Portugiesische Wissenschaftler entdecken Mechanismus der Blutgefäßbildung
Ein neuer Mechanismus für Blutgefäßbildung und Wundheilung wurde von portugiesischen Wissenschaftlern entdeckt. Ihre Ergebnisse, die zu einem großen Fortschritt in der Behandlung von chronischen Wunden führen könnten, sind online in der Zeitschrift PLoS One veröffentlicht. Chronische Wunden, wie zum Beispiel bei Diabetikern, sind schwierig zu behandeln und die Heilung ist sehr langwierig. In manchen Fällen wie beim 'diabetischen Fuß' heilen die Wunden gar nicht, was zu Amputationen führen kann. Das Bilden neuer Blutgefäße ist ein wesentlicher Bestandteil des Heilungsprozesses der Haut, da es den Transport von Sauerstoff, Nährstoffen und entzündungshemmenden Proteinen zur verletzten Stelle ermöglicht. Neue Erkenntnisse in der Blutgefäßbildung sind daher extrem wertvoll für die Entwicklung von Therapien für die Wundbehandlung. Endothelzellen finden sich im gesamten Kreislaufsystem vom Herz bis zu den Kapillaren wieder. Sie sind verantwortlich für die Bildung neuer Blutgefäße. Für Stellen, an denen Blutgefäße repariert oder neu gebildet werden, wie bei Wunden, weiß man, dass diese Endothelzellen von 'aus Knochenmark stammenden vaskulären Vorläuferzellen' (BM-PC) stimuliert werden. BM-PCs wurden in den letzten Jahrzehnten intensiv in Studien untersucht, aber der genaue Mechanismus, wie sie zur Wundheilung beitragen, blieb stets schwer nachvollziehbar. Um die Kommunikation zwischen BM-PCs und Zellen, die Blutgefäße bilden, an Wundstellen genau zu verstehen, betrachteten die portugiesischen Wissenschaftler die Komponenten des Notch-Signalwegs. Dieser Weg wurde in die Bildung von Endothelzellen impliziert und dies insbesondere bei Embryos, Tumoren und langwierigen Wundheilungen. Das Team bestätigte, dass dieser Signalweg für die Reparatur der Blutgefäße essentiell ist und es fand heraus, dass es die Stimulanskapazität der BM-PCs zur Bildung neuer Blutgefäße reguliert. 'Wir wissen, dass Endothelzellen von aus dem Knochenmark stammenden Zellen stimuliert werden', so Francisco Caiado, Doktorand am Gulbenkian Institute of Science in Portugal und Hauptautor der Studie. 'Wir haben aufgezeigt, dass die faktische Stimulans durch das Notch-Protein erfolgt, das in den aus Knochenmark stammenden Zellen gefunden wurde. Neben der Aktivierung fördert Notch die Anhaftung der Vorläuferzellen an der verletzten Stelle, an der sie die Endothelzellen zur Bildung neuer Blutgefäße anregen.' Als Test dafür, dass der Notch-Signalweg bei der Wundheilung in die Kommunikation zwischen BM-PCs und Endothelzellen involviert ist, blockierten die Wissenschaftler in vitro die Notch-Aktivität der BM-PCs, um festzustellen, was passiert. Die Bildung des BM-PC-Zielgens nahm ab, genau wie die Bildung der Endothelzellen und die Eigenschaft der Zellen, an ihrem Ziel zu haften. Dann erhöhten die Forscher die Aktivierung des Notch-Signalwegs in einer anderen Probe und beobachteten den gegenteiligen Effekt. Schließlich untersuchten sie den Effekt der Notch-Komponenten auf die Blutgefäßbildung und Wundheilungseigenschaften der BM-PCs bei Tieren. Sie fanden heraus, dass die Injektion von normalen BM-PCs bei verletzten Mäusen zu einer erhöhten Bildung von Blutgefäßen an der Wundstelle führte, dass aber die Injektion von BM-PCs mit einem unterdrückten Notch-Signalweg die Heilung nicht verbesserte. Sie schlussfolgerten, dass die Wundheilung durch die Aktivierung des Notch-Signalwegs in den BM-PCs stimuliert wurde. Unzureichende Wundheilung ist ein ernstes medizinisches Problem, vor allem bei Patienten mit Diabetes und krankhafter Adipositas, die an chronischen Wunden leiden. Die Ursache wird darauf zurückgeführt, dass die Fähigkeit, Blutgefäße als Reaktion auf die Verletzung zu bilden, eingeschränkt ist bzw. dass es sich um eine Dysfunktion hinsichtlich der aus dem Knochenmark stammenden und Blutgefäß bildenden Zellen handelt. Die Autoren der vorliegenden Studie schlagen vor, dass der Notch-Signalweg bei BM-PCs dazu genutzt werden könnte, das Wundheilungspotenzial der BM-PCs zu stimulieren. Dieses Ergebnis hat große Bedeutung für die Entwicklung neuer Behandlungsformen bei chronischen Wunden oder verzögerter Wundheilung.
Länder
Portugal