Група китайски изследователи наскоро разкриха, че капилярните съдове могат да доведат до коронарни колатерални артерии, които се очаква да служат като естествена байпасна система и да вдъхновят по-нежно и по-ефективно ново лечение за исхемична болест на сърцето.
Констатациите са публикувани в списание Science в петък. Проучването е проведено от изследователски екип, ръководен от Джоу Бин от Центъра за върхови постижения в молекулярната клетъчна наука към Китайската академия на науките, в сътрудничество с Кати Луи от Китайския университет в Хонконг.
Коронарната артериална болест остава водеща причина за смъртност и инвалидност в световен мащаб. След блокиране на коронарната артерия, недостатъчното кръвоснабдяване обикновено води до миокардна исхемия и инфаркт. Въпреки че клиничните интервенции, като имплантиране на коронарен стент и коронарен артериален байпас, могат да възстановят кръвния поток, тези подходи са инвазивни и могат да причинят усложнения.
От друга страна, коронарните колатерални артерии, които естествено се намират в сърцата на някои щастливи хора, могат да функционират като естествена байпасна система. Те могат да доставят кръв към исхемичните региони и като цяло могат да генерират по-добри клинични резултати.
Изследователите сравняват цялата съдова мрежа с транспортна система, където артериите са като широки магистрали, а капилярите са като тесни, сложни пътеки. Те откриха, че когато магистрала е прекъсната, тези тесни пътеки бързо инициират „проект за надграждане и обновяване“, като непрекъснато се разширяват и укрепват, за да придобият структурата и функцията на артериите. В крайна сметка те се развиват в нови „магистрали“, свързващи двете основни артерии, възстановявайки снабдяването на увредения сърдечен мускул с кръв и хранителни вещества.
Изследователите отдавна полагат усилия да открият произхода на de novo коронарните колатерални артерии. Традиционно образуването на колатерална артерия се приписва на миграцията и повторното сглобяване на съществуващи артерии. Но традиционните генетични модели имат някои ограничения, повдигайки фундаментален въпрос относно истинския клетъчен произход на колатералните артерии.
За да отговори на въпроса, изследователският екип разработи серия от усъвършенствани инструменти за проследяване на генетична линия, за да проследи артериалните ендотелни клетки и капилярните ендотелни клетки и да изследва произхода на новообразуваните коронарни колатерални артерии след миокарден инфаркт.
Екипът разкри, че са създали множество високопрецизни стратегии за проследяване на линията, включително техните световно признати системи, базирани на двойна рекомбиназа, и система за генетичен запис, базирана на synNotch, която прецизно идентифицира ендотелните клетки, свързани със зрели артериални структури.
С тези подходи те откриха, че de novo коронарните колатерални артерии възникват предимно от капилярни ендотелни клетки, със скромен принос на предварително съществуващи артериални ендотелни клетки. Той предлага ново разбиране за образуването на коронарна колатерална артерия след сърдечно увреждане и такова преобразуване от капиляр в колатерално се счита за функционално решаващо за възстановяването на сърцето.
Изследователите също така установиха, че преходното активиране на васкуларен ендотелен растежен фактор А с помощта на модифицирана иРНК може да насърчи образуването на функционални колатерални артерии и подобрено възстановяване на сърцето. Въз основа на откритието, проучването допълнително разкрива регулаторен път, който задвижва прехода от капиляр към артерия, предоставяйки свежи прозрения за съдова регенерация и потенциални терапевтични стратегии за исхемична болест на сърцето.
„Виждаме констатациите като много значими. За тези, които за щастие не са родени с коронарни колатерални артерии, бихме могли потенциално да използваме капилярите за регенериране на артериите. Нещо повече, солидните подходи, използвани в изследването, особено системата, базирана на двойна рекомбиназа, могат ефективно да работят и в други изследвания, като възстановяване и регенерация на белите дробове и черния дроб. Над 1000 лаборатории по целия свят го използват в различни полета и се надяваме, че системата може да бъде от полза за по-широк свят в бъдеще“, каза Джоу.