Команда под руководством Университета Южной Флориды выявила комбинации лекарств для предотвращения дегенерации капилляров. Многие заболевания возникают из-за аномалий в наших капиллярах – крошечных изящно разветвляющихся сетей кровеносных сосудов, которые играют критическую роль в сохранении здоровья тканей. Исследователи много узнали о молекулярной коммуникации, лежащей в основе образования и роста капилляров, но гораздо меньше понимают, что заставляет эти критические регуляторы нормальной функции тканей разрушаться и исчезать.
Капилляры
© James A. Winkelmann
«Капиллярная регрессия является недооцененной, но глубокой особенностью многих заболеваний, особенно поражающих органы, для работы которых требуется много кислорода», – сказал Джордж Дэвис, доктор медицинских наук, профессор молекулярной фармакологии и физиологии в Университете Южной Флориды.
«Если мы знаем, как кровеносные сосуды изменяются или начинают разрушаться, мы сможем исправить это фармакологически», – сказал доктор Дэвис – член Института здоровья сердца Университета Южной Флориды.
Исследователи обнаружили, что три основных провоспалительных медиатора – интерлюкин-1 бета (IL-1β), фактор некроза опухоли альфа (TNFα) и тромбин – по отдельности и особенно в сочетании друг с другом, напрямую управляют капиллярной регрессией, которая, как известно, происходит при таких заболеваниях, как гипертония, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные заболевания и рак. Они также идентифицировали комбинации препаратов – нейтрализующих антител для специфической блокировки IL-1β и TNFα или комбинации фармакологических ингибиторов – которые значительно влияли на регресс капилляров.
Капилляры – самые крошечные и обильные кровеносные сосуды нашего тела – соединяют артерии с венами и обмениваются кислородом, питательными веществами и отходами между кровотоком и тканями по всему телу. Лаборатория Дэвиса выращивает трехмерные человеческие “сети кровеносных сосудов в чашке” в определенных, не содержащих сыворотку условиях, чтобы понять сложность формирования капилляров для поддержания здоровых тканей. В последнее время его команда начала применять то, что они узнали, используя эту инновационную модель in vitro для лечения и, возможно, защиты от болезней.
Для этого исследования ученые культивировали два типа клеток человека: эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность капилляров, и перициты, которые рекрутируются для укрепления наружной поверхности трубок, покрытых эндотелием. Перекрестная связь между этими клетками контролирует, как сети кровеносных сосудов возникают, разветвляются и стабилизируются. Макрофаги – тип иммунной клетки – были активированы в среде для культивирования клеток для имитации среды повреждения ткани, способствующей регрессии капилляров.
Среди ключевых результатов исследования:
– полученные из макрофагов молекулы IL-1β и TNFα в сочетании с тромбином селективно вызывают регрессию сетей капиллярных трубок, покрытых эндотелием; однако перициты продолжают размножаться вокруг дегенерирующих капилляров. Почему перициты остаются – интригующий вопрос, на который нужно ответить, но доктор Дэвис предполагает, что эти более упругие клетки могут помогать восстанавливать ткани, поврежденные воспалением.
– IL-1β и TNFα в сочетании с тромбином индуцируют уникальный набор молекулярных сигналов, способствующих потере кровеносных сосудов. Эта «сигнальная сигнатура регрессии капилляров» противоположна физиологическим путям, ранее определенным доктором Дэвисом и другими как характеристика образования и роста капилляров.
– Определенные комбинации лекарств (две были идентифицированы исследователями) могут блокировать потерю капилляров, вызванную IL-1β, TNFα и тромбином.
Исследователи Университета Южной Флориды обнаружили несколько других провоспалительных молекул, способствующих потере капилляров, но ни одна из них не оказалась столь же мощной, как IL-1β, TNFα и тромбин, особенно когда все три были объединены.
Антитела для противодействия эффектам IL-1β и TNFα уже используются для лечения пациентов с некоторыми воспалительными заболеваниями, включая атеросклероз, ревматоидный артрит и болезнь Крона. И врачи назначают прямые ингибиторы тромбина для определенных пациентов с мерцательной аритмией, тромбозом глубоких вен и тромбоэмболии легочной артерии.
«Эти препараты существуют и работают. Наши данные свидетельствуют о том, что, если их объединить, они могут фактически предотвратить поломку сосуда», – говорит Дэвис.
Медицинская группа Университета Южной Флориды планирует выяснить, как аномальный капиллярный ответ может повлиять на потерю клеток и тканей, характерных для таких болезненных состояний, как сепсис, ишемическая болезнь сердца и инсульт. Д-р Дэвис сказал, что их модель трехмерных сетей кровеносных сосудов также может быть легко использована для скрининга большего числа потенциально эффективных лекарственных препаратов:
«Мы определили некоторые многообещающие (существующие) препараты для предотвращения регрессии капилляров, но там можно найти еще больше терапевтических возможностей».
Статья опубликована в журнале Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology
Источник: scientificrussia.ru
