особенности – спленэктомии [29–32]. Однако традиционно используемые коагулологические методы диагностики состояния свертывающей системы крови не обладают достаточной чувствительностью для характеристики механизмов изменения свертывания при гемолитических анемиях [26]. Глобальные тесты исследования системы гемостаза, такие как тромбодинамика (ТД), являются перспективными для проведения исследований нарушений в системе свертывания крови и уже показали свою чувствительность к активации свертывания у взрослых с гемолитическими анемиями [33, 34].

Выяснение роли микровезикул эритроцитарного происхождения представляет собой сложную задачу в различных клинических ситуациях. Но биохимический состав эритроцитарных микровезикул неплохо охарактеризован, эти сферические фрагменты клеток содержат остаточный гемоглобин и белки эритроцитов, заключенные в фосфолипидную мембрану, обогащенную фосфатидилсерином [35, 36]. Уже известно, что количество микровезикул эритроцитарного происхождения бывает повышено у пациентов с гемолизом как в стабильном состоянии, так и при вазоокклюзионном кризе и коррелирует со скоростью внутрисосудистого гемолиза, а также со степенью активации свертывания крови [35, 37]. Mullier и соавт. [38] продемонстрировано, что концентрация микровезикул при наследственном сфероцитозе значительно выше, чем у здоровых людей. Показано, что гиперкоагуляция при сфероцитозе также связана с наличием прокоагулянтных микровезикул, выделяющихся при лизисе эритроцитов [21, 33–35].

Цель исследования – изучение микровезикул и их вклада в изменения свертывания крови у пациентов с наследственным сфероцитозом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследование включены 5 пациентов мужского пола с диагнозом наследственного сфероцитоза в возрасте от 4 до 15 лет: 2 пациента в состоянии гемолитического криза и 3 – вне криза, без дополнительных критериев отбора. Кровь пациентов и доноров забиралась из кубитальной вены с использованием системы S-Monovette: вакуумная пробирка с цитратом натрия 3,2% и игла-бабочка. Микровезикулы выделялись из цитратной крови путем 6-этапного центрифугирования: 1-й этап – получение бедной тромбоцитами плазмы в режиме 1600g в течение 15 мин, 2-й этап – получение свободной от тромбоцитов плазмы в режиме 10 000g в течение 5 мин, 3-й этап – осаждение микровезикул с получением бедной микровезикулами плазмы в качестве надосадка в режиме 30 000g в течение 30 мин, 4–6-й этапы – осажденные микровезикулы троекратно отмывались в буфере А (NaCl 150 мМ, KCl 2,7 мМ, MgCl2 1 мМ, глюкоза 5 мМ, HEPES 20 мМ, BSA 0,5%, pH 7,4) в режиме 30 000g в течение 30 мин. С помощью метода проточной цитометрии (цитометр NovoCyte Flow Cytometer (ACEA Biosciences Inc.)) определяли концентрацию прокоагулянтных микровезикул, пометив их флуоресцентной меткой с аннексином V (фикоэритрин–аннексин V (an-PE) (BioLegend, США)), и концентрацию микровезикул эритроцитарного происхождения (они были помечены флуоресцентной меткой с антителами к гликофорину А: антитела anti-human CD235a, меченые флуоресцеинизотиоцианатом (Glycophorin A) (BioLegend, США)). Для оценки состояния системы свертывания крови пациентов с гемолитическими анемиями был использован интегральный тест гемостаза – ТД, который чувствителен как к гиперкоагуляционным, так и к гипокоагуляционным изменениям. ТД (набор реагентов и прибор ООО «ГемаКор», Россия) позволяет оценить динамические параметры роста фибринового сгустка от активатора, на котором иммобилизирован тканевый фактор. В работе были использованы начальная (Vi) и стационарная (Vs) скорости роста сгустка. Параметр Vi оценивает образование сгустка в приактиваторной области, где протекают реакции, связанные с тканевым фактором. Vs – это параметр, который измеряется вдали от активатора и показывает динамику фибринового сгустка, когда непосредственный активатор уже закрыт слоем фибрина. ТД измеряли у пациентов и у 5 здоровых добровольцев (2 мужчин и 3 женщины в возрасте от 20 до 40 лет) в плазме крови, свободной от тромбоцитов (богатой микровезикулами), и в плазме крови, очищенной от микровезикул. Для представления результатов коагулограммы использовано активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ) (реагенты HemosIL, коагулометр ACL TOP 700, Instrumentstion Laboratory, США).

