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Background/Aims: An estimated 80 million people worldwide are infected with viremic hepatitis C virus (HCV). Even after eradication of HCV with direct acting antivirals (DAAs), hepatic fibrosis remains a risk factor for hepatocarcinogenesis. Recently, we confirmed the applicability of microfibrillar-associated protein 4 (MFAP4) as a serum biomarker for the assessment of hepatic fibrosis. The aim of the present study was to assess the usefulness of MFAP4 as a biomarker of liver fibrosis after HCV eliminating therapy with DAAs.
Methods: MFAP4 was measured using an immunoassay in 50 hepatitis C patients at baseline (BL), the end-of-therapy (EoT), and the 12-week follow-up visit (FU). Changes in MFAP4 from BL to FU and their association with laboratory parameters including alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), platelets, the AST to platelet ratio index (APRI), fibrosis-4 score (FIB-4), and albumin were analyzed.
Results: MFAP4 serum levels were representative of the severity of hepatic fibrosis at BL and correlated well with laboratory parameters, especially APRI (Spearman correlation, R²=0.80). Laboratory parameters decreased significantly from BL to EoT. MFAP4 serum levels were found to decrease from BL and EoT to FU with high statistical significance (Wilcoxon p<0.001 for both).
Conclusions: Our findings indicate that viral eradication resulted in reduced MFAP4 serum levels, presumably representing a decrease in hepatic fibrogenesis or fibrosis. Hence, MFAP4 may be a useful tool for risk assessment in hepatitis C patients with advanced fibrosis after eradication of the virus.
Integrin a2ß1 ist ein Adhäsionsrezeptor, der verschiedene Kollagentypen bindet. Als solcher spielt es eine bedeutende Rolle für Zellfunktionen wie Migration und die Regulation des Zytoskeletts, Zellteilung, Apoptose und Differenzierung. Integrin a2ß1 übernimmt deshalb eine tragende Funktion in Prozessen wie Wundheilung, Angiogenese und der Progression und Metastasierung von Krebs. Rhodocetin ist ein Antagonist des Integrins a2ß1. Es ist ein C-Typ-Lektin-artiges Protein das im Schlangengift der Malaiischen Grubenotter (Calloselasma rhodostoma) entdeckt wurde. Rhodocetin besteht aus vier Untereinheiten a, ß, ? und d, die zwei Dimere formen (aß und ?d), welche wiederum eine kreuzförmige heterotetramere Quartiärstruktur bilden, die bislang nur für Rhodocetin beschrieben wurde. Rhodocetin bindet an die Integrin-a2A-Domäne der a-Untereinheit des Integrins a2ß1. Rhodocetin unterbindet damit die Bindung von Kollagen und die Aktivierung des Integrins. Der genaue Interaktionsmechanismus von Rhodocetin mit der Integrin-a2A-Domäne ist noch unbekannt. In der vorliegenden Arbeit wurden mittels Hybridomtechnik monoklonale Antikörper gegen Rhodocetin generiert. Es wurden sechs Fusionen von Lymphozyten mit Myelomazellen durchgeführt, für die sowohl Mäuse als auch Ratten mit Rhodocetin immunisiert wurden. Die erzeugten Hybridomaklone wurden zunächst im ELISA auf ihre Fähigkeit getestet, Rhodocetin zu binden. Positiv getestete Klone wurden selektiert und die monoklonalen Antikörper aus den Zellüberständen aufgereinigt. Es konnten 14 monoklonale Antikörper etabliert werden. Die Antikörper wurden zunächst in ihren Bindungseigenschaften charakterisiert. Hierzu wurden verschiedene ELISAs, Immunblot und Immunpräzipitation genutzt. In der Duchflusszytometrie wurde getestet, ob die Antikörper an Integrin a2ß1 gebundenes Rhodocetin detektieren. Die Antikörper lassen sich hinsichtlich ihr Bindungseigenschaften und der Lage ihrer Bindungsepitope auf den verschiedenen Rhodocetin-Heterodimeren in unterschiedliche Klassen unterteilen. Es wurde nachgewiesen, dass Rhodocetin Konformationsänderungen unterliegt, die durch die Bindung einiger der generierten Antikörper