Рециклиране на клетки срещу втвърдяване на артериите - scilog
Списанието на FWF Science Fund
Калциевите отлагания в коремните артерии и артериите на краката - така наречената калцификация на медиите - е често усложнение при бъбречна недостатъчност или захарен диабет. С подкрепата на Австрийския научен фонд FWF беше изследвано как клетъчните култури и мишки реагират на лошо пречистване на кръвта и какво пречи на съдовите стени да вкостенят.
Нашите артерии транспортират богата на кислород кръв през тялото в синхрон със сърцето. Ако артериалните мускулни тръби се променят или запушат, това води до сериозни усложнения. Известна е атеросклероза, която води до инфаркт или инсулт. Съдовата калцификация е често срещано усложнение при хора с хронична бъбречна недостатъчност, но и при дългогодишни диабетици. Засегната е не предимно вътрешната стена на артерията, а средният съдов слой, откъдето идва и името медиална калцификация. Причинява се от една страна от високото съдържание на фосфати или захар в кръвта на болните. От друга страна, микросредата в самата тъкан играе роля.
„В предварителната работа за нашия проект успяхме да покажем, че артерията в корема има тенденция да става по-калцирана от артерията в гръдния кош“, обяснява Филип Елер от Университетската клиника по вътрешни болести в Грац. Подкрепен от Научния фонд на FWF, екип, ръководен от Елер от Медицинския университет, търси драйвери и защитни механизми, както и терапевтични възможности за противодействие на осификацията на съдовете.
Фантастични пластмасови съдове
Артериите се състоят от гладкомускулни клетки, които не са напълно диференцирани. По този начин кръвоносните съдове могат да реагират пластично на наранявания или стрес, т.е.да се адаптират функционално. Начинът, по който могат да се държат, зависи до голяма степен от тяхната история, тъй като артериите в гърдите и корема възникват от различни зародишни слоеве по време на ембрионалното развитие. Следователно гладкомускулните клетки на коремната артерия могат да се държат като костни клетки. В търсене на защитни фактори и двигатели на калцификацията на медиите, екипът около Филип Елер работи от една страна с мишки като образцов организъм, а от друга с култури на мускулни клетки, които са изследвани хистопатологично и молекулярно. Бъбречна недостатъчност (уремия) се индуцира при мишките с високо фосфатна диета. В клетъчната култура също се симулира калцификационна среда и осификацията се определя количествено с помощта на масспектрометрия.
Два защитни подхода
При сравняване на генната активност при нормално хранени и хранени с фосфат мишки бяха открити два поразителни модела. Гените за клетъчен механизъм за изхвърляне и рециклиране, наречени автофагия, бяха особено активни. От друга страна, беше забелязано, че калцирането на средата е придружено от променено производство на микроРНК. Най-изненадващият резултат от изследването за ръководителя на проекта Елер е, че автофагията действа като защитен механизъм срещу съдова калцификация, който може да бъде показан in vitro и in vivo. Автофагията е процес, който всички клетки овладяват: Дефектните и ненужни клетъчни компоненти се капсулират и разбиват, така че градивните блокове могат да бъдат използвани повторно. В този специфичен случай медикаментозната автофагия противодейства на калцификацията.
При предклинични тестове тези мишки, на които се прилагат лекарства, предизвикващи автофагия, оцеляват по-дълго. Успоредно с това беше тествано дали прилагането на microRNA-142-3p подобрява еластичността на съдовете, т.е. противодейства на сковаността на съдовете чрез калцификация. Различни отдели на Медицинския университет в Грац и партньорския университет в Марибор работиха заедно, за да постигнат интердисциплинарен обхват на тестовите настройки и солидно изследване на резултатите. И двата експериментални подхода показват възможни концепции за фармакологична терапия срещу калциране на медиите, които сега се изследват допълнително. В последващ проект се правят опити за стимулиране на механизма на автофагия чрез използване на активни съставки с по-малко странични ефекти.
Филип Елер завършва клиничното си обучение и завършва хабилитацията си по вътрешни болести в Медицинския университет в Инсбрук. Има MBA по управление на здравеопазването от Дунавския университет в Кремс. От 2015 г. е доцент по вътрешни болести в Медицинския университет в Грац и ръководител на отделението за интензивно лечение в Университетската клиника по вътрешни болести в Грац.