Vaskuloģenēze

Vaskuloģenēze ir embrionālās attīstības process, kurā asinsvadu sistēma tiek veidota no endotēlija priekšteča šūnām. Vaskuloģenēzei seko angioģenēze, kuras dēļ izdalās pirmie asinsvadi. Plašākā nozīmē vēzi var uzskatīt par asinsvadu ģenētisko problēmu.

Kas ir asinsvadu ģenēze?

Medicīnā asinsvadu ģenēze attiecas uz asinsvadu veidošanos, kuru endotēlija priekšteču šūnas kalpo par izejvielu. Šīs šūnas nāk no kaulu smadzenēm, un tās piesaista kurjers vielas. Šie citokīni ietver, piemēram, asinsvadu endotēlija augšanas faktoru (VEGF).

Pēc kurjeru izdalīšanās prekursoru šūnas migrē no kaulu smadzenēm uz kurjera vielas vietu caur asinsriti. No vienas puses, šim procesam ir nozīme brūču sadzīšanā un ar to saistīto jaunu trauku veidošanā, un, no otras puses, to var izsekot patoloģiskām attiecībām, piemēram, audzējiem.

Tikmēr medicīna arī pieņem, ka asinsvadu ģenēzei ir arī lielāka loma embrionālās attīstības laikā un ka angioģenēze notiek gandrīz tikai pieaugušiem cilvēkiem. Par tādu uzskata jaunu trauku veidošanos, izmantojot dīgšanas un šķelšanās procesus, kuru izejmateriāls ir iepriekš izveidoti asinsvadi. Trešais vaskularizācijas veids ir arterioģenēze, kurā artērijas un arterioli veidojas, pieņemot darbā gludās muskulatūras šūnas.

Funkcija un uzdevums

Termins asinsvadu ģenēze ietver jebkura veida jaunu asinsvadu veidošanos no prekursoru šūnām no asinsvadu endotēlija vai angioblastiem. Bieži vien šis termins īpaši attiecas uz asinsvadu reģenerācijas procesiem embrionālās attīstības laikā. Šie procesi sākas ar mezodermālo šūnu diferenciāciju un turpinās ar šo šūnu aglomerāciju, kas notiek dzeltenuma maisa rajonā un satur kopīgas priekšteču šūnas no asinsvadu un asins veidošanas sistēmas.

Šīs cilmes šūnas sauc arī par hemangioblastiem. Iegūtos šūnu konglomerātus sauc par asins salām. To diferenciācija notiek augšanas faktoru ietekmē. Šeit īpaša loma ir VEGF ietekmei. Diferenciācija pārveido cilmes šūnas par margināliem angioblastiem un centrālām asinsrades cilmes šūnām. Angioblasti kļūst par endotēlija šūnām un tādējādi veido pirmos cilvēka traukus.

Šiem procesiem seko anioģenēzes procesi. Šo procesu laikā izdalās pirmie asinsvadi un caur dīgšanu veido visu asinsvadu sistēmu. Tā kā endotēlija primitīvās šūnas apvienojas un šādā veidā veido starpšūnu kontaktus, atsevišķi papildu asinsvadu nodalījumi, kas pazīstami kā intravaskulārā telpa, izdalās no procesa pēc papildu diferenciācijas un augšanas procesiem.

Pirmie asinsvadi embrionālajā attīstībā veidojas jau 18. dienā. Šie primārie asinsvadi atbilst tā saucamajiem nabas traukiem un papildus nabas artērijai ietver nabas vēnu, no kuras izdalās visi pārējie trauki.

Pēc embrionālās attīstības pabeigšanas asinsvadu ģenēze tikpat kā nenotiek. Jauni asinsvadi parasti ir kompensējoši vai atbilst destruktīviem procesiem pieaugušajiem. Atšķirībā no embrionālās attīstības, jauni trauki pieaugušā organismā galu galā rodas tikai uz esošajiem traukiem angioģenēzes veidā.Šis jaunais veidojums galvenokārt aprobežojas ar brūču sadzīšanas procesiem.

Līdzīgi kā patoloģiska un nekontrolēta neovaskularizācija audzēju slimību kontekstā, fizioloģiskā neovaskularizācija pēc traumām vai transplantācijas medicīnā dažreiz tiek iekļauta terminā neovaskularizācija. Lai gan šis termins ir saistīts ar asinsvadu ģenēzi, to nevajadzētu saprast kā sinonīmu.

Slimības un kaites

Asinsvadu endotēlija augšanas faktoram (VEGF) ir liela loma saistībā ar asinsvadu ģenēzi. Šim augšanas faktoram ir arī visaugstākā klīniskā nozīme, runājot par veskuloģenēzes procesiem. Viela ir signalizācijas molekula, kas virza asinsvadu ģenēzi un tai sekojošo angioģenēzi. Augšanas faktors stimulē endotēliju un ietekmē monocītus un makrofāgus, kas migrē caur vielu.

In vitro VEGF ir stimulējoša ietekme uz endotēlija šūnu dalīšanos un imigrāciju. Klīniskajā praksē paaugstināta VEGF-A ekspresija ir saistīta ar dažiem audzējiem. Monoklonālā antiviela bevacizumabs var saistīties ar VEGF un tādējādi nomāc patoloģisko neovaskularizāciju. Tāpēc bevacizumabam ir nozīme dažādu vēža veidu ārstēšanā. III fāzes pētījumos viela ir veiksmīgi izmantota, lai apkarotu resnās zarnas vēzi, plaušu vēzi un krūts vēzi. II fāzes pētījumi pastāv arī tādu vēža ārstēšanai kā aizkuņģa dziedzera vēzis, prostatas vēzis un nieru vēzis.

Ranibizumabs ir pazīstams kā vienas un tās pašas antivielas fragments. Šo vielu lieto terapeitiski, ja makulas deģenerācija ir saistīta ar jauniem asinsvadiem. Turklāt tirozīnkināzes inhibitorus, piemēram, sunitinibu vai vatalanibu, kuriem ir inhibējoša iedarbība uz VEGF receptoriem, tagad lieto arī pret tādām slimībām kā vēzis.

Pastāv vienkāršs iemesls, ka vēzis ir saistīts ar asinsvadu ģenēzi. Sākot no noteikta lieluma, audzējam ir nepieciešama sava asinsvadu sistēma. Tikai šādā veidā tas tiks pienācīgi apgādāts ar barības vielām un skābekli un varēs augt lielumā. Tāpēc, ja skābekļa un barības vielu piegāde tiek bloķēta ar asinsvadu ģenētisko procesu pārtraukšanu, audzēja augšana apstājas.

Asinsvadu ģenēzes aktivizēšana var būt nozīmīga arī medicīnā. Īpaši tas attiecas uz transplantātiem. Tikai transplantātu savienojums ar asinsvadu sistēmu nodrošina to skābekļa un barības vielu piegādi un ļauj transplantācijai gūt panākumus.