Ученые из Университета Южной Флориды (University of South Florida) выявили комбинации лекарственных препаратов для предотвращения дегенерации капилляров. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology.
Актуальность проблемы
Многие заболевания возникают вследствие аномалий в капиллярах, которые играют важную роль в здоровье тканей. Существует огромное количество информации о молекулярной коммуникации, лежащей в основе образования и роста капилляров, но гораздо меньше данных о том, что заставляет эти критические регуляторы нормальной функции тканей разрушаться и исчезать. Капилляры соединяют артерии с венами и обмениваются кислородом, питательными веществами и отходами между кровотоком и тканями по всему организму.
«Регрессия капилляров является недооцененной, но глубокой особенностью многих заболеваний, особенно поражающих органы, для работы которых требуется большое количество кислорода», — комментирует автор исследования Джордж Дэвис (George Davis).
Материалы и методы обследования
Ученые выращивают сети кровеносных сосудов in vitro в определенных, не содержащих сыворотку условиях, чтобы понять, как формируются капилляры для поддержания здоровых тканей. Исследователи культивировали 2 типа клеток человека: эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность капилляров, и перициты, которые рекрутируются для укрепления наружной поверхности капилляров. Перекрестная связь между этими клетками контролирует то, как сети кровеносных сосудов возникают, разветвляются и стабилизируются. Также были активированы макрофаги в среде для культивирования клеток для имитации среды повреждения ткани, способствующей регрессии капилляров.
Результаты научной работы
Исследователи обнаружили, что 3 основных провоспалительных медиатора — интерлейкин-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 злокачественный рак. Ученые также идентифицировали комбинации лекарственных препаратов — нейтрализующие антитела для специфической блокировки IL-1β и TNFα или комбинации фармакологических ингибиторов — которые значительно влияют на регресс капилляров.
Среди ключевых результатов исследования:
- Молекулы, происходящие из макрофагов — IL-1β и TNFα — в сочетании с тромбином селективно вызывают регрессию сетей капилляров, покрытых эндотелием; однако перициты продолжают размножаться вокруг дегенерирующих капилляров. Почему перициты остаются — интригующий вопрос, на который нужно ответить, но Джордж 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 учеными как характеристика образования и роста капилляров;
- Определенные комбинации лекарственных препаратов могут блокировать регрессию капилляров, вызванную IL-1β, TNFα и тромбином.
Исследователи обнаружили несколько других провоспалительных молекул, способствующих регрессии капилляров, но ни одна из них не оказалась столь же мощной, как IL-1β, TNFα и тромбин, особенно когда все 3 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 тромбоэмболией легочной артерии.
«Эти препараты существуют, и они работают. Наши данные позволяют предположить, что, если их объединить, они могут на самом деле предотвратить разрушение сосуда (ранее в процессе заболевания) и улучшить результаты», — резюмирует Дэвис.
Авторы другого исследования утверждают, что сужение кровеносных сосудов может способствовать снижению когнитивных функций при болезни Альцгеймера.