Статистический анализ

Для обработки результатов использовалась программа OriginPro (США). Для сравнения совокупностей данных использовался U-критерий Манна–Уитни. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05. Среднеквадратичное отклонение на графиках используется для визуального представления погрешности.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Первой задачей была оценка состояния системы гемостаза у пациентов с наследственным сфероцитозом. Известно, что стандартные тесты гемостаза малочувствительны к изменениям свертывания крови, с которыми сталкиваются пациенты с гемолитической анемией. Неудивительно, что АЧТВ было в норме у всех пациентов и здоровых доноров (рисунок 1А) и не отражало реального состояния системы свертывания. Vi в ТД была повышена у 2 пациентов, которые находились в тяжелом состоянии обострения гемолиза (рисунок 1Б). Все пациенты из группы вне обострения находились в норме. Vs повышена у 1 пациента в тяжелом состоянии и в норме у всех пациентов вне криза (рисунок 1В). Полученные данные хорошо соотносятся с представлениями, что риск тромботических осложнений многократно возрастает при обострении гемолиза.

 

Рисунок 1

Стандартное время свертывания (АЧТВ) (А) и параметры ТД (Б, В) у пациентов с гемолизом и здоровых доноров

Figure 1

Standard clotting time (activated partial thromboplastin time, APTT) (А) and thrombodynamic parameters (Б, В) in the patients with hemolysis and healthy donors

Vi – initial clot growth rate; Vs – stationary clot growth rate

 

Следующей задачей было сравнение концентрации микровезикул у пациентов и здоровых добровольцев. Из рисунка 2 видно, что концентрации всех прокоагулянтных микровезикул (фосфатидилсерин-положительных, меченых аннексином V) и отдельно прокоагулянтных микровезикул эритроцитарного происхождения (меченых гликофорином А) повышены у всех пациентов в тяжелом состоянии по сравнению со здоровыми донорами. У пациентов в стабильном состоянии концентрации прокоагулянтных и эритроцитарных микровезикул близки к значениям у доноров (рисунок 2). Интересно, что пациент в тяжелом состоянии с самой высокой Vs имеет самое высокое число прокоагулянтных везикул эритроцитарного происхождения. Интересно предположить, что эритроцитарные микровезикулы могут оказывать реальный вклад не в процесс инициации свертывания крови, а в дальнейшее ускорение распространения сгустка в пространстве сосуда.

 

Рисунок 2

Концентрации прокоагулянтных (фосфатидилсерин-положительных) (А) и эритроцитарных (гликофорин А-положительных) (Б) микровезикул у пациентов с наследственным сфероцитозом и здоровых доноров

Figure 2

Concentrations of procoagulant (phosphatidylserine-positive) (А) and erythrocyte-derived (glycophorin A-positive) (Б) microparticles in the patients with hereditary spherocytosis and healthy donors

 

Для оценки вклада микровезикул в свертывание крови мы провели сравнение параметров ТД между богатой везикулами плазмой, на которой стандартно выполняется тест ТД, и плазмой, очищенной от микровезикул (рисунок 3). Мы видим, что скорости роста сгустка снижаются в очищенной от везикул плазме по сравнению с плазмой, богатой микровезикулами, это подтверждает, что микровезикулы вносят вклад в изменение свертывания крови у пациентов с наследственным сфероцитозом.

 

Рисунок 3

Сравнение Vi (А) и Vs (Б) для доноров (зеленые столбцы), пациентов в тяжелом (красные столбцы) и стабильном (синие столбцы) состоянии для богатой (цветные столбцы) и бедной (черные столбцы) микровезикулами плазмы

Значение свободной от микровезикул плазмы для каждого пациента следует следующим черным столбцом за его цветным столбцом

Figure 3

A comparison of Vi (A) and Vs (Б) for healthy donors (green bars), critically ill patients (red bars), and stable patients (blue bars) for microparticle-rich (colored bars) and microparticle-poor (black bars) plasma.

