Odkryto nowy mechanizm rozwoju naczyń krwionośnych. Pozwoli to między innymi na szybszą regenerację tkanek serca po zawale

Odkrycie hiszpańskich naukowców może zaowocować nowatorskim leczeniem zawału i choroby niedokrwiennej. Poznanie mechanizmu skutecznego wywołania arterializacji prawdopodobnie pomoże przywrócić funkcje czynnościowe tkanek mięśnia sercowego, które uległy zniszczeniu z powodu zatrzymania przepływu krwi i ich niedotlenienia.

Powstawanie naczyń krwionośnych

Pierwsze naczynia krwionośne, które powstają w jakimkolwiek rosnącym narządzie są niedojrzałe. Tworzą one niezróżnicowaną, prymitywną sieć, którą nazywa się prekursor owym splotem naczyniowym. Ta struktura jest jednak mało efektywna w transporcie krwi, dopiero utworzenie hierarchicznego układu naczyniowego, który składa się z tętnic i żył pozwala na skuteczny przepływ krwi do tkanek.

Rui Benedito z międzynarodowego centrum badawczego CNIC (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III) wyjaśnia, że kiedy Notch nie zostanie aktywowany w komórkach śródbłonka, nie dojdzie do specyfikacji i dalszego rozwój tętnic. Pozostaną jedynie komórkami śródbłonka naczyń włosowatych i żylnych.

Wcześniejsze obserwacje wynikające z współpracy firm Astrazenca i Moderna pomogły lepiej zrozumieć rolę czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego A (VEGF-A) w stymulowaniu tworzenia nowych naczyń krwionośnych i w naprawie uszkodzonego mięśnia sercowego, a także doprowadziły do przeprowadzenia pierwszego w historii badania klinicznego terapeutycznego mRNA w chorobach sercowo-naczyniowych.

Mechanizm arterializacji – aktualizacja wiedzy

Szacuje się, że niewydolność serca dotyczy 26 milionów ludzi na całym świecie. W ciągu ostatnich dwóch dekad dokonał się postęp naukowy w regeneracji naczyń krwionośnych i mięśnia sercowego. Poznano sposoby odnowy naczyń krwionośnych, które zostały uszkodzone przez zawał serca, wysokie ciśnienie krwi lub inne problemy sercowo-naczyniowe, które pojawiają się wraz z wiekiem.

Badania przeprowadzone przez grupę naukowców w Centro National de Investigations Cardiovascular (CNIC) w Madrycie mogą stać się punktem wyjścia do opracowania nowych strategii terapeutycznych, bazujących na wywołaniu unaczynienia mięśnia sercowego i przywrócenia jego funkcji – wyniki eksperymentu opublikowano w czasopiśmie naukowym “Nature”. Dotychczas sądzono, że ich kształtowanie się zależy od różnicowania macierzystej komórki progenitorowej w komórkę tętniczą, co wymaga aktywacji transkrypcyjnej i przebudowy DNA. Naukowcy z CNIC udowodnili, że arterializacja polega na szybkim zahamowaniu metabolizmu i cyklu komórkowego. Proces ten jest wystarczający, aby wywołać dyferencjację i rozwój naczyń krwionośnych.

Korzystając z mysich modeli i nowoczesnych narzędzi do obrazowania komórek, zespół badawczy Rui Benedito zaobserwował, że komórki z różnymi poziomami sygnalizacji Notch są ukierunkowane na różnicowanie w określonym kierunku i przyjmowanie różnych funkcji, ale ich los nie jest z góry przesądzony i określony genetycznie. Okazało się, że główną funkcją VEGF i Notch w arterializacji komórek śródbłonka jest hamowanie ekspresji genu Myc, tłumienie jego zdolności do promowania namnażania komórek.

Wyniki nowego badania, a leki proangiogenne

Obserwacje naukowców z Centro National de Investigations Cardiovascular mogą mieć wpływ na przyszłe rekomendacje dotyczące leków w chorobie niedokrwiennej układu sercowo-naczyniowego. Wynik badania sugerują, że środki proangiogenne, które stymulują tworzenie krwionośnych naczyń włosowatych, hamują arterializację.

„Jednym z naszych przyszłych celów będzie zidentyfikowanie nowych sposobów tłumienia sygnałów proliferacyjnych wyłącznie w komórkach pre-tętniczych, promując w ten sposób arterializację bez negatywnego zakłócania angiogenezy naczyń włosowatych” – mówi Rui Benedito.