Recyklácia buniek proti kôrnateniu tepien - scilog
Časopis Vedeckého fondu FWF
Vápnikové usadeniny v brušných a dolných tepnách - takzvaná kalcifikácia média - sú častou komplikáciou zlyhania obličiek alebo diabetes mellitus. S podporou Rakúskeho vedeckého fondu FWF sa skúmalo, ako bunkové kultúry a myši reagujú na zlé čistenie krvi a čo bráni osifikácii stien ciev.
Naše tepny transportujú krv bohatú na kyslík cez telo včas srdcom. Ak sa trubice arteriálnych svalov zmenia alebo zablokujú, vedie to k vážnym komplikáciám. Ateroskleróza, ktorá vedie k infarktu alebo mŕtvici, je známa. Cievna kalcifikácia je častou komplikáciou u ľudí s chronickým zlyhaním obličiek, ale aj u dlhodobo diabetikov. Postihnutá nie je primárne vnútorná stena tepny, ale stredná vaskulárna vrstva, odtiaľ pochádza názov mediálna kalcifikácia. Spôsobuje to na jednej strane vysoký obsah fosfátov alebo cukrov v krvi chorých. Na druhej strane hrá úlohu samotné mikroprostredie v tkanive.
„Pri predbežných prácach na našom projekte sme dokázali, že tepna v bruchu má tendenciu byť viac kalcifikovaná ako tepna v hrudníku,“ vysvetľuje Philipp Eller z internej kliniky v Grazi. Tím vedený Ellerom z Lekárskej univerzity s podporou Vedeckého fondu FWF hľadal vodičov a ochranné mechanizmy, ako aj terapeutické možnosti na potlačenie osifikácie ciev.
Fantasticky plastové nádoby
Tepny pozostávajú z buniek hladkého svalstva, ktoré nie sú úplne diferencované. Cievy tak môžu v prípade úrazu alebo stresu plasticky reagovať, t. J. Funkčne sa prispôsobiť. To, ako sa môžu správať, závisí vo veľkej miere od ich histórie, pretože tepny v hrudníku a bruchu vznikajú počas embryonálneho vývoja z rôznych zárodočných vrstiev. Bunky hladkého svalstva brušnej tepny sa preto môžu správať ako bunky kostí. Pri hľadaní ochranných faktorov a hybných síl kalcifikácie médií pracoval tím okolo Philipp Eller na jednej strane s myšami ako s modelovým organizmom a na druhej strane s kultúrami svalových buniek, ktoré boli histopatologicky a molekulárne vyšetrené. Renálne zlyhanie (urémia) bolo indukované u myší stravou s vysokým obsahom fosfátov. V bunkovej kultúre bolo tiež simulované kalcifikačné prostredie a osifikácia bola kvantifikovaná pomocou hmotnostnej spektrometrie.
Dva ochranné prístupy
Pri porovnaní génovej aktivity u myší s normálnym a fosfátovým príjmom sa našli dva výrazné vzory. Obzvlášť aktívne boli gény pre mechanizmus bunkovej likvidácie a recyklácie nazývané autofágia. Na druhej strane sa pozorovalo, že kalcifikácia média bola sprevádzaná zmenenou produkciou mikroRNA. Najprekvapivejším výsledkom výskumu pre vedúceho projektu Ellera bolo, že autofágia pôsobí ako ochranný mechanizmus proti kalcifikácii ciev, čo sa dalo preukázať in vitro a in vivo. Autofagia je proces, ktorý ovládajú všetky bunky: Chybné a nepotrebné komponenty bunky sú zapuzdrené a rozbité, aby bolo možné stavebné bloky znovu použiť. V tomto špecifickom prípade pôsobí autofágia vyvolaná liekmi na kalcifikáciu.
V predklinických testoch tie myši, ktorým sa podávali lieky vyvolávajúce autofágiu, prežili dlhšie. Paralelne sa testovalo, či podávanie mikroRNA-142-3p zlepšuje elasticitu ciev, to znamená, že pôsobí proti tuhosti ciev prostredníctvom kalcifikácie. Rôzne pracoviská Lekárskej univerzity v Grazi a partnerskej univerzity v Maribore spolupracovali na dosiahnutí interdisciplinárneho rozsahu nastavenia testu a dôkladného preskúmania výsledkov. Oba experimentálne prístupy ukazujú možné koncepty farmakologickej terapie proti kalcifikácii médií, ktoré sa v súčasnosti ďalej skúmajú. V následnom projekte sú pokusy stimulovať mechanizmus autofágie použitím aktívnych zložiek s menším počtom vedľajších účinkov.
Philipp Eller absolvoval klinické školenie a habilitáciu z interného lekárstva na Lekárskej univerzite v Innsbrucku. Má titul MBA v odbore manažment zdravotnej starostlivosti na Dunajskej univerzite v Kremsi. Od roku 2015 je docentom interného lekárstva na Lekárskej univerzite v Grazi a vedúcim oddelenia intenzívnej starostlivosti na Univerzitnej klinike pre interné lekárstvo v Grazi.