Bij hartaanvallen en beroertes moet de bloedtoevoer zo snel mogelijk worden gewaarborgd om grote lichamelijke schade te voorkomen. Wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) richten zich op een nieuw mechanisme om de grootte van de endotheelcellen te vergroten. Daardoor moet de doorbloeding binnen enkele uren verbeteren. Aan het onderzoek namen ook Nederlandse onderzoekers deel.
“We streven een volledig nieuwe aanpak na”, benadrukt professor Ferdinand le Noble, hoofd van de afdeling Cel- en Ontwikkelingsbiologie van het Instituut voor Zoölogie (ZOO) van het KIT. “Onze focus ligt niet op het verhogen van het aantal bloedvaten. We willen de bestaande slagaders uitbreiden, zodat ze meer bloed doorlaten”.
Zelfs kleine veranderingen in de vaatdiameter hebben een immense invloed op de bloedstroom. Er wordt gebruik gemaakt van natuurlijke processen. Die zorgen ervoor dat kleine slagaders zich in de loop van de ontwikkeling ontwikkelen tot grotere slagaders. Meestal wordt deze ontwikkeling in gang gezet door fysieke processen, d.w.z. door de bloedstroom wat relatief veel tijd kost. Het duurt meestal enkele dagen voordat na een verstopping of bloedvatafsluiting nieuwe bloedvaten terug zijn gegroeid. “Die tijd heeft een cardioloog niet die een acuut hartinfarct moet behandelen,” legt le Noble uit.
Lokaal bloedvaten verwijden
In principe zijn er twee mechanismen die de buisvormige binnenkant van de bloedvaten sneller doen uitzetten. Dat kan door een toegenomen productie van endotheelcellen, maar ook door uitbreiding van reeds bestaande endotheelcellen. Om de bloedvaten na een verstopping te verwijden, moeten de mechanismen onafhankelijk van de bloedstroming zijn.
Het eiwit VEGF staat bekend als een belangrijk eiwit in het ontwerp en de vorming van het vasculaire systeem. Voor een gerichte vaatverwijding is het noodzakelijk dat VEGF alleen daar werkt waar het ook nodig is.
De experts van de ZOO laten een mechanisme zien waarmee de lokale hoeveelheid VEGF kan worden gedoseerd. VEGF geeft het signaal voor de gerichte vermeerdering van het aantal endotheelcellen en voor het opnieuw vormen van het endotheelcytoskelet. Dat leidt tot de verbreding van de slagader-diameter. Deze hermodellering van het cytoskelet is doorslaggevend, omdat een toename van de grootte van de endotheelcellen gepaard moet gaan met een verandering in de stabiliteit van deze cellen.
Betere behandeling hart- en vaatziekten
Om ervoor te zorgen dat de bloedvaten niet alleen snel maar ook stabiel kunnen vergrootten uitzetten zonder schade of uitsteeksels, wordt het eiwit Trio gebruikt. Als “master regulator” zorgt het ervoor dat de verbouwing van de endothele geraamte op de juiste plaatsen plaatsvindt.
“We hopen dat ons onderzoek zal helpen om de behandeling van acute hart- en vaatziekten op de lange termijn te verbeteren”, benadrukt le Noble. Het nieuwe mechanisme, dat met succes is aangetoond in zebravisembryo’s en endotheelcelmodellen, zal nu verder preklinisch worden getest.
In de toekomst zouden de resultaten van het onderzoek van de ZOO gebruikt kunnen worden voor de ontwikkeling van geneesmiddelen die selectief groeiprocessen in arterioles stimuleren met behulp van VEGF en het proteïnetrio activeren en deactiveren.
Naast het KIT waren ook het Duitse centrum voor cardiovasculair onderzoek (DZHK) en onderzoekscollega’s uit Nederland en Finland bij de vierjarige studie betrokken.
Het onderzoek is afgelopen week gepubliceerd in Nature Communications.
Ook interessant: zieke bloedvaten genezen met nieuwe stent kan levens redden
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
