Много заболявания възникват от аномалии в нашите капиляри, малки изящно разклонени мрежи на кръвоносните съдове, които играят критична роля за здравето на тъканите. Изследователите са научили много за молекулярната комуникация, лежаща в основата на образуването и растежа на капилярите, но много по-малко се разбира за това, което кара тези критични регулатори на нормалната тъканна функция да се сринат и да изчезнат.

новини-медицински

"Капилярната регресия (загуба) е недооценена, но дълбока характеристика на много заболявания, особено тези, засягащи органи, които се нуждаят от много кислород, за да работят правилно", каза д-р Джордж Дейвис, професор по молекулярна фармакология и физиология в Южния университет Здраве на Флорида (USF Health) Медицински колеж Morsani, Тампа, Флорида.

„Ако знаем как се променят кръвоносните съдове или започнем да се разрушаваме, трябва да можем да го поправим фармакологично“, казва д-р Дейвис, член на USF Health Heart Institute.

Екип, ръководен от д-р Дейвис, усъвършенства разбирането за това как капилярите регресират в проучване, публикувано на 19 декември в списанието на Американската сърдечна асоциация Arteriosclerosis, Thrombosis и Vascular Biology. Изследователите на USF Health са работили с лабораторията на д-р Кортни Грифин в Фондация за медицински изследвания в Оклахома.

Изследователите откриха, че три основни провоспалителни медиатора - интерлукин-1 бета (IL-1β), тумор некротизиращ фактор алфа (TNFα) и тромбин - поотделно и особено когато се комбинират, пряко стимулират капилярната регресия (загуба), за която е известно, че се среща при заболявания като хипертония, диабет, сърдечно-съдови заболявания, невродегенеративни заболявания и злокачествен рак. Те също така идентифицират комбинации от лекарства - неутрализиращи антитела, специфично блокиращи IL-1β и TNFα, или комбинации от фармакологични инхибитори - които значително пречат на капилярната регресия.

Капилярите, най-малките и най-богатите кръвоносни съдове на нашето тяло, свързват артериите с вените и обменят кислород, хранителни вещества и отпадъци между кръвния поток и тъканите в тялото. Лабораторията на Дейвис отглежда триизмерни човешки „мрежи от кръвоносни съдове в чиния“ при определени, без серум условия, за да се задълбочи в сложността на начина, по който капилярите се оформят, за да поддържат здрави тъкани. Напоследък екипът му започна да прилага наученото, използвайки този иновативен in vitro модел, за да атакува и евентуално да предпазва от болести.

За това проучване изследователите са култивирали два вида човешки клетки: ендотелни клетки, които облицоват вътрешната повърхност на капилярите, и перицити, които са наети за укрепване на външната повърхност на облицованите с ендотели тръби. Кръстосаната комуникация между тези клетки контролира как мрежите на кръвоносните съдове се появяват, разклоняват и стабилизират. Макрофагите, вид имунна клетка, бяха активирани в средата за клетъчна култура, за да симулират среда на увреждане на тъканите, силно благоприятна за капилярна регресия.

Свързани истории

Сред ключовите резултати от проучването:

- Получените от макрофаги молекули IL-1β и TNFα, комбинирани с тромбин, селективно предизвикват регресия на покрити с ендотели капилярни мрежи; обаче перицитите продължават да се размножават около дегенериращите капиляри. Защо перицитите са пощадени, остава интригуващ въпрос, на който трябва да се отговори, но д-р Дейвис предполага, че тези по-устойчиви клетки могат да бъдат изоставени, за да помогнат за възстановяването на тъканите, повредени от възпаление.

- IL-1β и TNFα, комбинирани с тромбин, индуцират уникален набор от молекулярни сигнали, допринасящи за загубата на кръвоносни съдове. Този "сигнален сигнален регресионен подпис" е противоположен на физиологичните пътища, идентифицирани преди това от д-р Дейвис и други, характеризиращи образуването и растежа на капилярите.

- Някои лекарствени комбинации (две са идентифицирани от изследователите) могат да блокират капилярната загуба, стимулирана от IL-1β, TNFα и тромбин.

Изследователите на USF Health откриха няколко други възпалителни молекули, които насърчават загубата на капиляри, но нито една не се оказа толкова мощна като IL-1β, TNFα и тромбин, особено когато и трите бяха комбинирани.

Антителата за противодействие на ефектите на IL-1β и TNFα вече се използват за лечение на пациенти с някои възпалителни заболявания, включително атеросклероза, ревматоиден артрит и болест на Crohn. А лекарите предписват директни тромбинови инхибитори на някои пациенти с предсърдно мъждене, дълбока венозна тромбоза и белодробна емболия.

Тези лекарства са там и работят. Нашите данни показват, че ако се комбинират, те действително могат да предотвратят разрушаването на съдовете (по-рано в процеса на заболяването) и да подобрят резултатите. "

Д-р Джордж Дейвис, член на USF Health Heart Institute

Екипът на USF Health планира да проучи как ненормалният капилярен отговор може да повлияе на загубата на клетки и тъкани, специфични за болестни състояния като сепсис, исхемична болест на сърцето и инсулт. Техният модел на 3D мрежи от кръвоносни съдове също може лесно да се използва за скрининг на повече потенциални кандидати за наркотици, каза д-р Дейвис. "Идентифицирахме някои обещаващи (съществуващи) лекарства за спасяване на капилярната регресия - но може да има повече терапевтични възможности."