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M. Winzely, A. Jouppila, G. Ramer, L. Lux, B. Lendl, K. Barreiro, R. Lassila, G. Friedbacher:
"AFM investigation of APAC (antiplatelet and anticoagulant heparin proteoglycan)";
Analytical and Bioanalytical Chemistry, 413 (2021), 29; S. 1 - 10.

Thrombozytenaggregationshemmer und Gerinnungshemmer werden als antithrombotische Mittel eingestuft, um die Bildung von Blutgerinnseln zu reduzieren. Für eine erfolgreiche Behandlung vieler bekannter komplexer Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die durch Thrombozyten- und/oder Gerinnungsaktivität verursacht werden, ist die Notwendigkeit von mehr als einem Antithrombotikum unvermeidlich. Die Kombination von Medikamenten mit unterschiedlichen Wirkmechanismen erhöht jedoch das Blutungsrisiko. Dual Antikoagulans und Thrombozytenaggregationshemmer (APAC), ein neuartiges halbsynthetisches antithrombotisches Molekül, bietet in präklinischen Studien sowohl gerinnungshemmende als auch thrombozytenaggregationshemmende Eigenschaften. APAC tritt mit diesem neuen aufregenden Ansatz zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen in klinische Studien ein. Für ein besseres Verständnis der biologischen Funktion von APAC ist eine umfassende Kenntnis seiner Struktur unerlässlich. In dieser Studie wurde die Rasterkraftmikroskopie (AFM) verwendet, um APAC nach seiner Struktur zu charakterisieren und die molekulare Wechselwirkung von APAC mit dem von-Willebrand-Faktor (VWF) zu untersuchen, da eine spezifische Bindung von APAC an VWF die Thrombozytenakkumulation an vaskulären Verletzungsstellen reduzieren könnte. Durch die Optimierung von Drop-Casting-Experimenten konnten wir das Volumen eines einzelnen APAC-Moleküls bei etwa 600 nm bestimmen.3und bestätigen, dass APAC unter den experimentellen Bedingungen Multimere bildet, insbesondere Dimere und Trimere. Indem wir das Drop-Casting-Verhalten von APAC und VWF einzeln untersuchten, stellten wir ihre Wechselwirkung mit einem indirekten Ansatz dar. Darüber hinaus unterstützten in vitro und in vivo durchgeführte Experimente an Schweinen die AFM-Ergebnisse weiter. Schließlich wurde die erfolgreiche Adsorption von APAC an eine flache Goldoberfläche durch photothermisch induzierte Resonanz bestätigt, wobei die abgeschwächte Totalreflexions-Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (ATR-FTIR) als Referenzmethode diente.

Antiplatelet and anticoagulant drugs are classifed antithrombotic agents with the purpose to reduce blood clot formation.
For a successful treatment of many known complex cardiovascular diseases driven by platelet and/or coagulation activity,
the need of more than one antithrombotic agent is inevitable. However, combining drugs with diferent mechanisms of action
enhances risk of bleeding. Dual anticoagulant and antiplatelet (APAC), a novel semisynthetic antithrombotic molecule,
provides both anticoagulant and antiplatelet properties in preclinical studies. APAC is entering clinical studies with this
new exciting approach to manage cardiovascular diseases. For a better understanding of the biological function of APAC,
comprehensive knowledge of its structure is essential. In this study, atomic force microscopy (AFM) was used to characterize
APAC according to its structure and to investigate the molecular interaction of APAC with von Willebrand factor (VWF),
since specifc binding of APAC to VWF could reduce platelet accumulation at vascular injury sites. By the optimization of
drop-casting experiments, we were able to determine the volume of an individual APAC molecule at around 600 nm3
, and
confrm that APAC forms multimers, especially dimers and trimers under the experimental conditions. By studying the drop casting behavior of APAC and VWF individually, we depictured their interaction by using an indirect approach. Moreover,
in vitro and in vivo conducted experiments in pigs supported the AFM results further. Finally, the successful adsorption of
APAC to a fat gold surface was confrmed by using photothermal-induced resonance, whereby attenuated total refection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) served as a reference metho

Antiplatelet · Anticoagulant · APAC · Atomic force microscopy · AFM · Photothermal-induced resonance · AFM-IR

http://dx.doi.org/10.1007/s00216-021-03765-y

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_298648.pdf