Именно артериальное давление вызывает открытие мелких капилляров во время ангиогенеза. Команда исследователей под руководством проф. Хольгер Герхардт из MDC впервые наблюдал за процессом и опубликовал свои выводы в Nature Cell Biology. Ученые показали, как давление крови заставляет мембрану эндотелиальных клеток прогибаться и врастать в тело клетки, пока не образуется непрерывный сосуд. Сама клетка управляет процессом с помощью актомиозиновых нитей своего цитоскелета. До сих пор у ученых не было такого подробного представления о том, как формируются кровеносные капилляры, что важно в контексте эмбрионального развития, рака или диабета.
Проф. Команды Герхардта из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC) в Берлине, Берлинского института здоровья (BIH), Немецкого центра сердечно-сосудистых исследований (DZHK) и Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) в Левене изучают многие различные аспекты ангиогенеза – образование новых кровеносных сосудов из существующих.
В течение "прорастающий ангиогенез", новые клетки растут из стенки существующих соседних капилляров, чтобы образовать новую капиллярную петлю. Но до сих пор ученые не знали, как формируется просвет, говорит Герхардт.
Используя конфокальный микроскоп с вращающимся диском, который обеспечивает высокое пространственное и временное разрешение, исследователи изучили эмбрионы рыбок данио, у которых мембраны эндотелиальных клеток были генетически помечены флуоресцирующим белком. Они наблюдали, как кровь проталкивается в эндотелиальную клетку и при этом растет мембрана нового просвета. Клетка активно контролирует развитие инвагинации. Он отталкивает более мелкие боковые ответвления и маленькие пузыри, создавая волокна актина, а затем сокращая их с помощью миозиновых нитей. Таким образом, новый просвет капилляра растет только на кончике.
Капилляры растут всякий раз, когда кровь требуется для новых участков ткани – например, во время эмбрионального развития или заживления ран. Ангиогенез также имеет большое значение при раке. Растущие опухоли пытаются утолить их голод энергии и кислорода и позволить кровеносным сосудам прорасти. "Кровеносные сосуды в опухолях не нормальные. Они негерметичны и часто не могут контролировать свой диаметр," говорит Гебала. «Свойство просвета может иметь отношение и к другим заболеваниям», – говорит Герхардт: "Если формирование кровеносных сосудов так сильно зависит от гидродинамики крови, что это означает для физиологического артериального давления??" Например, кровеносные сосуды сетчатки разрушаются в глазах диабетиков, особенно в местах, подверженных сильным колебаниям артериального давления.
Теперь исследователи хотят выяснить, насколько важен недавно открытый механизм кровеносных сосудов: "Следующий логический шаг – изучение патологических ситуаций," говорит Гебала.