Microvesicles are released by various cell types upon activation by outward-blebbing of the cell membrane and contain surface markers and contents of the parent cell. In an experiemental setting, endothelial microvesicles (EMV) have been shown to mediate endothelial dysfunction. Clinical studies have shown an association with cardiovascular risk factors and poor outcome in cardiovascular diseases such as myocardial infarction. In ischemic stroke patients, as well as other neurological diseases, microvesicle (MV) levels are elevated after the acute event compared to healthy controls. The potential prognostic role of circulating EMV and MV of other origins for long-term cardiovascular outcome after ischemic stroke has not yet been studied.
The PROSpective Cohort with Incident Stroke Berlin (PROSCIS-B) is an observational cohort study enrolling patients with first-ever ischemic stroke with a follow-up period of three years. The primary combined endpoint was predefined as recurrent stroke, myocardial infarction (MI), and all-cause mortality. Citrate-blood samples were taken on day 4 (IQR 3-5) after stroke. Levels of endothelial (Annexin V+ CD45- CD41- CD31+/CD144+/CD146+), leukocyte-derived (LMV) (Annexin V+ CD45+ CD41-), monocytic (MMV) (Annexin V+ CD14+ CD41-), and platelet-derived microvesicles (PMV) (Annexin V+ CD41+) were measured using flow cytometry. Kaplan-Meier survival analysis, the log-rank test and Cox proportional hazards models were used to calculate the impact of MV levels on the combined endpoint within three years after adjustment for potential confounding variables.
Between January 2010 and June 2013, 621 patients with mild to moderate stroke were recruited of whom 571 had MV measurements (median age 69 years, 39% female, median National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) 2, interquartile range (IQR) 1-4). During the follow-up period, 95 endpoints (42 recurrent strokes, 5 MI and 48 deaths) occurred. Ischemic stroke patients with levels of EMV (hazard ratio (HR) 2.5, 95% confidence interval (CI) 1.2-4.9) or LMV (HR 3.1, 95% CI 1.4-6.8) in the top quartile suffered more often a combined endpoint than participants with lower levels. This relationship was weaker for PMV (HR 1.7, 95% CI 0.9-3.2) and for MMV (HR 1.1, 95% CI 0.6-1.8) it was not detectable.
In the present study, high levels of EMV and LMV were associated with an increased incidence of secondary cardiovascular events or death after mild to moderate ischemic stroke in the long term. These results enhance the significance of endothelial dysfunction and vascular inflammation for post-stroke outcome. EMV and LMV therefore might be potential cofactors for risk prediction after ischemic stroke.
Mirkovesikel werden von unterschiedlichen Zelltypen bei Aktivierung durch Ausstülpung der Zellmembran freigesetzt und enthalten Oberflächenmarker und teilweise Inhalte der Ursprungszelle. Endotheliale Mikrovesikel sind durch experimentelle Studien als Surrogatmarker für endotheliale Dysfunktion etabliert und in kardiovaskulären Erkrankungen wie dem Myokardinfarkt mit schlechtem Outcome assoziiert. In der Akutphase ischämischer Schlaganfälle sind Mikrovesikelkonzentrationen verglichen zu gesunden Kontrollen deutlich erhöht und zeigen einen Zusammenhang mit Schlaganfallschwere. Die Bedeutung zirkulierender Mikrovesikel verschiender Ursprungszellen im kardiovaskulären Langzeit-Outcome nach ischämischem Schlaganfall ist derzeit noch unklar.
In der Studie PROSpective Cohort with Incident Stroke Berlin (PROSCIS-B) wurden PatientInnen mit erstmaligem ischämischen Schlaganfall für drei Jahre beobachtet. Der vordefinierte primäre kombinierte Endpunkt beinhaltete Rezidivschlaganfälle, Myokardinfarkte und Gesamtmortalität. Die Konzentrationen von endothelialen (Annexin V+ CD45- CD41- CD31+/CD144+/CD146+), leukozytären (Annexin V+ CD45+ CD41-), monozytären (Annexin V+ CD14+ CD41-) und thrombozytären Mikrovesikeln (Annexin V+ CD41+) wurden mittels Durchflusszytometrie im Median am 4. Tag (IQR 3-4) nach Schlaganfall im Citratplasma bestimmt. Zur Berechnung der Effektstärke von Mikrovesikeln auf den kombinierten Endpunkt innerhalb drei Jahre wurden die Kaplan-Meier Überlebensanalyse, der Log-Rank Test und die adjustierte Cox Regressionsanalyse angewendet.
Zwischen Januar 2010 und Juni 2013 wurden 621 Patienten mit milden bis moderaten Schlaganfällen rekrutiert, von denen 571 Mikrovesikelmessungen erhielten (medianes Alter 69 Jahre, 39% weiblich, medianer NIHSS 2, IQR 1-4). Im Beobachtungszeitraum traten 95 Endpunkte (42 sekundäre Schlaganfälle, 5 Myokardinfarkte, 48 Todesfälle) auf. Schlaganfallpatienten mit Konzentrationen in den höchsten Quartilen von endothelialen (HR 2.5, 95% CI 1.2-4.9) oder leukozytären Mirkovesikeln (HR 3.1, 95% CI 1.4-6.8) erlitten häufiger einen kombinierten Endpunkt als Patienten mit niedrigeren Konzentrationen. Dieser Zusammenhang war für thrombozytäre Mirkovesikel weniger deutlich (HR 1.7, 95% CI 0.9-3.2) und für monozytäre nicht erkennbar (HR 1.1, 95% CI 0.6-1.8).
In dieser Studie waren hohe Konzentrationen endothelialer und leukozytärer Mikrovesikel mit einer langfristig erhöhten Inzidenz sekundärer kardiovaskulärer Ereignisse oder Tod nach mildem bis moderatem Schlaganfall assoziiert. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Signifikanz endothelialer Dysfunktion und vaskulärer Inflammation für das Outcome nach Schlaganfall. In der Risikoprädiktion nach ischämischem Schlaganfall könnten endotheliale und leukozytäre Mikrovesikel daher potenziell eine wichtige Rolle spielen.
