Małe naczynia krwionośne o dużym wpływie na choroby układu sercowo-naczyniowego
Choroby układu sercowo-naczyniowego są zwykle związane z miażdżycą dużych naczyń krwionośnych. Jednak zgromadzone dowody wskazują na obecność zaburzeń w małych tętnicach, które kontrolują perfuzję tkanek. W szczególności, w specyficznych warunkach, takich jak nadciśnienie, starzenie się, cukrzyca i otyłość, dochodzi do zmiany rozmiaru i funkcji tych naczyń krwionośnych – proces ten jest określany jako przebudowa małej tętnicy. Takie zmiany ograniczają zdolność tych naczyń krwionośnych do dostarczania tlenu do różnych narządów w organizmie, co prowadzi do niskiego poziomu dotlenienia i utraty funkcji narządu. Ponadto przebudowa powoduje nadciśnienie, tworząc błędne koło wysokiego ciśnienia i przebudowy, które należy przerwać. Pomimo znaczenia przebudowy małych tętnic w patogenezie chorób układu sercowo-naczyniowego niewiele wiadomo na temat tej części układu naczyniowego. Dlatego też naukowcy z zespołu finansowanego ze środków UE projektu SMARTER postanowili wyjaśnić molekularne mechanizmy przebudowy i opracować sposoby wczesnego diagnozowania i skutecznego leczenia tego schorzenia. „Celem badania było odkrycie molekularnych i fizjologicznych zdarzeń, które przyczyniają się do przebudowy małych tętnic i znalezienie sposobów na odwrócenie tego procesu”, wyjaśnia koordynator projektu prof. Ed van Bavel. Naukowcy skupili się na nowatorskiej i nadającej się do sprzedaży technologii do badania tych naczyń in vitro w odpowiednich warunkach biomechanicznych. „Ostatecznym celem było wykorzystanie tych informacji do opracowania nowatorskich terapii przeciwko chorobom układu sercowo-naczyniowego ukierunkowanych na proces przebudowy małych tętnic”, kontynuuje prof. van Bavel. Metodyka badania przebudowy małych tętnic Badania prowadzone w ramach projektu SMARTER obejmowały szeroki zakres drobnych aspektów biologicznych tętnic, takich jak szlaki molekularne, interakcje komórka-matryca i funkcja komórek pluripotencjalnych w budowie ścian tętnic. Naukowcy zastosowali procesy izolacji i hodowli komórek progenitorowych, technologię mikromacierzy i proteomiki, a także mikroskopię sił atomowych do wykrywania dynamiki aktyny. Szczególny nacisk położono na różnicowy gen naczyniowy i ekspresję mikroRNA przy nadciśnieniu. Naukowcy zidentyfikowali nowe geny kandydujące i uzyskali wgląd w funkcję układu naczyniowego w śródmiąższowej homeostazie mózgu, odkrywając rolę fizjologii kanałów jonowych w przebudowie. Ponadto opracowali innowacyjną metodę określaną jako miograf ciśnieniowy do badania małych naczyń krwionośnych. Na potrzeby tego oznaczenia małe tętnice umieszczono w szklanych komorach. Pozwoliło to naukowcom zbadać reakcje wazoaktywne na fizjologicznych agonistów, które mogą stanowić potencjalny mechanizm funkcjonalnej i strukturalnej kontroli sieci tętnic. Utrzymywanie małych tętnic w hodowli organoidów dostarczyło informacji o procesie przebudowy naczyń in vitro, natomiast wyniki badań obrazowania mikrokrążenia in vivo poprawiły zrozumienie funkcji komórek śródbłonka i mięśni gładkich. Nowatorskie metody leczenia chorób układu krążenia Z terapeutycznego punktu widzenia konsorcjum zapewniło nowe informacje na temat roli wielu czynników i szlaków sygnałowych w przebudowie małych tętnic. Prof. van Bavel jest przekonany, że „waloryzacja technologii SMARTER do badania małych tętnic in vitro poprawi jakość opieki sercowo-naczyniowej w perspektywie długoterminowej”. Na horyzoncie pojawiły się nowe możliwości leczenia, w tym indukowalna terapia komórkami progenitorowymi, interferencja z mikro-RNA i spersonalizowana medycyna. Lepsze poznanie wpływu małych tętnic na ogólny stan zdrowia układu sercowo-naczyniowego nie tylko zapewni podstawową wiedzę, ale także pomoże w zidentyfikowaniu nowych celów terapeutycznych. Zespół projektu SMARTER, ma nadzieję, że poprzez sieć dobrze wyszkolonych młodych naukowców uda się utrzymać i zwiększyć zakres badań w tej dziedzinie. Z uwagi na fakt, że choroby układu sercowo-naczyniowego i związane z nimi powikłania, takie jak udar i niewydolność serca, odpowiadają obecnie za 40% zgonów w Europie, wyniki projektu SMARTER dają nadzieję na ograniczenie tych ponurych statystyk.
Słowa kluczowe
SMARTER, przebudowa małych tętnic, choroba układu sercowo-naczyniowego, mikroRNA, komórki mięśni gładkich