Effects of various hormone therapies on the coagulation system
Date
2022-12
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Introduction: Untreated menopause may have serious health implications, but treatments can have
dangerous side effects. Many hormone replacement therapies (HRT) are available to relieve these
symptoms, such as conjugated equine estrogen (CEE) and bioidentical hormone therapy (BHT). The
routes of administration include oral and transdermal. Hormones that are administered orally
undergo hepatic first-pass metabolism. The by- products have lower efficacy and possibly enhanced
side effects.
Furthermore, hormone treatments influence the coagulation cascade through coagulation factors or
their regulators, where increased coagulation poses a risk for venous thromboembolism (VTE). A
definite conclusion on whether the side effects from hormone treatments exceed the risk of
untreated menopause cannot be made due to insufficient research. However, a more individualised
approach to hormone treatments may be the most feasible solution to this dilemma.
Aims/Objectives: Firstly, we aimed to evaluate the changes in blood coagulation due to the addition
of different estrogens. Thromboelastography (TEG) analysis was utilised to investigate whether
estrogenic effects influence clot formation and -strength and, consequently, coagulation.
furthermore, fluorescence microscopy (FM) was used to analyse platelet morphology and -activation
and fibrinaloid formation. Secondly, we aimed to evaluate the changes in blood coagulation due to
the use of transdermal BHT. Blood samples were collected before and three months into transdermal
compounded BHT (cBHT). TEG and FM were used to evaluate the properties of clots and platelets, as
mentioned for the first aim. A serum-amyloid A (SAA) enzyme linked immunoabsorbent assay (ELISA)
was also conducted with these samples. Thirdly, we investigated the possibility of a more
individualised approach to HRT by utilising genetic screening, amongst other tests.
Results: At high concentrations, estradiol/17β-estradiol (E2) and estrone sulfate (ES) influenced
the coagulability of blood samples, and these changes were seen within reaction time (R), kinetic
time (K), maximal amplitude (MA), time to maximum rate of thrombus generation (TMRTG) and total
thrombus generation (TTG) parameters of a TEG analysis. The addition of E2 and ES changed the
platelet spreading in whole blood (WB) samples compared to the control, but no changes were seen in
platelet clumping and fibrinaloid formation. ES seemed to have no effect in the platelet-rich
plasma (PRP) model, but E2 increased platelet clumping and activation. No statistically significant
differences existed between controls and treatments within the measured TEG parameters. However,
even though not significant, R, K, and TMRTG increased slightly after treatment, indicating the
possible anticoagulation properties of these treatments. The FM results showed that both the
control and treatment groups resulted in moderate platelet spreading, mild platelet clumping,
and moderate areas of plasma protein misfolding visible as fibrinaloids. Overall, the control
group, as well as the treatment group, were ‘mildly’ coagulable. SAA levels showed a statistically
significant increase for the treatment group. Genetic tests can provide insights into how a person
regulates coagulation and the impact on coagulation due to variations of
certain genes.