The value for microparticle-poor plasma for each patient follows the corresponding colored bar and is shown as a black bar

 

Следующей была задача оценить прокоагулянтную активность микровезикул. Для этого последние были сконцентрированы в 5–6 раз по сравнению с исходной концентрацией путем центрифугирования. После чего проводилась титровка на пуле бедной везикулами нормальной плазмы. В нее добавляли последовательно концентрации микровезикул с шагом 2 от наивысшей до 0, за которой принято добавление буфера. Результаты в виде усредненных кривых интерполяции для разных концентраций представлены на рисунке 4. В качестве ошибки указано среднеквадратичное отклонение между показателями в конкретной точке концентрации микровезикул.

 

Рисунок 4

Сравнение прокоагулянтной активности микровезикул, выделенных из плазмы здоровых доноров и пациентов с наследственным сфероцитозом

Figure 4

A comparison of procoagulant activity of microparticles isolated from the plasma of healthy donors and the patients with hereditary spherocytosis

 

Из рисунка 4 видно, что принципиальных различий в поведении кривых зависимостей скоростей роста сгустка от концентрации добавленных прокоагулянтных микровезикул доноров и пациентов нет. Сравнение данных с использованием критерия Манна–Уитни одних и тех же показателей свертывания на одинаковых концентрациях микровезикул, полученных из крови здоровых добровольцев и пациентов с гемолизом, показало отсутствие различий между выборками (p > 0,05).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Клинические данные свидетельствуют, что пациенты с наследственной гемолитической анемией склонны к тромботическим осложнениям, риск которых растет с взрослением. У детей с наследственным сфероцитозом, по литературным данным, тромбозы наблюдаются в основном в послеоперационном периоде, риск таких осложнений составляет около 5%. Также риск тромбозов многократно повышается во время гемолитического криза [21, 27–29]. Нарушения в цитоскелете эритроцита, которые сопровождают наследственный сфероцитоз, ведут к потере эритроцитом пластичных свойств, а вместе с этим и к нарушению микроциркуляции в связи с изменением соотношения объема и поверхности клетки, повышенным разрушением эритроцитов, а также благодаря появлению в крови больших концентраций прокоагулянтных микрочастиц [21, 39]. Мембрана эритроцитов – составная структура, состоящая из липидного бислоя, связанного с цитоскелетом на основе белков-спектринов, отвечает за уникальные особенности гибкости и механической стабильности этой клетки. Каждый мономер спектрина (α и β) состоит главным образом из повторяющихся единиц (длиной 106 аминокислот), которые сворачиваются в тройную спираль. Соединенные α-/β-гетеродимеры спектрина формируют лицом к лицу расположенные тетрамеры, в то время как другой конец гетеродимера спектрина связан с белком полосы 4.1 и актином. В вертикальное соединение с липидным бислоем вовлекаются 2 трансмембранных белка, белок полосы 3 и гликосфорин C [9, 40, 41]. Дефекты в различных белках, участвующих в связывании липидного бислоя с цитоскелетом, приводят к потере площади поверхности и возникновению сфероцитоза. Тяжесть заболевания в первую очередь зависит от степени потери площади поверхности мембраны [41]. В течение 120-дневной жизни эритроциты теряют примерно 20% своего объема из-за эмиссии микровезикул, тогда как концентрация гемоглобина при этом увеличивается примерно на 14% [40]. Везикуляция для эритроцитов – это также способ избавиться от вредных продуктов обмена, денатурированного гемоглобина, комплекса атаки C5b-9 системы комплемента, неоантигенов 3-й группы или иммуноглобулина G, которые имеют тенденцию накапливаться в клетке [22, 40, 42]. Недостаточность или дисфункция одного белка вертикального цитоскелета или более (белков полосы 3, 4.2, анкирина, α- или β-спектрина) приводят к ослаблению вертикального взаимодействия и отрыву билипидного слоя от цитоскелета, в свою очередь, такие клетки могут выделять большее число микровезикул [24, 40, 41]. Микровезикулы эритроцитарного происхождения, как и другие, экспрессируют фосфатидилсерин. Наличие таких отрицательно заряженных поверхностей, а также ионов кальция необходимо для сборки комплексов активных факторов, таких как теназа и протромбиназа, ускоряя их взаимодействие примерно в 1000 раз, что повышает эффективность гемостаза [43]. Наличие большого количества таких прокоагулянтных микровезикул может служить одним из механизмов активации системы свертывания крови, при возникновении дополнительных условий риска это может приводить к тромботическим осложнениям.

