Eine Konformationsänderung von Komplement C5 ist für die Thrombin-vermittelte Spaltung erforderlich, aufgezeigt mittels eines neuartigen ex-vivo-Modells mit humanem Vollblut und vollständig erhaltener Thrombinaktivität

Thrombin activation of C5 connects thrombosis to inflammation. Complement research in whole blood ex vivo necessitates anticoagulation, which potentially interferes with the inflammatory modulation by thrombin. We challenged the concept of thrombin as an activator of native C5 by analyzing complement activation and C5 cleavage in human whole blood anticoagulated with Gly-Pro-Arg-Pro (GPRP), a peptide targeting fibrin polymerization downstream of thrombin, allowing complete endogenous thrombin generation. GPRP dose-dependently inhibited coagulation but allowed for platelet activation in accordance with thrombin generation. Spontaneous and bacterial-induced complement activation by Escherichia coli and Staphylococcus aureus, analyzed at the level of C3 and C5, were similar in blood anticoagulated with GPRP and the thrombin inhibitor lepirudin. In the GPRP model, endogenous thrombin, even at supra-physiologic concentrations, did not cleave native C5, despite efficiently cleaving commercially sourced purified C5 protein, both in buffer and when added to C5-deficient serum. In normal serum, only exogenously added, commercially sourced C5 was cleaved, whereas the native plasma C5 remained intact. Crucially, affinity-purified C5, eluted under mild conditions using an MgCl2 solution, was not cleaved by thrombin. Acidification of plasma to pH ≤ 6.8 by hydrochloric or lactic acid induced a C5 antigenic change, nonreversible by pH neutralization, that permitted cleavage by thrombin. Circular dichroism on purified C5 confirmed the structural change during acidification. Thus, we propose that pH-induced conformational change allows thrombin-mediated cleavage of C5 and that, contrary to previous reports, thrombin does not cleave plasma C5 in its native form, suggesting that thrombin cleavage of C5 may be restricted to certain pathophysiological conditions.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Die Autoren verglichen GPRP-antikoaguliertes Blut, das endogene Thrombinbildung erlaubt, mit Lepirudin-antikoaguliertem Blut. GPRP hemmte die Gerinnung dosisabhängig, ließ jedoch Thrombozytenaktivierung zu; die bakterieninduzierte Komplementaktivierung war in beiden Modellen vergleichbar. Endogenes Thrombin spaltete natives C5 im GPRP-Modell nicht, wohl aber kommerziell bezogenes gereinigtes C5; eine pH-Absenkung auf ≤ 6,8 induzierte eine Konformationsänderung, die die Spaltung ermöglichte. Die Autoren folgern, dass die Thrombin-vermittelte C5-Spaltung eine säureinduzierte Konformationsänderung erfordert und möglicherweise nur unter bestimmten pathophysiologischen Bedingungen stattfindet.

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