Conclusion: The use of hormone treatments might promote coagulation through platelet activation,
but it exhibits anticoagulation properties at high concentrations. To eliminate or decrease the
effects of HRT on the risk of VTE, an individualised approach might be the most
feasible at this stage.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Inleiding: Onbehandelde menopouse kan ernstige gesondheidsimplikasies hê, maar behandelings kan gevaarlike newe-effekte inhou. Baie hormoonvervangingsterapieë (HVT) is beskikbaar om hierdie simptome te verlig, soos gekonjugeerde ‘equine’-estrogeen (CEE) en bioidentiese hormoonterapie (BHT). Die toedieningsroetes sluit oraal en transdermaal in. Hormone wat oraal toegedien word, ondergaan hepatiese ‘first-pass’ metabolisme. Die newe-produkte het 'n laer doeltreffendheid en moontlik verhoogde newe-effekte. Verder beïnvloed hormoonbehandelings die stollingskaskade deur stollingsfaktore of hul reguleerders, waar verhoogde stolling 'n risiko vir veneuse trombo-embolisme (VTE) inhou. Onvoldoene navorsing lei daartoe dat ’n definitiewe gevolgtrekking oor of die newe-effekte van hormoonbehandelings die risiko van onbehandelde menopouse oorskry nie gemaak kan word nie. 'n Meer geïndividualiseerde benadering tot hormoonbehandelings blyk om die mees haalbare oplossing vir hierdie dilemma te wees. Doelwitte: Eerstens het ons ten doel gehad om die veranderinge in bloedstolling as gevolg van die byvoeging van verskillende estrogeen te evalueer. Tromboelastografie (TEG) analise is gebruik om die estrogeniese effekte op klontvorming en -sterkte en gevolglik stolling te ondersoek. Verder is fluoressensiemikroskopie (FM) gebruik om bloedplaatjiemorfologie en -aktivering en fibrinaloïdvorming te ontleed. Tweedens het ons ten doel gehad om die veranderinge in bloedstolling as gevolg van die gebruik van transdermale BHT te evalueer. Bloedmonsters is voor en drie maande na transdermaal gekombineerde BHT (gBHT) ingesamel. TEG en FM is gebruik om die eienskappe van klonte en bloedplaatjies te evalueer, soos genoem vir die eerste doel. 'n Serum-amyloïd A (SAA) ensiemgekoppelde immunoabsorberende ‘assay’ (ELISA) is ook met hierdie monsters uitgevoer. Derdens het ons die moontlikheid van 'n meer geïndividualiseerde benadering tot HVT ondersoek deur onder meer genetiese toetse te ontleed. Resultate: By hoë konsentrasies het estradiol/17β-estradiol (E2) en estroonsulfaat (ES) die stolbaarheid van bloedmonsters beïnvloed, en hierdie veranderinge is gesien deur reaksietyd (R), kinetiese tyd (K), maksimum amplitude (MA), tyd tot maksimum tempo van trombusgenerering (TMRTG) en totale trombusgenerering (TTG) waardes van 'n TEG- analise. Die byvoeging van E2 en ES het die bloedplaatjieverspreiding in heelbloed (HB) monsters verander in vergelyking met die kontrole, maar geen veranderinge is in bloedplaatjie klontering en fibrinaloïdvorming gesien nie. ES het blykbaar geen effek in die plaatjieryke plasma (PRP) model gehad nie, maar E2 het bloedplaatjieklontering en aktivering verhoog. Geen statisties beduidende verskille het bestaan tussen kontroles en behandelings binne die geanaliseerde TEG-waardes nie. Alhoewel dit nie beduidend is nie, het R, K en TMRTG effens toegeneem na behandeling, wat die moontlike antikoagulasie eienskappe van hierdie behandelings aandui. Die FM-resultate het getoon dat beide die kontrole- en behandelingsgroepe gelei het tot matige plaatjieverspreiding, ligte plaatjieklontering en matige areas van plasmaproteïen misvouing (sigbaar as fibrinaloïede). Oor die algemeen was die kontrolegroep, sowel as die behandelingsgroep, 'matig' stolbaar. SAA-vlakke het 'n statisties beduidende toename vir die behandelingsgroep getoon. Genetiese toetse kan insig gee oor hoe 'n persoon stolling reguleer en die impak op stolling as gevolg van variasies van sekere gene. Gevolgtrekking: Die gebruik van hormoonbehandelings kan stolling bevorder deur bloedplaatjieaktivering, maar dit vertoon antistollingseienskappe by hoë konsentrasies. Om die uitwerking van HVT op die risiko van VTE uit te skakel of te verminder, blyk 'n geïndividualiseerde benadering op hierdie stadium die mees haalbaar.