Naukowcy odkryli, dlaczego tętniaki aorty tworzą się w odcinku łukowym lub brzusznym.

Rozszerzone naczynia w aorcie mogą zagrażać życiu, jeśli pękną. Tak zwane tętniaki aorty zwykle tworzą się w tych samych miejscach w dużym naczyniu krwionośnym: albo w górnym łuku, albo w jamie brzusznej.

„Chcieliśmy zrozumieć, dlaczego te konkretne miejsca są dotknięte. Co je wyróżnia od innych?” – mówi profesor Daniela Wenzel, kierownik Katedry Fizjologii Systemów na Uniwersytecie Ruhry w Bochum w Niemczech.

Badanie aktywności genów w najgłębszej warstwie naczyń krwionośnych wykazało, że nawet u zdrowych myszy występują nieprawidłowości w tych obszarach. Zespół badawczy opublikował swoje odkrycia w czasopiśmie Angiogenesis 4 lipca.

Technika stemplowania ułatwia analizę RNA śródbłonka

Aby dowiedzieć się, co odróżnia obszary naczyniowe, które są wielokrotnie dotknięte chorobą, od innych, Wenzel i jej zespół z Bochum i Bonn, będący częścią Centrum Badawczego Współpracy Transregio 259 „Choroby Aorty”, opracowali metodę pozwalającą na szczegółowe badanie śródbłonka aorty, który jest najbardziej wewnętrzną warstwą naczynia krwionośnego.

„Wiemy z doświadczeń innych chorób naczyniowych, na przykład miażdżycy, że zmiany w tej wewnętrznej warstwie następują na długo przed pojawieniem się objawów” – mówi badacz.

Naukowcy byli w stanie wyizolować tylko komórki śródbłonka aorty od zdrowych myszy, stosując technikę cold-stamping. Z tych małych próbek, które zawierały tylko około 350 pojedynczych komórek, byli w stanie wyizolować i zbadać RNA. Przeanalizowali aktywność genetyczną w różnych obszarach aorty i porównali obszary, w których często tworzą się tętniaki, z tymi, w których nie powstają.

Nieprawidłowości genetyczne

„Zidentyfikowaliśmy specyficzne wzorce aktywowanych genów w miejscach, w których często tworzą się rozszerzenia” – wyjaśnia Alexander Bruckner, doktorant w grupie roboczej Instytutu Fizjologii I w Szpitalu Uniwersyteckim w Bonn i na Uniwersytecie w Bonn, a także pierwszy autor badania. „Te niezwykle aktywne geny wpływają na przykład na zmiany w macierzy pozakomórkowej, powstawanie nowych naczyń krwionośnych i pewne reakcje zapalne”.

Takie nieprawidłowości genetyczne stwierdzono również w tkance tętniaków u ludzi. Wraz z kolegami z Instytutu Fizjologii Uniwersytetu w Lubece naukowcy określili również sztywność śródbłonka w próbkach zdrowej aorty. Im mniej elastyczny śródbłonek, tym bardziej szkodliwy jest dla zdrowia naczyń. Wykazali, że śródbłonek był sztywniejszy w obszarach, w których często rozwijają się tętniaki, niż w obszarach kontrolnych.

W kolejnym kroku zespół wykorzystał ustalony model myszy knockout, który jest podatny na tworzenie tętniaków z powodu ukierunkowanej modyfikacji genetycznej. Gdy tym myszom dodatkowo podano wysokie ciśnienie krwi, tworzą się tętniaki aorty. Porównali aktywność genetyczną w śródbłonku aorty genetycznie zmodyfikowanych myszy bez tętniaków z aktywnością u myszy, u których rozwinęły się tętniaki z powodu dodatkowego wysokiego ciśnienia krwi.

„U myszy z tętniakami stwierdziliśmy znacznie wyższy stopień zmian genetycznych w tej samej kategorii, co zmiany genetyczne u zdrowych myszy” — mówi Brueckner. „U myszy z tętniakami stwierdzono również zmiany w ścianie naczynia”.

Naukowcy doszli do wniosku, że miejsca, w których często tworzą się tętniaki, są słabymi punktami. „Nie wiemy dokładnie, dlaczego tak się dzieje – może to być związane z warunkami mechanicznymi i przepływem krwi w tych obszarach, a może zmieniona aktywność genów w tych obszarach jest dziedziczona od urodzenia” – wyjaśnia Wenzel.

To drugie wydaje się prawdopodobne, ponieważ aorta rozwija się na różnych poziomach z różnych prekursorów embrionalnych. „Jeśli do tego dodamy czynniki ryzyka, takie jak palenie tytoniu i wysokie ciśnienie krwi, obszary te są szczególnie podatne na powstawanie tętniaka naczyniowego” – podkreśla lekarz.

Mamy nadzieję, że badania podstawowe pozwolą lepiej zrozumieć procesy przyczyniające się do powstawania tętniaków, co ostatecznie doprowadzi do opracowania nowych metod leczenia farmakologicznego.