Individual Lytic Efficacy of Recombinant Tissue Plasminogen Activator in an In Vitro Human Clot Model: Rate of “Nonresponse”

Authors


  • This work was supported by NIH/NINDS through K02-NS056253 and 3P50-NS04823. The authors have no disclosures or conflicts of interest to report.

Address for correspondence and reprints: George J. Shaw, MD, PhD; e-mail: shawge@ucmail.uc.edu.

Abstract

Objectives

Recombinant tissue plasminogen activator (rt-PA) is a lytic medication widely used in the emergency department to treat acute thrombotic disorders such as ischemic stroke and myocardial infarction. It is known in the clinical use of this drug that it can be less effective in approximately 25% of individuals receiving such treatment. However, there are no data on the variation of lytic efficacy of rt-PA in decreasing individuals' clot size over time. In this study, in vitro lytic efficacy was determined by measuring the decrease in clot diameter after 30 minutes of drug exposure. The authors sought to explore whether there are individuals who do not respond to this lytic therapy and to estimate the rate of nonresponse.

Methods

Human whole blood clots were made from blood drawn from 22 adult volunteers. The only exclusion criterion was the use of aspirin within 72 hours of the blood draw. Blood clots were allowed to spontaneously form at room temperature and were then incubated at 37°C for 3 hours to ensure complete clot retraction. Sample clots from the same individuals were then exposed to human fresh-frozen plasma (hFFP) control or rt-PA in hFFP (rt-PA) at a concentration of 3.15 μg/mL. All clots were exposed at 37°C for 30 minutes, and clot diameter was measured as a function of time, using a microscopic imaging technique. The fractional clot loss (FCL), which is the percentage decrease in clot diameter at 30 minutes, was used as a measure of lytic efficacy.

Results

Means with standard deviation (SD) FCL values were 8.6% (±3.0%) for control and 20.6% (±9.3%) for rt-PA–treated clots. The mean (±SD) difference in FCL values was 12.0% (±8.8%) and was significant (p < 0.05, paired t-test). Five of the 22 subjects (23%) were “rt-PA nonresponders,” in that their FCL (rt-PA) values fell within that of the FCL control values.

Conclusions

Overall, rt-PA does not produce clot lysis in vitro in clots from a substantial minority of the population, likely due to individual variations in clot composition and structure.

Resumen

Eficacia Lítica Individual del Activador Tisular de Plasminógeno Recombinante en un Modelo de Coágulo Humano in Vitro: El porcentaje de “No Respuesta”

Objetivos

El activador tisular de plasminógeno recombinante (Recombinant tissue plasminogen activator o rt-PA) es una medicación lítica utilizada ampliamente en el servicio de urgencias (SU) para tratar enfermedades trombóticas agudas como el ictus isquémico o el infarto de miocardio. El uso clínico de este medicamento pone en evidencia que puede ser menos efectivo en aproximadamente un 25% de los individuos que lo reciben. Sin embargo, no hay datos sobre la variación de la eficacia lítica de rt-PA en la disminución del tamaño del coágulo en los individuos a lo largo del tiempo. Es este estudio, la eficacia lítica in vitro se determinó midiendo el descenso en el diámetro del coágulo tras 30 minutos de exposición al medicamento. Se exploró si hay individuos que no responden a esta terapia lítica, y se estimó el porcentaje de no respuesta.

Metodología

Se hicieron coágulos sanguíneos humanos con sangre extraída de voluntarios tras la aprobación del protocolo de estudio por el comité ético de investigación. El único criterio de exclusión fue la toma de aspirina en las 72 horas previas a la extracción de sangre. Los coágulos de sangre de los 22 adultos voluntarios se formaron espontáneamente a temperatura ambiente y después se incubaron a 37°C durante 3 horas para asegurar la retracción completa del coágulo. Los coágulos de la muestra de un mismo individuo se expusieron posteriormente a plasma fresco humano congelado (hFFP) control, o a rt-PA en hFFP a la concentración de 3,15 μg/ml. Todos los coágulos se expusieron a 37°C durante 30 minutos. El diámetro del coágulo se midió en función del tiempo usando técnicas de imagen microscópicas. La fracción de coágulo perdida (fractional clot loss (FCL)), que es el porcentaje que disminuye el diámetro del coágulo en 30 minutos, se usó como medida de la eficacia lítica.

Resultados

Las medias con desviación estándar (DE) de los valores de FCL fueron 8,6% (DE ±3,0%) para el grupo control y 20,6% (DE ±9,3%) para los coágulos tratados con rt-PA. La diferencia media en los valores de FCL fue del 12,0% (DE ±8,8%) y fue significativa (p < 0,05, t-test para datos apareados). Cinco de los 22 sujetos (23%), fueron “no respondedores a rt-PA,” ya que sus valores FCL (rt-PA) se encontraron dentro de sus valores de FCL control.

Conclusiones

En general, el rt-PA no funciona para una minoría considerable de la población, probablemente debido a variaciones individuales en la composición y estructura del coágulo.

Ancillary