В проведенном нами исследовании стандартное время свертывания (АЧТВ) показывает себя нечувствительным к протромботическим тенденциям при наследственном сфероцитозе. Показатели ТД указывают на высокую прокоагулянтную активность у пациентов при обострении гемолиза. Метод проточной цитометрии с точным количеством флуоресцентных событий позволяет с высокой точностью определить число всех прокоагулянтных и эритроцитарных микровезикул в образце. Нами было показано, что пациенты с обострением гемолиза имеют высокие скорости роста сгустка в тесте ТД, что говорит о гиперкоагуляции, а также высокие значения прокоагулянтных микровезикул. Интересно, что самая высокая Vs, которая отвечает за пространственную динамику тромба, наблюдалась у пациента с самым высоким значением микровезикул эритроцитарного происхождения. Интересно предположить, что микровезикулы эритроцатрного происхождения играют роль не в инициации образования тромба, а в дальнейшем ускорении распространения фибринового сгустка в сосуде. Скорость роста сгустка в плазме, очищенной от микровезикул, ниже, чем до очистки. Поэтому мы можем судить о наличии вклада микровезикул в усиление свертывания крови. Мы не нашли различий в прокоагулянтных свойствах микровезикул, выделенных из крови здоровых доноров и из крови пациентов с гемолизом.

Так как у пациентов с наследственным сфероцитозом повышен риск возникновения тромботических осложнений, то периодически, особенно после спленэктомии и у взрослых пациентов, существует необходимость расширенного контроля состояния системы свертывания крови. Эффекты микровезикул эритроцитарного происхождения при наследственном сфероцитозе включают в себя стимуляцию свертывания крови за счет их повышенного количества, связанного с нарушением мембраны эритроцита.

Ограничения исследования

К ограничениям данного исследования можно отнести небольшое число пациентов, включенных в статью, и требуется дальнейшее изучение влияния микровезикул на изменение свертывания крови у пациентов с наследственным сфероцитозом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Везикуляция – это естественный процесс жизнедеятельности клетки. Однако при наследственном сфероцитозе «ломкость» эритроцита повышена, вследствие чего может высвобождаться больше везикул эритроцитарного происхождения, что показано в данной работе. Также показано, что эти микровезикулы представляют собой поверхности, богатые фосфатидилсерином, поэтому могут принимать активное участие в процессах свертывания крови. Интересно, что количество прокоагулянтных микровезикул было выше у пациентов c тяжелым течением заболевания, по сравнению с пациентами в стабильном состоянии. При этом у пациентов в тяжелом состоянии наблюдалась гиперкоагуляция, зарегистрированная по ТД. Прокоагулянтная активность микровезикул, полученных из плазмы здоровых доноров и из плазмы пациентов со сфероцитозом, была схожа.

ЭТИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА

Исследование одобрено независимым этическим комитетом (выписка из протокола №10/2014 от 18.11.2014) и утверждено решением ученого совета ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России.

ETHICS REVIEW

The study was approved by the Independent Ethics Committee (extract from Protocol No. 10/2014 dated 18 November 2014) and the Scientific Council of the D. Rogachev NMRCPHOI of Ministry of Healthcare of Russia.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда №22-15-00164 (https://rscf.ru/upload/iblock/a3e/j7vnkfl9iy164rkaml98uh0gypkqa9a9.pdf).

FUNDING

The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 22-15-00164 (https://rscf.ru/upload/iblock/a3e/j7vnkfl9iy164rkaml98uh0gypkqa9a9.pdf).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

CONFLICT OF INTEREST

The authors declare no conflict of interest.

