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S-2-hydroxyglutarate tiene le celle endoteliali in uno stato sospeso, rivela lo studio

La superficie interna dei vasi sanguigni è allineata da un livello sottile come un'ostia di celle conosciute come l'endotelio, che forma una barriera cruciale fra sangue ed il tessuto circostante. La struttura della cellula monostrata promuove lo scambio di ossigeno e sostanze nutrienti, mentre simultaneamente impedisce la dispersione incontrollata delle componenti del sangue.

Soltanto quando i bisogni metabolici del tessuto circostante aumentano, per esempio, durante la crescita, ferisca lo sviluppo del tumore o di guarigione, faccia le celle endoteliali abbandonano questa associazione stabile delle cellule per dividere e formare i nuovi vasi sanguigni. I segnali che avviano questa attivazione throroughly sono stati studiati. Precedentemente, tuttavia, piccolo è stato conosciuto circa come le celle endoteliali mantengono il loro stato di riposo stabile.

Ciò è che cosa gli scienziati all'istituto di Berlino della sanità (BIH) a Charité ora hanno studiato insieme ad un gruppo internazionale dei ricercatori. Hanno pubblicato i loro risultati in biologia cellulare della natura del giornale.

Michael Potente è un ricercatore del vaso sanguigno e del cardiologo. È arrivato appena alcuni mesi fa al BIH dal Max Planck Institute per la ricerca del polmone e del cuore ed ora sta entrando nel suo nuovo laboratorio nell'edificio recentemente aperto di Käthe Beutler sulla città universitaria Berlino Buch. Là condurrà la ricerca al centro del MDC & di BIH per la biomedicina vascolare.

“Anche in questi periodi turbolenti, stiamo lavorando vigoroso sul nostro progetto principale per capire meglio i vasi sanguigni,„ spieghiamo il professore della biomedicina vascolare. “I vasi sanguigni sono dappertutto nell'organismo ed egualmente svolgono un ruolo chiave in molte malattie.„

Normalmente, i vasi sanguigni nell'organismo adulto sono in uno stato di riposo stabile. I nuovi capillari vascolari germogliano soltanto raramente, per esempio, durante il ciclo mestruale femminile, feriscono la guarigione o durante i trattamenti patologici quale la crescita del tumore. I segnali che stimolano le celle endoteliali dividersi in gran parte sono conosciuti.

Abbiamo voluto capire invece che cosa tiene le celle endoteliali in un di stato dormiente anche conosciuto come stasi.„

Michael Potente, ricercatore del vaso sanguigno e del cardiologo, BIH a Charité

Gli scienziati dal suo gruppo già hanno avuti una buona idea dove guardare: “Ci sono fattori che impediscono alle celle di proliferare. Un tale fattore è FOXO1, che gestisce la trascrizione delle informazioni genetiche in celle; se spengiamo FOXO1 in celle endoteliali, questo piombo all'eccessiva crescita dell'imbarcazione. Per contro, possiamo fermare la formazione del vaso sanguigno specificamente inserendoci questo fattore. Abbiamo voluto scoprire quanto FOXO1 fa esattamente questo,„ spieghiamo Jorge Andrade, uno dei tre autori principali del documento.

S-2-hydroxyglutarate come “fattore calmante endoteliale„?

Per fare questo, gli scienziati hanno trasferito un intervento concreto continuamente di FOXO1 nelle celle endoteliali. Ciò ha indotto le celle endoteliali a smettere di dividersi e rimanere in uno stato di inattività. Per scoprire come FOXO1 fa questo, i ricercatori hanno studiato il metabolismo delle celle. A questo fine, hanno isolato tutti i prodotti metabolici dalle celle, che egualmente sono conosciute come metaboliti.

“In questo trattamento, abbiamo veduto che la concentrazione di hydoxyglutarate 2, in particolare, ha aumentato dovuto FOXO1. Questo metabolita già è stato conosciuto molto bene nella medicina del cancro,„ Costa di Ana di rapporti, un altro autore principale del documento.

Tuttavia, i ricercatori hanno trovato che questo è un formulario speciale di 2 S-2-hydroxyglutarate chiamati hydroxyglutarate. “Questa variante differisce in struttura e funzione dal metabolita prodotto in alcune cellule tumorali,„ la Costa dice.

Per confermare il ruolo di S-2-hydroxyglutarate come “fattore calmante endoteliale possibile,„ gli scienziati hanno eseguito ulteriori esperimenti sulle celle endoteliali. Hanno aggiunto la sostanza alle celle endoteliali normali in varie concentrazioni e per le durate differenti. “Abbiamo osservato che S-2-hydroxyglutarate da solo può tenere le celle endoteliali in uno stato di stasi,„ spieghiamo Chenyue Shi, il terzo autore principale del documento.

Ulteriore ricerca ha indicato che S-2-hydroxyglutarate esercita il suo effetto gestendo la trascrizione di crescita-gestire i geni. Nei modelli del mouse, il metabolita egualmente ha impedito la crescita di nuove imbarcazioni, ma non ha avuto effetti negativi sui vasi sanguigni esistenti. Quando gli scienziati hanno eliminato S-2-hydroxyglutarate, le celle endoteliali hanno riacquistato la loro capacità di formare i nuovi vasi sanguigni.

Influenza mirata a sui vasi sanguigni

“Dato particolarmente il fatto che “troppi„ o “troppo pochi„ nuovi vasi sanguigni svolgono un ruolo in molte malattie, per noi è enorme importante capire meglio i meccanismi di base che sono alla base di questi trattamenti,„ è come Potente riassume i risultati. “Il nostro scopo a lungo termine è di potere influenzare dal punto di vista terapeutico lo sviluppo e la funzione dei vasi sanguigni in un modo mirato a e se possibile, senza alcuni effetti secondari. Siamo venuto un punto più vicino a questo scopo con il nostro lavoro.„

Source:
Journal reference:

Andrade, J., et al. (2021) Control of endothelial quiescence by FOXO-regulated metabolites. Nature Cell Biology. doi.org/10.1038/s41556-021-00637-6.