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Inleiding: Onbehandelde menopouse kan ernstige gesondheidsimplikasies hê, maar behandelings kan gevaarlike newe-effekte inhou. Baie hormoonvervangingsterapieë (HVT) is beskikbaar om hierdie simptome te verlig, soos gekonjugeerde ‘equine’-estrogeen (CEE) en bioidentiese hormoonterapie (BHT). Die toedieningsroetes sluit oraal en transdermaal in. Hormone wat oraal toegedien word, ondergaan hepatiese ‘first-pass’ metabolisme. Die newe-produkte het 'n laer doeltreffendheid en moontlik verhoogde newe-effekte. Verder beïnvloed hormoonbehandelings die stollingskaskade deur stollingsfaktore of hul reguleerders, waar verhoogde stolling 'n risiko vir veneuse trombo-embolisme (VTE) inhou. Onvoldoene navorsing lei daartoe dat ’n definitiewe gevolgtrekking oor of die newe-effekte van hormoonbehandelings die risiko van onbehandelde menopouse oorskry nie gemaak kan word nie. 'n Meer geïndividualiseerde benadering tot hormoonbehandelings blyk om die mees haalbare oplossing vir hierdie dilemma te wees. Doelwitte: Eerstens het ons ten doel gehad om die veranderinge in bloedstolling as gevolg van die byvoeging van verskillende estrogeen te evalueer. Tromboelastografie (TEG) analise is gebruik om die estrogeniese effekte op klontvorming en -sterkte en gevolglik stolling te ondersoek. Verder is fluoressensiemikroskopie (FM) gebruik om bloedplaatjiemorfologie en -aktivering en fibrinaloïdvorming te ontleed. Tweedens het ons ten doel gehad om die veranderinge in bloedstolling as gevolg van die gebruik van transdermale BHT te evalueer. Bloedmonsters is voor en drie maande na transdermaal gekombineerde BHT (gBHT) ingesamel. TEG en FM is gebruik om die eienskappe van klonte en bloedplaatjies te evalueer, soos genoem vir die eerste doel. 'n Serum-amyloïd A (SAA) ensiemgekoppelde immunoabsorberende ‘assay’ (ELISA) is ook met hierdie monsters uitgevoer. Derdens het ons die moontlikheid van 'n meer geïndividualiseerde benadering tot HVT ondersoek deur onder meer genetiese toetse te ontleed. Resultate: By hoë konsentrasies het estradiol/17β-estradiol (E2) en estroonsulfaat (ES) die stolbaarheid van bloedmonsters beïnvloed, en hierdie veranderinge is gesien deur reaksietyd (R), kinetiese tyd (K), maksimum amplitude (MA), tyd tot maksimum tempo van trombusgenerering (TMRTG) en totale trombusgenerering (TTG) waardes van 'n TEG- analise. Die byvoeging van E2 en ES het die bloedplaatjieverspreiding in heelbloed (HB) monsters verander in vergelyking met die kontrole, maar geen veranderinge is in bloedplaatjie klontering en fibrinaloïdvorming gesien nie. ES het blykbaar geen effek in die plaatjieryke plasma (PRP) model gehad nie, maar E2 het bloedplaatjieklontering en aktivering verhoog. Geen statisties beduidende verskille het bestaan tussen kontroles en behandelings binne die geanaliseerde TEG-waardes nie. Alhoewel dit nie beduidend is nie, het R, K en TMRTG effens toegeneem na behandeling, wat die moontlike antikoagulasie eienskappe van hierdie behandelings aandui. Die FM-resultate het getoon dat beide die kontrole- en behandelingsgroepe gelei het tot matige plaatjieverspreiding, ligte plaatjieklontering en matige areas van plasmaproteïen misvouing (sigbaar as fibrinaloïede). Oor die algemeen was die kontrolegroep, sowel as die behandelingsgroep, 'matig' stolbaar. SAA-vlakke het 'n statisties beduidende toename vir die behandelingsgroep getoon. Genetiese toetse kan insig gee oor hoe 'n persoon stolling reguleer en die impak op stolling as gevolg van variasies van sekere gene. Gevolgtrekking: Die gebruik van hormoonbehandelings kan stolling bevorder deur bloedplaatjieaktivering, maar dit vertoon antistollingseienskappe by hoë konsentrasies. Om die uitwerking van HVT op die risiko van VTE uit te skakel of te verminder, blyk 'n geïndividualiseerde benadering op hierdie stadium die mees haalbaar.
Description
Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2022.