ВКЛАД АВТОРОВ

Е.А. Серёгина: концептуализация, сбор и анализ данных, валидация, визуализация, написание черновика рукописи;

К.Т. Турпаев: анализ данных, пересмотр и редактирование текста рукописи;

А.В. Полетаев, Е.А. Бовт, Т.А. Вуймо, Е.А. Бровкина, Д.В. Федорова, Ф.И. Атауллаханов, Н.С. Сметанина, С.С. Шахиджанов: концептуализация, пересмотр и редактирование текста рукописи.

AUTHOR CONTRIBUTIONS

E.A. Seregina: conceptualization, data collection and analysis, validation, visualization, drafting of the manuscript;

K.T. Turpaev: data analysis, revision and editing of the manuscript;

A.V. Poletaev, E.A. Bovt, T.A. Vuimo, E.A. Brovkina, D.V. Fedorova, F.I. Ataullakhanov, N.S. Smetanina, S.S. Shakhidzhanov: conceptualization, revision and editing of the manuscript.

×

About the authors

Elena A. Seregina

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-7534-3863

Cand. Bio. Sci., a leading researcher at the Laboratory of Clinical Hemostasis of the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology, Ministry of Healthcare of the Russian Federation; a research assistant at the Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology of the Russian Academy of Science

Russian Federation, Moscow; Moscow

K. T. Turpaev

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0000-8420-2520
Russian Federation, Moscow

A. V. Poletaev

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-5209-2099
Russian Federation, Moscow

E. A. Bovt

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4724-8647
Russian Federation, Moscow; Moscow

T. A. Vuimo

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3491-1884
Russian Federation, Moscow

E. A. Brovkina

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0009-2153-5809
Russian Federation, Moscow

D. V. Fedorova

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4567-1871
Russian Federation, Moscow

F. I. Ataullakhanov

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-8805-1499
Russian Federation, Moscow

N. S. Smetanina

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3403-181X
Russian Federation, Moscow

