A tanulmány elősegíti a kapilláris regresszió megértését

Számos betegség a kapillárisjaink rendellenességeiből fakad, apró, tökéletesen elágazó érhálózatokból, amelyek kritikus szerepet játszanak a szövetek egészségében. A kutatók sokat tanultak a kapillárisok kialakulásának és növekedésének alapjául szolgáló molekuláris kommunikációról, de sokkal kevésbé értik, mi okozza a normális szöveti működés ezen kritikus szabályozóinak összeomlását és eltűnését.

"A kapilláris regresszió (veszteség) sok betegség alulbecsült, ugyanakkor mélyreható jellemzője, különösen azok, amelyek olyan szerveket érintenek, amelyek sok oxigént igényelnek a megfelelő működéshez" - mondta George Davis, PhD, a Dél-egyetem molekuláris farmakológiai és élettani professzora. Florida Health (USF Health) Morsani Orvostudományi Főiskola, Tampa, Fla.

"Ha tudjuk, hogy az erek hogyan változnak, vagy miként kezdenek tönkremenni, képesnek kell lennünk gyógyszeres úton helyrehozni" - mondta Dr. Davis, az USF Egészségügyi Szív Intézetének tagja.

A Dr. Davis által vezetett csoport elősegítette a kapillárisok regressziójának megértését az American Heart Association Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology című, december 19-én megjelent tanulmányában. Az USF Health kutatói Courtney Griffin, PhD laboratóriumával dolgoztak az Oklahoma Medical Research Foundationnél.

A kutatók felfedezték, hogy három fő proinflammatorikus mediátor - az interlukin-1 béta (IL-1β), a tumor nekrózis faktor alfa (TNFα) és a trombin - külön-külön és főleg kombinálva közvetlenül hajtja a kapilláris regressziót (veszteséget), amelyről ismert, hogy előfordul olyan betegségekben, mint a magas vérnyomás, cukorbetegség, szív- és érrendszeri betegségek, neurodegeneratív betegségek és rosszindulatú rák. Meghatározták olyan gyógyszerek kombinációit is - semlegesítő antitestek, amelyek specifikusan blokkolják az IL-1β és TNFα-t, vagy farmakológiai inhibitorok kombinációi - amelyek jelentősen megzavarják a kapilláris regressziót.

A kapillárisok, testünk legkisebb és leggyakoribb erei, összekapcsolják az artériákat a vénákkal, és oxigént, tápanyagokat és hulladékot cserélnek a véráram és a test szövetei között. A Davis-laboratórium háromdimenziós emberi "erek hálózatát növeszti egy edényben" meghatározott, szérummentes körülmények között, hogy elmélyüljön a kapillárisok kialakulásának összetettségében az egészséges szövetek fenntartása érdekében. Az utóbbi időben csapata elkezdte alkalmazni az innovatív in vitro modell segítségével tanultakat a betegségek megtámadására és esetleges védekezésükre.

Ehhez a tanulmányhoz a kutatók kétféle emberi sejtet tenyésztettek: endoteliális sejteket, amelyek a kapillárisok belső felületét szegélyezik, és pericitákat, amelyeket az endoteliálisan bélelt csövek külső felületének megerősítésére toboroznak. E sejtek közötti keresztkommunikáció vezérli az érhálózatok kialakulását, elágazását és stabilizálódását. A sejttenyésztő táptalajban makrofágokat, egyfajta immunsejtet aktiváltak, hogy szimulálják a szöveti sérülési környezetet, amely nagymértékben elősegíti a kapilláris regressziót.

Kapcsolódó történetek

A legfontosabb vizsgálati eredmények közül:

- Az IL-1β és a TNFα makrofágból származó molekulák, trombinnal kombinálva, szelektíven visszafejlik az endoteliális vonalakkal rendelkező kapilláris csőhálózatokat; a periciták azonban tovább szaporodnak a degenerálódó kapillárisok körül. Miért kímélik a pericitákat, továbbra is érdekes kérdés, amelyet meg kell válaszolni, de Dr. Davis azt javasolja, hogy ezek a rugalmasabb sejtek elmaradhassanak a gyulladás által károsított szövetek helyreállításában.

- Az IL-1β és a TNFα, trombinnal kombinálva, egyedi molekuláris jeleket indukál, hozzájárulva az erek elvesztéséhez. Ez a "kapilláris regressziós szignál aláírás" ellentétes azokkal a fiziológiai utakkal, amelyeket Dr. Davis és mások korábban a kapilláris képződését és növekedését jellemezték.

- Bizonyos gyógyszerkombinációk (kettőt azonosítottak a kutatók) blokkolhatják az IL-1β, TNFα és a trombin által előidézett kapilláris veszteséget.

Az USF egészségügyi kutatói számos más proinflammatorikus molekulát találtak, amelyek elősegítették a hajszálerek elvesztését, de egyik sem bizonyult olyan erősnek, mint az IL-1β, a TNFα és a trombin, különösen, ha mindhármat kombinálták.

Az IL-1β és TNFα hatásainak ellensúlyozására szolgáló antitesteket már használják bizonyos gyulladásos betegségekben szenvedő betegek kezelésére, ideértve az érelmeszesedést, a reumás ízületi gyulladást és a Crohn-kórt. És az orvosok közvetlen trombininhibitorokat írnak elő pitvarfibrillációval, mélyvénás trombózisban és tüdőembóliában szenvedő betegek számára.

Ezek a gyógyszerek odakint vannak, és működnek. Adataink azt sugallják, hogy ha kombinálják, akkor valóban megakadályozhatják az erek lebomlását (a betegség korábbi szakaszában) és javíthatják az eredményeket. "

Dr. George Davis, az USF Health Heart Institute tagja

Az USF Health csapata azt tervezi megvizsgálni, hogy a rendellenes kapilláris válasz miként befolyásolhatja a sejtek és szövetek veszteségét olyan betegségállapotokra, mint a szepszis, az ischaemiás szívbetegség és a stroke. A 3D véredényhálózatok modellje szintén könnyen felhasználható több potenciális gyógyszerjelölt szűrésére - mondta Dr. Davis. "Néhány ígéretes (létező) gyógyszert azonosítottunk a kapilláris regresszió megmentésére - de több terápiás lehetőség is lehet."