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: Patients known to have abdominal aortic aneurysms (AAAs) undergo surveillance imaging to predict both the risk for acute aortic syndromes including aortic dissection and aortic rupture, and the need for surgical intervention. Aortic rupture is a feared consequence of rapidly expanding AAAs. Aims: A blood biomarker that predicts risk for AAA and distinguishes slow from fast AAA growth does not exist but could be a valuable tool for risk stratification. We recently reported systemic levels of the gut microbe-generated metabolite trimethylamine N-oxide (TMAO) are associated with the presence of AAA in humans, and directly contribute to AAA progression in animal models. Methods: We leveraged access 805 patients in two cohorts from Europe (n=237) and the United States (n=658) undergoing serial aortic imaging surveillance. Blood TMAO concentration was measured by stable isotope dilution mass spectrometry. Results: TMAO was positively associated with larger baseline and follow-up abdominal aortic diameter beyond traditional factors (Adjusted OR 3.87, 95% CI, 2.70-5.58, P<0.001). In addition, TMAO predicted rapid AAA growth (HR 1.81, 95%CI, 1.23-2.67, P=0.0029). When TMAO was added to a predictive model of traditional risk factors for AAA, we saw a significant improvement in the net reclassification index (NRI, 0.43, P < 0.001; C statistic, 0.77 (0.72–0.81) with TMAO vs. NRI 0.73 (0.69–0.78) without TMAO, P =0.005). Finally, including TMAO in a predictive model for assessing need for surgical intervention among AAA patients significantly improved the prognostic performance of the model (NRI, 0.44, P < 0.001; C statistic, 0.78 (0.73–0.82) with TMAO vs. 0.75 (0.70–0.79) without TMAO, P =0.004) (Fig. 1). Conclusions: Elevated TMAO levels predict increased risk of AAA, and identify patients with fast-growing AAA and those who may benefit from early surgical intervention to prevent acute aortic syndromes.