S. S. Shakhidzhanov

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: elsereg@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-5677-8052
Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Perrotta S., Gallagher P.G., Mohandas N. Hereditary spherocytosis. Lancet 2008;372(9647):1411–26.
  2. Barcellini W., Bianchi P., Fermo E., Imperiali F.G., Marcello A.P., Vercellati C. et al. Hereditary red cell membrane defects: diagnostic and clinical aspects. Blood Transfus 2011;9(3):274–7.
  3. Da Costa L., Galimand J., Fenneteau O., Mohandas N. Hereditary spherocytosis, elliptocytosis, and other red cell membrane disorders. Blood Rev 2013;27(4):167–78.
  4. Delaunay J. The molecular basis of hereditary red cell membrane disorders. Blood Rev 2007;21(1):1–20.
  5. Eber S., Lux S.E. Hereditary spherocytosis – defects in proteins that connect the membrane skeleton to the lipid bilayer. Semin Hematol 2004;41(2):118–41.
  6. Arese P., Turrini F., Schwarzer E. Band 3/complement-mediated recognition and removal of normally senescent and pathological human erythrocytes. Cell Physiol Biochem 2005;16(4–6):133–46.
  7. Kay M.M., Goodman S.R., Sorensen K., Whitfield C.F., Wong P., Zaki L., Rudloff V. et al. Senescent cell antigen is immunologically related to band 3. Proc Natl Acad Sci 1983;80(6):1631–5.
  8. Morel O., Toti F., Hugel B., Bakouboula B., Camoin-Jau L., Dignat-George F., Freyssinet J.-M. Procoagulant microparticles: disrupting the vascular homeostasis equation? Arterioscler Thromb Vasc Biol 2006;26(12):2594–604.
  9. Nieuwland R., Sturk A. Why do cells release vesicles? Thromb Res 2010;125:S49–51.
  10. Morel O., Pereira B., Averous G., Faure A., Jesel L., Germain P. et al. Increased levels of procoagulant tissue factor-bearing microparticles within the occluded coronary artery of patients with ST-segment elevation myocardial infarction: Role of endothelial damage and leukocyte activation. Atherosclerosis 2009;204(2):636–41.
  11. Morel O., Jesel L., Freyssinet J.-M., Toti F. Cellular mechanisms underlying the formation of circulating microparticles. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2011;31(1):15–26.
  12. Hankins H.M., Baldridge R.D., Xu P., Graham T.R. Role of flippases, scramblases and transfer proteins in phosphatidylserine subcellular distribution. Traffic 2015;16(1): 35–47.
  13. Lang F., Gulbins E., Lerche H., Huber S.M., Kempe D.S., Foller M. Eryptosis, a window to systemic disease. Cell Physiol Biochem 2008;22(5–6):373–80.
  14. Khorchid A., Ikura M. How calpain is activated by calcium. Nat Struct Biol 2002;9(4):239–41.
  15. Burnier L., Fontana P., Kwak Brenda R., Anne Angelillo-Scherrer. Cell-derived microparticles in haemostasis and vascular medicine // Thromb Haemost 2009;101(3): 439–51.
  16. Allan D., Limbrick A.R., Thomas P., Westerman M.P. Release of spectrin-free spicules on reoxygenation of sickled erythrocytes. Nature 1982;295(5850):612–3.
  17. Mause S.F., Weber C. Microparticles: protagonists of a novel communication network for intercellular information exchange. Circ Res 2010;107(9):1047–57.
  18. Konca Ç., Söker M., Taş M.A., Yıldırım R. Hereditary spherocytosis: evaluation of 68 children. Indian J Hematol Blood Transfus 2015;31(1):127–32.
  19. Barker J.E., Wandersee N.J. Thrombosis in heritable hemolytic disorders. Curr Opin Hematol 1999;6(2):71–5.
  20. Ezov N., Levin-Harrus T., Mittelman M., Redlich M., Shabat S., Ward S.M. et al. A chemically induced rat model of hemolysis with disseminated thrombosis. Cardiovasc Toxicol 2002;2(3):181–94.
  21. Ataga K.I. Hypercoagulability and thrombotic complications in hemolytic anemias. Haematologica 2009;94(11):1481–4.
  22. Wagner G.M., Chiu D.T., Yee M.C., Lubin B.H. Red cell vesiculation – a common membrane physiologic event. J Lab Clin Med 1986;108(4):315–24.
  23. Mullier F., Lainey E., Fenneteau O., Da Costa L., Schillinger F., Bailly N. et al. Additional erythrocytic and reticulocytic parameters helpful for diagnosis of hereditary spherocytosis: results of a multicentre study. Ann Hematol 2011;90(7):759–68.
  24. Piccin A., Murphy W.G., Smith O.P. Circulating microparticles: pathophysiology and clinical implications. Blood Rev 2007;21(3):157–71.
  25. Troendle S.B., Adix L., Crary S.E., Buchanan G.R. Laboratory markers of thrombosis risk in children with hereditary spherocytosis. Pediatr Blood Cancer 2007;49(6):781–5.
  26. Crary S.E., Troendle S., Ahmad N., Buchanan G.R. Traditional laboratory measures of cardiovascular risk in hereditary spherocytosis. Pediatr Blood Cancer 2010;55(4):684–9.
