Новые данные о формировании и мальформации кровеносных сосудов

При таких заболеваниях, как рак, диабет, ревматизм и инсульт, возникает нарушение в кровеносных сосудах, которое усугубляет состояние и препятствует лечению. Исследователи из Каролинского института показали, как сосуды в норме могут менять свой размер для создания функциональной системы кровообращения и как возникает сосудистая мальформация при болезни. В исследовании, опубликованном в Nature Cell Biology, учёным удалось вылечить сосудистую мальформацию у мышей — открытие, потенциально значимое для множества сосудистых заболеваний.

Здоровый организм имеет идеальный баланс артерий, капилляров и вен, позволяющий крови достигать каждой клетки и формирующий так называемое «сосудистое дерево». Новые сосуды образуются эндотелиальными клетками, которые в норме выстилают внутреннюю поверхность сосудов и организуются в трубки, созревая вместе с другими клетками в артерии, капилляры или вены.

На протяжении жизни сосудистое дерево должно адаптировать свои «ветви» к меняющимся потребностям тканей, например, при росте, наращивании мышц или заживлении ран. Однако существуют болезни, которые влияют на эндотелиальные клетки таким образом, что нарушают баланс сосудистого дерева, что усугубляет заболевание и часто вызывает кровоизлияния. Например, при раке известно, что сосуды становятся проницаемыми, и образуются прямые шунты между артериями и венами, что мешает лекарствам достигать опухоли.

Чтобы понять, как создаются артерии, вены и капилляры — и как этот процесс нарушается при болезни — исследователи изучили нормальное формирование сосудов и наследственную болезнь Ослера-Вебера-Рандю (HHT), для которой характерны сосудистые мальформации и повторяющиеся кровотечения с повышенным риском инсульта. Включая и выключая сигналы в эндотелиальных клетках генетически модифицированных мышей, учёные смогли описать, как белок Эндоглин контролирует формирование и мальформацию сосудов. Они обнаружили, что этот белок действует как сенсор, который обнаруживает кровоток и «сообщает» эндотелиальным клеткам, как организоваться в вены, капилляры или артерии по мере необходимости. Клетки, лишённые этого белка, хуже формировали артерии.

Исследователям также удалось уменьшить сосудистую мальформацию у генетически модифицированных мышей.

«Наши результаты способствуют пониманию фундаментальных биологических процессов, объясняющих, как формируется сосудистое дерево и что вызывает сосудистую мальформацию», — говорит Ларс Якобссон, доцент кафедры медицинской биохимии и биофизики Каролинского института. — «Препараты с эффектом, аналогичным одному из тех, что мы тестировали, уже используются для лечения пациентов с наследственной сосудистой мальформацией, но всё ещё проходят оценку. Теперь у нас есть ещё один кандидат и более детальное представление о том, как это работает. Мы теперь в лучшей позиции, чтобы контролировать формирование и мальформацию кровеносных сосудов, а значит, и их функцию, что в конечном итоге может привести к улучшению лечения ряда заболеваний».

Исследователи из Каролинского института также внесли вклад в параллельное исследование, опубликованное в том же выпуске Nature Cell Biology, описывающее, как кровоток влияет на размер эндотелиальных клеток, что, в свою очередь, влияет на идентичность сосудов и их мальформацию.