Naukowcy z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej i Instytutu Biotechnologii Molekularnej Austriackiej Akademii Nauk (IMBA) opracowali przełomową metodę tworzenia naczyń krwionośnych w warunkach laboratoryjnych. Jak piszą w najnowszym numerze czasopisma "Nature", trójwymiarowa struktura stworzona z pomocą komórek macierzystych pomoże w badaniach uszkodzeń naczyń związanych z niektórymi chorobami, na przykład cukrzycą.
Zdolność tworzenia ludzkich naczyń krwionośnych jako organoidów wyhodowanych w laboratorium z komórek macierzystych może mieć przełomowe znaczenie - mówi współautor pracy, Josef Penninger, szef Life Sciences Institute w UBC i IMBA - Każdy organ naszego ciała jest połączony z układem krążenia. Dzięki tej metodzie będzie można skuteczniej poszukiwać przyczyn i metod terapii wielu chorób układu naczyniowego, od choroby Alzheimera, chorób układu krążenia i udarów, przez problemy z gojeniem się ran, po nowotwory i cukrzycę.
To właśnie powikłania naczyniowe związane z cukrzycą były inspiracją do tych badań. Wiele objawów tej choroby ma związek ze zmianami zachodzącymi w naczyniach, problemami z krążeniem i dotlenianiem niektórych organów. Mimo że cukrzyca dotyka na całym świecie około 420 milionów ludzi, wiedza na temat mechanizmów w jakie uszkadza naczynia jest wciąż bardzo mała. To utrudnia prace nad odpowiednią terapią.
Przełomowy, trójwymiarowy model układu naczyniowego, opracowany przez Penningera i współpracowników znakomicie odtwarza strukturę i funkcję prawdziwych żył i tętnic. Po przeszczepieniu ich do organizmu myszy naczynia te podejmują normalną pracę. To pokazuje, że można prowadzić badania nad ludzkim układem krążenia na zwierzętach.
Jednym ze skutków cukrzycy jest zgrubienie błony podstawnej naczyń krwionośnych, silnie utrudniające dostarczanie do organów ciała tlenu i substancji odżywczych. To prowadzi do licznych problemów zdrowotnych: od niewydolności nerek, przez udary i zawały serca, po ślepotę i choroby naczyń obwodowych. Po tym jak w laboratorium naukowcy poddali swój model warunkom odpowiadającym cukrzycy, zareagował tak, jak prawdziwe naczynia krwionośne. Ku naszemu zaskoczeniu doszło do silnego zgrubienia błony podstawnej w naszych organoidach - mówi pierwszy autor pracy, Reiner Wimmer z IMBA - Ten efekt był bardzo podobny do tego, co obserwujemy u pacjentów cierpiących na cukrzycę.
Prowadzone na nowym modelu poszukiwania substancji chemicznych, które mogłyby zablokować grubienie naczyń krwionosnych pokazały, że żaden z obecnych leków przeciwcukrzycowych nie daje w tym obszarze pozytywnych efektów. Autorzy pracy zauważyli jednak korzystne działanie inhibitora gamma sekretazy, co sugeruje, że w przyszłości blokowanie tego enzymu może się w terapii cukrzycy przydać.
Autor: Grzegorz Jasiński
Opracowanie: Joanna Potocka