  27. Das A., Bansal D., Ahluwalia J., Das R., Rohit M.K., Attri S.V. et al. Risk factors for thromboembolism and pulmonary artery hypertension following splenectomy in children with hereditary spherocytosis. Pediatr Blood Cancer 2014;61(1):29–33.
  28. McGrew W., Avant G.R. Hereditary spherocytosis and portal vein thrombosis. J Clin Gastroenterol 1984;6(4):381–2.
  29. Gelas T., Scalabre A., Hameury F., Dubois R., Grosos C., Mouriquand P.D., Mure P.-Y. Portal vein thrombosis after laparoscopic splenectomy during childhood. J Thromb Thrombolysis 2014;38(2):218–22.
  30. Schneppenheim R., Greiner J. Thrombosis in Infants and Children. Hematology Am Soc Hematol Educ Program 2006:86–96.
  31. Rescorla F.J., West K.W., Engum S.A., Grosfeld J.L. Laparoscopic splenic procedures in children: experience in 231 children. Ann Surg 2007;246(4):683–8.
  32. Riel-Romero R.M.S., Kalra A.A., Gonzalez-Toledo E. Childhood and teenage stroke. Neurol Res 2009;31(8):775–84.
  33. Seregina E.A., Nikulina O.F., Tsvetaeva N.V., Rodionova M.N., Gribkova I.V., Orel E.B., et al. Laboratory tests for coagulation system monitoring in a patient with β-thalassemia. Int J Hematol 2014;99(5): 588–96.
  34. Seregina E.A., Tsvetaeva N.V., Nikulina O.F., Zapariy A.P., Erasov A.V., Gribkova I.V. et al. Eculizumab effect on the hemostatic state in patients with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria. Blood Cells Mol Dis 2015;54(2): 144–50.
  35. Westerman M., Pizzey A., Hirschman J., Cerino M., Weil-Weiner Y., Ramotar P. et al. Microparticles in haemoglobinopathies offer insights into mechanisms of hypercoagulability, haemolysis and the effects of therapy. Br J Haematol 2008;142(1):126–35.
  36. Lentz B.R. Exposure of platelet membrane phosphatidylserine regulates blood coagulation. Prog Lipid Res 2003;42(5):423–38.
  37. Leal J.K.F., Adjobo-Hermans M.J.W., Bosman G.J.C.G.M. Red blood cell homeostasis: mechanisms and effects of microparticle generation in health and disease. Front Physiol 2018;9:703.
  38. Mullier F., Lainey E., Fenneteau O., Da Costa L., Schillinger F., Bailly N. et al. Usefulness of microparticles’s release to improve diagnosis of hereditary spherocytosis: results of a multicentre study. Blood 2010;116(21):2041.
  39. Föller M., Huber S.M., Lang F. Erythrocyte programmed cell death. IUBMB Life 2008;60(10):661–8.
  40. Willekens F.L.A., Werre J.M., Groenen-Döpp Y.A.M., Roerdinkholder-Stoelwinder B., de Pauw B., Bosman G.J.C.G.M. Erythrocyte vesiculation: a self‐protective mechanism? Br J Haematol 2008;141(4):549–56.
  41. Reliene R., Mariani M., Zanella A., Reinhart W.H., Ribeiro M.L., Miraglia del Giudice E. et al. Splenectomy prolongs in vivo survival of erythrocytes differently in spectrin/ankyrin- and band 3-deficient hereditary spherocytosis. Blood 2002;100(6): 2208–15.
  42. Bosman G.J.C.G.M., Lasonder E., Luten M., Roerdinkholder-Stoelwinder B., Novotný V.M.J., Bos H., De Grip W.J. The proteome of red cell membranes and vesicles during storage in blood bank conditions. Transfusion (Paris) 2008;48(5): 827–35.
  43. Kini R.M. Structure-function relationships and mechanism of anticoagulant phospholipase A2 enzymes from snake venoms. Toxicon 2005;45(8):1147–61.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1 Standard clotting time (activated partial thromboplastin time, APTT) (А) and thrombodynamic parameters (Б, В) in the patients with hemolysis and healthy donors Vi – initial clot growth rate; Vs – stationary clot growth rate

Download (312KB)
Indexing metadata
3. Figure 2 Concentrations of procoagulant (phosphatidylserine-positive) (А) and erythrocyte-derived (glycophorin A-positive) (Б) microparticles in the patients with hereditary spherocytosis and healthy donors

Download (187KB)
Indexing metadata
4. Figure 3 A comparison of Vi (A) and Vs (Б) for healthy donors (green bars), critically ill patients (red bars), and stable patients (blue bars) for microparticle-rich (colored bars) and microparticle-poor (black bars) plasma. The value for microparticle-poor plasma for each patient follows the corresponding colored bar and is shown as a black bar

Download (167KB)
Indexing metadata
5. Figure 4 A comparison of procoagulant activity of microparticles isolated from the plasma of healthy donors and the patients with hereditary spherocytosis

Download (143KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2026 «D. Rogachev NMRCPHOI»

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.