ABSTRACT A common feature in patients with abdominal aortic aneurysms (AAA) is the formation of a nonocclusive intraluminal thrombus (ILT) in regions of aortic dilation. Platelets are known to maintain hemostasis and propagate thrombosis through several redundant activation mechanisms, yet the role of platelet activation in the pathogenesis of AAA associated ILT is still poorly understood. Thus, we sought to investigate how platelet activation impacts the pathogenesis of AAA. Using RNA-sequencing, we identify that the platelet-associated transcripts are significantly enriched in the ILT compared to the adjacent aneurysm wall and healthy control aortas. We found that the platelet specific receptor glycoprotein VI (GPVI) is among the top enriched genes in AAA ILT and is increased on the platelet surface of AAA patients. Examination of a specific indicator of platelet activity, soluble GPVI (sGPVI), in two independent AAA patient cohorts is highly predictive of a AAA diagnosis and associates more strongly with aneurysm growth rate when compared to D-dimer in humans. Finally, intervention with the anti-GPVI antibody (J) in mice with established aneurysms blunted the progression of AAA in two independent mouse models. In conclusion, we show that levels of sGPVI in humans can predict a diagnosis of AAA and AAA growth rate, which may be critical in the identification of high-risk patients. We also identify GPVI as a novel platelet-specific AAA therapeutic target, with minimal risk of adverse bleeding complications, where none currently exist. KEY POINTS Soluble glycoprotein VI, which is a platelet-derived blood biomarker, predicts a diagnosis of AAA, with high sensitivity and specificity in distinguishing patients with fast from slow-growing AAA. Blockade of glycoprotein VI in mice with established aneurysms reduces AAA progression and mortality, indicating therapeutic potential.

A common feature in patients with abdominal aortic aneurysms (AAA) is the formation of a nonocclusive intraluminal thrombus (ILT) in regions of aortic dilation. Platelets are known to maintain hemostasis and propagate thrombosis through several redundant activation mechanisms, yet the role of platelet activation in the pathogenesis of AAA associated ILT is still poorly understood. Thus, we sought to investigate how platelet activation impacts the pathogenesis of AAA. Using RNA-sequencing, we identify that the platelet-associated transcripts are significantly enriched in the ILT compared to the adjacent aneurysm wall and healthy control aortas. We found that the platelet specific receptor glycoprotein VI (GPVI) is among the top enriched genes in AAA ILT and is increased on the platelet surface of AAA patients. Examination of a specific indicator of platelet activity, soluble GPVI (sGPVI), in two independent AAA patient cohorts is highly predictive of a AAA diagnosis and associates more strongly with aneurysm growth rate when compared to D-dimer in humans. Finally, intervention with the anti-GPVI antibody (JAQ1) in mice with established aneurysms blunted the progression of AAA in two independent mouse models. In conclusion, we show that levels of sGPVI in humans can predict a diagnosis of AAA and AAA growth rate, which may be critical in the identification of high-risk patients. We also identify GPVI as a novel platelet-specific AAA therapeutic target, with minimal risk of adverse bleeding complications, where none currently exist.

Background: Transforming growth factor beta (TGFβ) blockade via systemic antibody targeting has been shown to augment murine AAA progression in multiple independent studies. Despite these findings, the primary source of protective TGFβ within AAA remains unclear. Previous research conducted in our laboratory demonstrates deletion of platelet-specific TGFβ1 exacerbates aneurysms in the elastase mouse model of AAA. Our present study extends these results by showing a comparable phenotype in the angiotensin II (Ang II) murine model of AAA. Methods and Results: Low density lipoprotein receptor deficient ( Ldlr -/- ) mice with platelet-specific deletion of Tgfβ1 were created by breeding male mice expressing Cre recombinase under the control of a Pf4 promoter to female Tgfβ1 floxed mice (Jackson Labs). Male mice were fed high fat diet 1 week prior to and throughout subcutaneous infusion of AngII (1,000 ng/kg/min). After day 28 of infusion, ex vivo aortic diameter was significantly increased in Cre+ (n = 17) vs Cre- (n = 18) mice ( Cre- : 1.75 ± 0.17 mm; Cre+ : 2.43 ± 0.21 mm; P < 0.05). AAA incidence, defined as aortic diameter ≥ 1.2mm, was 56% for Cre- mice vs. 93% in the Cre+ group. Histological analysis of picrosirius red staining revealed a marked reduction in type 1 abdominal collagen deposition as a proportion of total cellular area in aortas from Cre+ mice versus Cre- controls. OCT embedded sections of aneurysms from both cohorts were also probed for macrophage marker CD68 and analyzed using immunofluorescent microscopy. We found Cre+ aortas had significantly increased macrophage infiltration compared to Cre- aortas. Conclusions: This study of platelet-specific deletion of TGFβ1 in a secondary model of murine AAA supports the conclusion that TGFβ1 sourced form platelets plays a critically important role in the protection of AAA.

Introduction: Abdominal aortic aneurysms (AAA) are a pro-inflammatory disease that frequently feature a nonocclusive intraluminal thrombus (ILT) at the expansion site. Platelet abundance is notable at the luminal interface of an ILT, and recent investigations conducted by our lab and others elucidate the pivotal involvement of platelets activation and adhesion in the pathogenesis of AAA. While inflammation is recognized to affect platelet physiology, the impact of inflammation associated with AAA on the platelet phenotype remains unclear. Therefore, our objective was to elucidate the impact of AAA on platelet phenotype. Methods and Results: Male C57BL/6J mice underwent laparotomy and either a sterile solution of 10 mg/mL elastase solution (n =6) or heat inactivated (HI) elastase solution (n = 4), used as control, was applied to the infrarenal aorta. Weekly ultrasounds demonstrated that mice treated with elastase had significantly elevated aortic diameter and AAA incidence as compared to HI treated controls. Platelet counts and volumes were assessed weekly via a veterinary hematology analyzer. While there was no significant difference in mean platelet volume, platelet counts in AAA mice were on the lower end of the reference range, comparable to human AAA patients. At 4 weeks following laparotomy, platelets were isolated via terminal IVC blood collection, washed, and subjected to a dose response curve of both thrombin (protease-activated receptor agonist; 0.1 U/mL - 1 U/mL) and convulxin (glycoprotein VI agonist; 10 ng/mL - 100 ng/mL). Surface expression of P-selectin was the measured by flow cytometry. Platelets isolated from mice with aneurysms had greater surface P-selectin after agonist exposure compared to HI control platelets. Additionally, we reanalyzed published RNA sequencing data from control and AAA patient isolated platelets and found several upregulated platelet surface markers in AAA patients as compared to controls. Conclusions: Our data indicates that AAA influences platelet reactivity and modifies surface marker expression. While more work is needed to fully elucidate the underlying mechanisms, our data has significant implications for understanding how systemic inflammatory diseases like AAA affects platelets.