Рост лимфатической системы после повреждения

Исследователи из Университета Джорджии впервые задокументировали восстановление хирургически удалённых путей в лимфатической системе — сети сосудов, предназначенных для откачки воспалительной жидкости и защиты организма от инфекции.

Результаты, опубликованные в Nature Biomedical Engineering, закладывают основу для нового класса методов лечения лимфатических расстройств, таких как хронические осложнения ран, и могут даже помочь предотвратить распространение рака.

Лимфатическая дисфункция связана с различными заболеваниями, включая сердечно-сосудистые и рак. Например, клетки рака молочной железы отрываются от первичной опухоли и перемещаются по лимфатической системе. Если их не остановить, они могут распространиться по всему телу. Лимфатические сосуды, функционирующие аналогично сердечно-сосудистой системе, иногда повреждаются при лечении рака или удалении лимфатических узлов, что может привести к лимфедеме — хроническому отёку ноги или руки.

"Прямо сейчас у нас нет способа восстановить или реконструировать лимфатическую систему. Мы даже с трудом понимаем, как она работает", — сказал доктор Джон Перони, профессор и хирург крупных животных в Колледже ветеринарной медицины UGA. — "Это исследование стало одним из первых, фундаментально затрагивающих базовый научный вопрос, оставшийся без ответа: если лимфатические сосуды повреждены, могут ли они ремоделироваться или заживать?"

Работая на овечьей модели, учёные удалили один из двух параллельных лимфатических сосудов в ноге. По словам исследователей, эти сосуды так же важны для лимфотока, как сердце для кровотока. В этих условиях им удалось показать начало цикла лимфатической помпы и старт стадий ремоделирования и восстановления.

В результате ремоделирования команда пришла к выводу, что молекулярные изменения в мышечных клетках лимфатических сосудов усилили окислительный стресс, который обычно возникает, когда иммунная система создаёт воспаление для борьбы с бактериями. Через шесть недель команда обнаружила, что оставшийся лимфатический сосуд работал вдвое усерднее, чтобы компенсировать окислительный стресс.

"Можно было ожидать, что при удалении главного лимфатического сосуда часть ниже препятствия опухнет. К нашему удивлению, отёк был минимальным", — отметил Перони. — "Оказывается, существует значительное количество коллатерального лимфатического кровообращения, которого мы не ожидали. На микроскопическом уровне в организме достаточно механизмов, чтобы рециркулировать и дренировать жидкость из ноги, даже если главная «магистраль» удалена".

Эти результаты следуют за предыдущей работой тех же исследователей, показавшей аналогичные данные на модели хвоста грызуна — одной из старейших и наиболее широко используемых систем для изучения лимфатики.

"Возможно, самое важное преимущество использования крупной модели, такой как овца, по сравнению с историческим эталоном — хвостом грызуна, — это гравитационные преимущества", — пояснил Перони. — "Гравитация затрудняет транспортировку лимфы из ног и нижней половины тела, и овца обеспечивает лучшую гравитационную модель по сравнению с постоянно плоским положением хвоста грызуна. Это почти идентично проблемам заживления ран у людей".

Перони тесно сотрудничал с Брэндоном Диксоном, ведущим автором и доцентом кафедры машиностроения и биомедицинской инженерии Технологического института Джорджии, который возглавляет Лабораторию биологии и биоинженерии лимфатической системы.

"Что отличает это исследование от других, так это то, что оно сосредоточено на ремоделировании сосуда, который изначально не был повреждён во время операции, поскольку он пытается компенсировать удалённый сегмент", — сказал Диксон. — "Это важно для понимания вторичной лимфедемы у выживших после рака молочной железы, поскольку большинство случаев лимфедемы возникает через много месяцев после операции, и оставшаяся неповреждённая лимфатическая сосудистая сеть уже не справляется с возложенной на неё нагрузкой".

Эти результаты являются доклиническими, и для подтверждения тестирования на людях необходимы дальнейшие исследования, но они предоставляют научные доказательства лимфатического ремоделирования, которых до сих пор было мало.

"Мы взволнованы, потому что теперь у нас есть животная модель, которую мы можем использовать, чтобы подвергнуть сосуд длительному стрессу, который был не результатом первоначальной травмы, а результатом адаптации сосуда к операции", — сказал Диксон. — "Это хорошая модель того, что происходит с человеком".