induziert werden. Um den Einfluss divalenter Kationen auf die Konformation von Rhodocetin sowie den Interaktionsmechanismus von Rhodocetin mit der Integrin-a2A-Domäne zu untersuchen, wurde die analytische Gelfiltrationschromatographie genutzt. Es konnte gezeigt werden, dass die Bindung divalenter Kationen die Konformation von Rhodocetin beeinflusst. Um die Interaktionsstudien von Rhodocetin mit der a2A-Domäne auszuwerten wurde ein Sandwich-ELISA etabliert. Dieser ermöglichte es, im Anschluss an die Gelfiltration, die beiden Rhodocetin-Heterodimere unabhängig voneinander im Eluat nachzuweisen und zu quantifizieren. Es wurde nachgewiesen, dass das Rhodocetin-Heterotetramer während der Interaktion mit der Integrin-a2A-Domäne dissoziiert und nur das ?d-Dimer einen stabilen Komplex mit der a2A-Domäne bildet, während das aß-Dimer freigesetzt und unabhängig von diesem Komplex eluiert wird. Die pharmakologischen Eigenschaften von Rhodocetin wurden in einem Tumor-Xenograft-Modell untersucht, für das immundefizienten Mäusen HT1080 Fibrosarkomzellen implantiert wurden. Rhodocetin wurde den Mäusen intravenös appliziert und die Auswirkungen auf die Tumoren sowie der Verbleib von Rhodocetin im Körper analysiert. Die Entwicklung der Serumkonzentration von Rhodocetin wurde mit dem etablierten Sandwich-ELISA untersucht, welches hierzu mit einer Standardreihe kalibriert wurde. Die Elimination von Rhodocetin folgt einer Kinetik erster Ordnung. Die Exkretion von Rhodocetin erfolgt über die Niere. Es zeigte sich, dass etwa zwei Drittel des applizierten Rhodocetins unmittelbar nach Injektion von Integrin a2ß1-exprimierenden Zellen des Blutes gebunden werden. Die immunhistologische Auswertung von Tumoren und Kontrollgeweben ergab, dass Rhodocetin an Endothelzellen innerhalb der Nierenglomeruli sowie der Leber bindet. Rhodocetin konnte auch auf Endothelzellen der Tumorvaskulatur nachgewiesen werden. Innerhalb der Tumoren wurde Rhodocetin auch außerhalb von Blutgefäßen gefunden, wo es an HT1080 Tumorzellen bindet. Die Behandlung mit Rhodocetin beeinträchtigte die Integrität der Blutgefäße innerhalb der Tumoren und führte zu Hämorrhagien. Um die Auswirkungen von Rhodocetin auf die Tumoren genauer zu untersuchen und zu quantifizieren, wurde dynamische Magnetresonanztomographie genutzt. Es zeigte sich, dass Rhodocetin die Durchlässigkeit der Blutgefäße in Tumoren signifikant erhöht.
The tumor vasculature differs from normal blood vessels in morphology, composition and stability. Here, we describe a novel tumor vessel-disrupting mechanism. In an HT1080/mouse xenograft tumor model rhodocetin-αβ was highly effective in disrupting the tumor endothelial barrier. Mechanistically, rhodocetin-αβ triggered MET signaling via neuropilin-1. As both neuropilin-1 and MET were only lumen-exposed in a subset of abnormal tumor vessels, but not in normal vessels, the prime target of rhodocetin-αβ were these abnormal tumor vessels. Consequently, cells lining such tumor vessels became increasingly motile which compromised the vessel wall tightness. After this initial leakage, rhodocetin-αβ could leave the bloodstream and reach the as yet inaccessible neuropilin-1 on the basolateral side of endothelial cells and thus disrupt nearby vessels. Due to the specific neuropilin-1/MET co-distribution on cells lining such abnormal tumor vessels in contrast to normal endothelial cells, rhodocetin-αβ formed the necessary trimeric signaling complex of rhodocetin-αβ-MET-neuropilin-1 only in these abnormal tumor vessels. This selective attack of tumor vessels, sparing endothelial cell-lined vessels of normal tissues, suggests that the neuropilin-1-MET signaling axis may be a promising drugable target for anti-tumor therapy, and that rhodocetin-αβ may serve as a lead structure to develop novel anti-tumor drugs that target such vessels.