Сосудистая система человека образует сложную сеть артерий, вен и капилляров и транспортирует кислород, питательные вещества, клетки и отходы жизнедеятельности по всему организму. Поэтому сосуды играют важную роль в жизнедеятельности нашего тела. Недавно в научном журнале Nature Metabolism была опубликована статья, где исследовательская группа описала два белка, которые играют важную роль в образовании новых сосудов.
Исследования того, как формируются и растут кровеносные сосуды, ведутся уже много лет. Эти знания должны быть использованы для разработки новых подходов к профилактике и лечению сердечно-сосудистых заболеваний или рака.
Согласно совместному пресс-релизу Центра молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка в Объединении имени Гельмгольца (MDC) и Берлинского института здоровья в Шарите, кровеносные сосуды проходят через все тело человека и обеспечивают снабжение органов достаточным количеством питательных веществ и кислорода. И если эти тонко организованные сети перестают функционировать должным образом – болезни неминуемы.
Если, например, при возрастных сердечно-сосудистых заболеваниях сосуды часто атрофируются, то злокачественные опухоли характеризуются чрезмерным ростом неправильно направленных сосудов. При влажной макулярной дегенерации глаза также происходит прорастание новых кровеносных сосудов, – но не там, где они должны быть. В худшем случае это может привести к слепоте. «Чтобы иметь возможность разрабатывать индивидуальные методы лечения таких заболеваний, мы хотим выяснить, как именно контролируется рост новых кровеносных сосудов, ангиогенез, в организме», – объясняет Майкл Потенте, профессор трансляционной сосудистой биомедицины в BIH и приглашенный исследователь в MDC.
Вместе с международной командой доктор Потенте сделал важный шаг: они установили, что два белка под названием YAP и TAZ имеют решающее значение для прорастания сосудов даже в сложных метаболических условиях.
Согласно информации, белки относятся к сигнальному пути Hippo, который определяет рост и размер органов почти у всех живых организмов. «Когда эти две молекулы активны в клетках внутренней стенки сосуда – эндотелии – считываются гены, которые приводят к увеличению образования определенных поверхностных транспортеров, – объясняет профессор Потенте. – Они позволяют клеткам сосудов принимать больше питательных веществ, необходимых для роста и деления клеток». Таким образом, белки YAP и TAZ, схожие по принципу действия, функционируют как своеобразные открыватели дверей.
«Увеличение поглощения питательных веществ, в свою очередь, позволяет активировать другой белок, называемый mTOR», – продолжает профессор. Как поясняется в релизе, mTOR – это ключевой переключатель в клетках, который инициирует рост и деление клеток. «Таким образом, новые сосудистые сети могут расширяться», – объясняет ученый. Однако он и его команда пока не знают, какие сигналы определяют активность YAP и TAZ в эндотелиальных клетках.
Профессор Хольгер Герхардт, руководитель рабочей группы MDC "Интегративная биология сосудов", принимавший участие в публикации, в свою очередь, говорит, что вместе они расшифровали важный механизм, который позволяет кровеносным сосудам точно адаптировать свое поведение роста к условиям окружающей среды. «Он не позволяет эндотелиальным клеткам делиться, когда необходимые для этого метаболические ресурсы отсутствуют», – поясняет доктор Герхардт.
Результаты исследования основаны на экспериментах на мышах, т.к. сетчатка этих животных является идеальной моделью для изучения развития кровеносных сосудов. «С помощью генетически модифицированных линий мышей мы смогли показать, что эндотелиальные клетки, в которых не вырабатываются белки YAP и TAZ, практически не делятся», – объясняет доктор Потенте. Белок TAZ играет особенно важную роль в этом процессе, – в отличие от большинства типов клеток, в которых решающую роль играет YAP.
«Поскольку новые кровеносные сосуды часто развиваются в тканях с недостатком кровоснабжения, эндотелиальные клетки должны быть способны расти в самых сложных метаболических условиях, – объясняет профессор Потенте. – Поэтому для этих клеток особенно важно иметь молекулярный механизм, который чувствует и реагирует на тонкие изменения во внеклеточной среде».
Теперь исследователи хотят выяснить, в какой степени описанный ими механизм развития тканей задействован в процессах регенерации и восстановления, в которых кровеносные сосуды играют важную роль. «Прежде всего, мы заинтересованы в том, чтобы выяснить, вызывают ли (и если да, то каким образом) нарушения описанного сигнального пути сосудистые заболевания у людей», – говорит Потенте