Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Нет – тромбам, да – нормальному свертыванию

Одним из самых масштабных и самых важных процессов в организме человека является воспаление. Воспалительный ответ на травму или заболевание помогает иммунной системе победить в борьбе за здоровье организма. Но воспалительная реакция может приводить к крайне неблагоприятным последствиям: в ответ может резко повыситься синтез тромбина, что приведет к повышенному тромбообразованию. Активированный протеин С (АПС), естественный антикоагулянт с противовоспалительными и другими защитными свойствами, применяется в медицинской практике для обработки ран и очагов инфекции с целью снизить воспаление эндотелиальных клеток сосудов. Но его применение ограничено, так как избыток АПС может чрезмерно подавить свертывание и привести к кровотечениям.

Группа исследователей из Медицинского центра Beth Israel Deaconess (BIDMC) и Института Висса Гарвардского университета (Wyss Institute at Harvard University) обнаружила, что искусственные АПС-подобные молекулы, называемые пармодулинами, обеспечивают такую же, как натуральный АПС, противовоспалительную и антикоагуляционную защиту эндотелиальных клеток, но при этом они не мешают нормальным процессам свертывания крови. Это делает пармодулины привлекательными для рассмотрения их в качестве действующего вещества нового препарата. Открытие стало возможным благодаря разработанной в Институте Висса технологии «орган на чипе» и моделированию тромбоза в кровеносном сосуде in vitro.

Исследование не только доказало защитное влияние пармодулинов на эндотелий, но и определило его механизм.

Целью для АПС и пармодулинов является трансмембранный белок протеаза-активированный рецептор-1 (protease-activated receptor 1, PAR1). Он присутствует на эндотелиоцитах сосудов и тромбоцитах, циркулирующих в крови, и повышает свертываемость крови. Активация PAR1 на эндотелиоцитах белком АПС сопровождается противовоспалительным, антиапоптотическим эффектами и снижением проницаемости сосудистой стенки. В комплексе это защищает клетки от патологического действия воспаления.

Кроме активации PAR1, АПС напрямую тормозит выработку тромбина, который является важным компонентом нормальных процессов свертывания крови. Чрезмерное блокирование тромбина приводит к кровотечению. Отсутствие эффекта пармодулинов на тромбин могло бы сделать их более безопасной альтернативой АПС.

Для оценки влияния пармодулинов на эндотелий, исследователи инкубировали in vitro эндотелиоциты сосудов человека с пармодулином-2 в течение 4 часов. После этого на них воздействовали индуцирующими тромбин воспалительными агентами: липополисахаридом или фактором некроза опухоли (ФНО-альфа). В образцах с пармодулином способность обоих агентов генерировать тромбин была на 50% ниже по сравнению с контрольными образцами. При этом пармодулин-2 не блокировал действие факторов V и X – белков, участвующих в нормальном процессе свертывания.

Для того чтобы подтвердить действие пармодулинов на воспаление, исследователи использовали «кровеносный сосуд на чипе», состоящий из микрожидкостных каналов, встроенных в полимерный чип, покрытых коллагеном и выстланных эндотелиальными клетками. Для имитации естественного кровотока и оценки реакции эндотелия кровь с про- и противовспалительными соединениями пропускали через чип.

parmodulins1.jpg
Источник: Wyss Institute at Harvard University

В эксперименте в кровь был введен ФНО-альфа. Тромбоциты накапливались на эндотелии – это типичный ответ на воспаление. В присутствии пармодулина-2 накопления тромбоцитов не происходило, эндотелий функционировал в нормальном режиме. Полученные результаты доказали, что пармодулин-2 тормозит воспаление в виде тромботической реакции.

В других экспериментах было доказано, что пармодулины, активируя PAR1, запускают цитопротективные (защитные) реакции эндотелиальных клеток путем подавления апоптоза (программируемой клеточной смерти). Это связано с подавлением  накопления тромбина, блокированием ФНО-альфа и апоптотического алкалоида стауроспорина. При этом цитопротективный эффект развивался очень быстро.

parmodulins2.jpg

В кровеносных сосудах после введения провоспалительной молекулы липополисахарида (третий ряд) появились тромбы. Предварительное введение пармодулина-2 (четвертый ряд) приводит к нормальной коагуляции, продемонстрированной в первом ряду. Источник: BIDMC.

Исследования in vivo на мышах показали, что пармодулин-2 снижает связывание лейкоцитов и накопление тромбоцитов и фибрина во время воспалительной реакции. Это подтверждает противоспалительное  и противотромботическое действия пармодулинов, продемонстрированные в экспериментах in vitro.

Обнаружение противовоспалительного агента, препятствующего эндотелиальному тромбозу и сохраняющего при этом нормальное состояние свертывающей системы крови – важнейший шаг на пути к эффективному лечению воспалительных заболеваний с минимальными побочными эффектами. Кроме того, работа показала значение технологии «орган на чипе» для быстрой и безопасной разработки и изучения препаратов, которые могли бы помочь пациентам по всему миру.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Wyss Institute: Stop the clots, spare the coagulation.


Читать статьи по темам:

травма инфекционные болезни разработка препаратов биочипы Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

DermaTrax совершит переворот в лечении ран

«Умный перевязочный материал» DermaTrax по беспроводной сети передаст на сестринский пост сигнал тревоги в случае появления признаков инфицирования раны или других нарушений процесса заживления.

читать

Электрошок для бактерий, инфицирующих раны

Повязка, под действием электрического тока выделяющая перекись водорода, убивает большинство бактерий, в том числе устойчивых к лекарствам.

читать

Пластырь обнаружит воспаление

«Умный» пластырь сделан из гидратированной агарозы, содержащей нанокапсулы с флуоресцентным красителем. Краситель высвобождается под действием токсинов, синтезируемых болезнетворными бактериями.

читать

Индикатор воспаления – «умная повязка»

При попадании патогенных бактерий в рану нанокапсулы в составе повязки разрушаются, высвобождая частицы флуоресцирующей в ультрафиолетовом свете краски. На безопасные бактерии нанокапсулы не реагируют.

читать

Военно-полевая биомедицина: планы Минобороны США

Самые перспективные проекты развития военной медицины касаются искусственных глаз, аппаратов автономной диагностики, нового типа тканей, портативных систем очистки крови и механизмов заживления ран.

читать