Переробка клітин проти затвердіння артерій - scilog
Журнал Австрійського наукового фонду FWF
Відкладення кальцію в артеріях черевної порожнини та ніг - так звана кальцифікація середовища - є загальним ускладненням ниркової недостатності або цукрового діабету. За підтримки Фонду науки FWF було досліджено, як клітинні культури та миші реагують на погане очищення крові та що заважає стінкам судин закостеніти.
Наші артерії транспортують багату киснем кров через тіло в такт із серцем. Якщо артеріальні м’язові трубки змінюються або перекриваються, це призводить до серйозних ускладнень. Відомий атеросклероз, який призводить до інфаркту або інсульту. Кальцифікація судин є частим ускладненням у людей з хронічною нирковою недостатністю, а також у діабетиків, що тривають довго. Уражається в першу чергу не внутрішня стінка артерії, а середній судинний шар, звідси і назва медіальна кальцифікація. Це викликано, з одного боку, високим вмістом фосфатів або цукру в крові хворих. З іншого боку, мікросередовище в самій тканині відіграє певну роль.
"Під час попередньої роботи над нашим проектом ми змогли показати, що артерія живота має тенденцію до кальцифікації, ніж артерія в грудях", - пояснює Філіп Еллер з Університетської клініки внутрішньої медицини в Граці. За підтримки Наукового фонду FWF команда під керівництвом Еллера з Медичного університету шукала драйверів та захисні механізми, а також терапевтичні варіанти для протидії окостенінню судин.
Фантастичні пластикові посудини
Артерії складаються з гладком'язових клітин, які не є повністю диференційованими. Таким чином, кровоносні судини можуть реагувати пластично у випадку травм або стресів, тобто адаптуватися функціонально. Те, як вони можуть поводитися, значною мірою залежить від їх історії, оскільки, наприклад, артерії в грудній клітці та животі виникають із різних зародкових шарів під час ембріонального розвитку. Отже, клітини гладких м’язів черевної артерії можуть поводитися як кісткові клітини. У пошуках захисних факторів та рушіїв кальцифікації середовища команда навколо Філіпа Еллера працювала, з одного боку, з мишами як зразковим організмом, а з іншого - з культурами м’язових клітин, які досліджували гістопатологічно та молекулярно. Ниркова недостатність (уремія) була індукована у мишей з дієтою з високим вмістом фосфатів. У клітинній культурі також було змодельовано середовище кальцифікації і кількісно оцінено окостеніння за допомогою мас-спектрометрії.
Два захисні підходи
Порівнюючи активність генів у нормальних та фосфатних мишей, було виявлено дві яскраві закономірності. Особливо активно діяли гени клітинного механізму утилізації та переробки, які називаються аутофагією. З іншого боку, було помічено, що кальцифікація середовища супроводжувалася зміненою продукцією мікроРНК. Найдивовижнішим результатом досліджень для керівника проекту Еллера було те, що аутофагія діє як захисний механізм проти кальцифікації судин, який можна виявити in vitro та in vivo. Автофагія - це процес, яким керують усі клітини: дефектні та непотрібні компоненти комірок інкапсулюються та розбиваються, щоб будівельні блоки могли бути використані повторно. У цьому конкретному випадку медикаментозна аутофагія протидіє кальцифікації.
У доклінічних тестах миші, яким давали препарати, що викликають аутофагію, виживали довше. Паралельно було перевірено, чи введення мікроРНК-142-3p покращує еластичність судин, тобто протидіє жорсткості судин за допомогою кальцифікації. Різні кафедри Медичного університету в Граці та університету-партнера в Маріборі спільно працювали над досягненням міждисциплінарного діапазону параметрів тестування та надійної перевірки результатів. Обидва експериментальні підходи показують можливі концепції фармакологічної терапії проти кальцифікації середовища, які зараз досліджуються далі. У наступному проекті робляться спроби стимулювати механізм аутофагії за допомогою активних інгредієнтів з меншою кількістю побічних ефектів.
Філіп Еллер закінчив клінічну підготовку та здобув кваліфікацію з внутрішньої медицини в Медичному університеті Інсбрука. Має ступінь MBA з управління охороною здоров’я в Університеті Дунаю в Кремсі. З 2015 р. - доцент кафедри внутрішньої медицини в Медичному університеті Граца та завідувач відділенням інтенсивної терапії в Університетській клініці внутрішніх хвороб Граца.