Блокирование аномального ангиогенеза в сетчатке – путь к терапии ретинопатий

01.07.200848250
Аномальный ангиогенез, то есть гипертрофированное развитие сосудов в сетчатке – причина многочисленных дегенеративных расстройств, таких как макулярная дистрофия и различные ретинопатии, включая ретинопатию, ассоциированную с диабетом. В работе, опубликованной в журнале Nature Medicine, группа исследователей под руководством Jones C.A. et al. предположила, что такой патологический ангиогенез можно предотвратить путем дублирования сигнального пути, активируемого фактором Slit2, который в норме отвечает за подавление роста капилляров и уменьшение проницаемости их стенок.

Последние исследования показали, что процесс ангиогенеза находится под контролем молекул, гомологичных нейрогенным факторам. Рецепторы к этим факторам располагаются на внешних мембранах эндотелиоцитов (клеток, выстилающих капилляры). Существует четыре основных сигнальных пути, регулирующих рост аксонов нервных клеток, и эти же четыре пути, как предполагается, необходимы для регуляции роста капилляров. К ним относятся: delta/notch-сигнальный путь (первый фактор – лиганд, второй – его специфический рецептор), пути Eph/Ephrin, netrin/Unc и slit/roundabout. В мае 2008 года стало известно, что последний упомянутый сигнальный путь, действительно, характерен для клеток эндотелия. Это показали исследователи из Cancer Research Angiogenesis Group (Institute for Biomedical Research, University of Bimingham) в Великобритании.

Более ранние работы Gerhardt H. и его коллег показали, что рост капилляров происходит под контролем так называемой «концевой клетки», которая сама по себе не пролиферирует, но обеспечивает пролиферирующие клетки эндотелия необходимыми молекулярными сигналами. Ученые сравнили этот процесс с ростом отростков нервных клеток, при котором присутствует так называемый «конус роста аксона», где высоко экспрессируются один из рецепторов фактора Slit2 – Robo4. Хотя, конечно, сложно проводить подобные параллели, так как аксон – часть одной-единственной клетки, а капилляр – сложная многоклеточная структура.

Jones C.A. et al., в свою очередь, показали, что Robo4 экспрессируется не в концевой клетке капилляра, в остальных клетках эндотелия. Активация Robo4 при связывании его с рецептором – фактором Slit2, приводит к блокированию сигнального пути, который запускается другим фактором – VEGF (фактор роста сосудов). VEGF усиливает пролиферацию эндотелия и миграцию клеток сквозь стенки капилляров, увеличивая их проницаемость. Авторы предположили, что Robo4 отвечает за стабилизацию стенок капилляров.

Для проверки своей гипотезы они сравнили воздействие Slit2 на процессы, происходящие в пораженной сетчатке мышей с нормальным генотипом и с нокаутом гена robo4. В эксперименте использовались две модели поражения сетчатки. Первая – вызванная воздействием кислорода ретинопатия, которая отражает ишемический ангиогенез при старческой и диабетической ретинопатиях. Повышение васкуляризации под действием кислорода у мышей с дефектом экспрессии Robo4 было примерно в два раза выше, чем у мышей дикого типа. Интересно также, что этот эффект у мышей дикого типа мог быть заблокирован инъекцией под роговицу глаза фактора Slit2, а у мышей с делецией robo4 никаких улучшений в ответ на инъекции не наблюдалось.

Вторая использованная модель основывалась на реваскуляризации сетчатки, индуцированной лазером. Эта модель отражает процессы, происходящие при возрастном разрушении сетчатки. Лазер разрушает базальную мембрану, в результате чего сосуды, располагающиеся в сосудистом слое сетчатки, прорастают в пигментный эпителий, что приводит к прогрессирующей потере зрения. В этом случае процессы, происходившие в сетчатке как мутантных, так и мышей дикого типа, практически не различались. Однако, как и для первой модели, инъекции Slit2 приводили к заметным улучшениям в случае мышей дикого типа и не влияли на дегенерацию сетчатки мутантных мышей. Авторы, таким образом, подтвердили свою гипотезу о том, что Robo4 и Slit2 ответственны за стабилизацию эндотелия и ограничение васкуляризации в ответ на повреждение сетчатки и могут быть рассмотрены как мишени терапии некоторых расстройств зрения.

Более ранние работы в основном касались VEGF и его блокирования для предотвращения нежелательного ангиогенеза. К агентам-блокаторам VEGF относится, например, моноклональное антитело bevacizumab (коммерческое название – Avastin), которое, как было показано, имеет существенный клинический эффект. Блокаторы VEGF на сегодняшний день являются «золотым стандартом» терапии патологий, связанных с неоваскуляризацией различных тканей (не только сетчатки). Тем не менее, поиск альтернативных путей предотвращения роста сосудов остается важным.

В то же время нельзя забывать о том, что большинство рецепторов, подобных Robo4, обладают плейотропным эффектом, то есть запускают при активации сразу несколько сигнальных каскадов, которые могут обладать разными эффектами. Поэтому весьма многообещающие результаты Jones C.A. и коллег нельзя трактовать с механистических позиций. Данных о молекулярном взаимодействии Slit2 с его рецептором немного. В сущности, окончательно доказанной является только способность Slit2 связываться с изоформой рецептора Robo1, относительно же Robo4 такое взаимодействие пока является лишь теоретическим. Работы, в которых Slit2 был выделен в кристаллической форме и было смоделировано его взаимодействие с рецепторами из семейства roundabout (к которым относятся рецепторы Robo1-4), предполагают, что Slit2 может высокоаффинно связываться с Robo2 и Robo3, и слабо либо совсем не связываться с Robo4. Однако результаты этих работ не могут претендовать на абсолютную предсказательность в связи со спецификой использованных методов.

Несмотря на это, данное исследование впервые показало, что сигнальный путь Robo/Slit2 может быть интересен с точки зрения терапии расстройств зрения. Остается выявить побочные эффекты инъекций Slit2, однако они должны быть не слишком существенны, учитывая малые дозы и местное введение препарата.

Подготовила Анаит Григорян

По материалам:
Bicknell R. Retinal anti-angiogenesis by a new route. Nature Biotechnology 2008; 26: 528-952.

Литература:

1. Bedell V.M. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102; 6373-6378 (2005).
2. Gerhardt H. et al. J. Cell Biol. 161; 1163-117 (2003).
3. Hohenester E., Hussain S., Howitt J.A. Biochem. Soc. Trans. 34; 418-421 (2006).
4. Huminiecki L. et al. Genomics 79; 547-552 (2002).
5. Jones C.A. et al. Nat. Med. 14; 448-453 (2008).
6. Kaur S. et al. J. Biol. Chem. 281; 11347-11356 (2006).
7. Legg J.A., Herbert J.M., Clissold P., Bicknell R. Angiogenesis 11; 13-21 (2008).
8. Suchting S. et al. FASEB J. 19; 121-129 (2005).
9. Suchting S., Bicknell R., Eichmann A. Exp. Cell Res. 312; 668-675 (2006).
10. Wang B. et al. Cancer Cell 4; 19-29 (2008).

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей