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Trovato: l’ingrediente mancante per far crescere i vasi sanguigni

Gary K. Owens e Molly R. Kelly-Goss fanno parte del gruppo di ricerca che ha identificato un ingrediente mancante necessario per la corretta formazione dei vasi sanguigni. La scoperta spiega perché molti trattamenti promettenti hanno fallito.

Scoperta importante per condizioni che vanno dal diabete all’ictus

I ricercatori della Scuola di Medicina dell’Università della Virginia (UVA) hanno scoperto un ingrediente vitale per la corretta formazione dei vasi sanguigni che spiega perché numerosi trattamenti promettenti hanno fallito. La scoperta offre una direzione importante negli sforzi per trattare meglio una serie di condizioni gravi che vanno dal diabete agli infarti e agli ictus.

Pubblicità e progresso

Fino ad ora, gli scienziati che cercavano di accrescere i vasi sanguigni si sono concentrati quasi esclusivamente sulla crescita solo dello strato interno dei vasi sanguigni, che sono costituiti da cellule endoteliali. La speranza era che queste cellule endoteliali avrebbero quindi reclutato qualsiasi altro tipo di cellula necessaria per formare un vaso sanguigno completo e funzionale. Ma i ricercatori guidati da Gary K. Owens, PhD, direttore del Centro di ricerca cardiovascolare Robert M. Berne della UVA, hanno stabilito che quei vasi possono svilupparsi correttamente solo se sono cresciute in congiunzione con un altro tipo di cellula, nota come cellula perivascolare, inclusa cellule liscemuscolari e periciti. I ricercatori hanno paragonato queste cellule perivascolari agli strati esterni di supporto di un tubo di gomma o su pneumatici di automobili, senza i quali si rompevano o perdevano.

“La maggior parte degli studi sull’angiogenesi [formazione dei vasi sanguigni] si sono concentrati sul rivestimento interno dei tubi stessi”, ha detto il ricercatore Daniel L. Hess. “Questo è abbastanza compreso, ma in realtà non si è ben capito come si ottiene un vaso sanguigno funzionale completo in grado di sopportare la forza meccanica esercitata dalla pressione sanguigna.”

La nuova scoperta di UVA aiuta a rispondere a questo – e, così facendo, salva gli scienziati dal tempo, dallo sforzo e dal costo di perseguire strategie di trattamento che alla fine non porteranno frutti.

Innovazione e collaborazione

La scoperta è stata resa possibile dalla fortuita convergenza della ricerca in due diversi laboratori presso UVA. Hess stava lavorando a un modello di malattia delle arterie periferiche nei laboratori di Owens e Brian Annex, MD di UVA, nel Centro di Ricerca Cardiovascolare Robert M. Berne, mentre un’altra ricercatrice, Molly R. Kelly-Goss, stava lavorando con un modello di sangue e sulla crescita dei vasi sviluppata nel laboratorio di Shayn M. Peirce, PhD, del dipartimento di ingegneria biomedica dell’UVA.

Mettendo insieme questi due modelli, i ricercatori sono stati in grado di determinare il ruolo vitale delle cellule perivascolari nella formazione dei vasi sanguigni e di identificare un gene, Oct4, necessario per questo processo. In precedenza, l’Oct4 era stato pensato per essere attivo solo nelle cellule staminali embrionali durante lo sviluppo iniziale e per essere permanentemente inattivato negli organismi adulti. Questa convinzione persistette fino a due anni fa, quando il laboratorio di Owens mostrò che era riattivato all’interno delle cellule muscolari lisce durante la formazione di placche aterosclerotiche all’interno dei vasi sanguigni e richiesto per la formazione di un cappuccio protettivo fibroso su quelle lesioni che impedisce loro di rompersi e scatenare un attacco cardiaco  o ictus – analogo a un cerotto su un pneumatico. Ora il laboratorio ha dimostrato che l’Oct4 ha un ruolo importante nella formazione degli stessi vasi stesse – ironia della sorte,

Utilizzando il modello di Kelly-Goss, i ricercatori sono stati in grado di esaminare la formazione dei vasi sanguigni in tempo reale. Hanno scoperto che i vasi mancavano di copertura cellulare perivascolare formandosi in modo incompleto e perdevano sangue. “Molteplici prove fallite presupponevano che le cellule perivascolari fossero solo seguaci passivi”, ha spiegato Owens. Ma senza di loro, ha detto, “l’intero processo si ferma”. È importante sottolineare che hanno scoperto che le cellule endoteliali e le cellule perivascolari comunicano tra loro tramite processi dipendenti dall’Oct4 e, senza di essa, non possono formare vasi sanguigni funzionali o perdite di sangue o reti di vasi sanguigni.

In definitiva, ciò significa che gli scienziati devono adottare un approccio più sofisticato alla crescita di nuove vasi, un processo importante nella normale crescita e riproduzione nonché nella riparazione delle ferite.

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