Ученые из Goethe University показалия. что одиночные клетки из наиболее внутреннего слоя кровеносных сосудов пролиферируют после повреждения и вносят существенный вклад в формирование новых сосудов.

Наблюдения на живых организмах -- и особенно в сердце - за тем, как формируются новые сосуды, не возможно у млекопитающих. Довольно мало известно об действительных процессах формирования новых сосудов.

Исследователи изучали судьбы отдельных клеток в наиболее внутреннем слое кровеносных сосудов, т.е. в эндотелиальных клетках во время развития и после повреждений у Confetti мышей, У этих моделей исследователи смогли пометить специфические типы клеток и отличать их с помощью флуоресцентных белков. У используемой модели флуоресцировали только эндотелиальные клетки тремя разными цветами. Поскольку клетки продолжали флуоресцировать, когда они делились, то одиночные эндотелиальные клетки и их "потомки" могли отслеживаться. В результате ученые смогли ответить на вопрос, происходят ли клеточные деления при формировании новых кровеносных сосудов, как известно, у рыбок данио это происходит более или менее случайно или когда специфические клетки делятся снов и снова, чтобы создать новые сосуды.

В поврежденной ткани сердца после сердечных атак исследователи наблюдали, что определенные клетки делятся повторно. Они также обнаружили, что эти клеточные деления, которые были обозначены как клональная экспансия, в поврежденной ткани скелетных мышц вызывались ишемией. Поэтому они анализировали флуоресценцию в эндотелиальных клетках тканевых срезов из поврежденных областей. Они установили соотношение клонально увеличивающихся клеток -- между 30 и 50% -- что было удивительно. Хотя подсчет производился на двумерных тканевых срезах. В дальнейших экспериментах было показано, что сосуды формируются посредством клональной экспансии, они заполняются кровью и т.о. способны функционировать.

В противоположность своей новой модели исследователи не наблюдали клональной экспансии при образовании новых сосудов в сетчатке. Это указывало на то, что рост кровеносных сосудов во время нормального развития возникал за счет случайного умножения и интеграции клеток. Этот результат совпадает с наблюдениями у рыбок данио, у которые, как известно, "перемешивание клеток" также играет важную роль в формировании новых кровеносных сосудов во время развития.

Ученые попытались охарактеризовать делящиеся клетки с большей точностью и по этой причине они анализировали, какие гены транскрибируются в одиночных примерах клонально увеличивающихся эндотелиальных клеток. "Неожиданно мы обнаружили большое количество генных продуктов, которые типичны для перехода от эндотелиальных к мезенхимным клеткам," сказал Dimmeler. Такой переход или процесс EndMT участвует во многих патогенетических процессах, таких как образование рубцов или артериосклероз. В эндотелиальных клетках продукты генов, типичные для EndMT отсутствуют, однако, во время перехода вместо этого, по-видимому, возникает промежуточная стадия, которая позволяет клеткам отсоединяться от клеточных ансамблей, чтобы начать делиться.

Исследователи теперь пытаются установить, что происходит с клонально умножающимися клетками в течение длительного периода, но пока они оказались способны отследить их судьбы в течение 2-х мес. "Мы попытаемся узнать, что происходит с этими клетками спустя год и действительно ли новые кровеносные сосуды столь же хороши, как и старые спустя длительный период," сказал Dimmeler.

Отличается ли клональная экспансия у старых пациентов? "Может оказаться так, что клональная экспансия больше не эффективна у старых людей, поэтому большое количество поврежденных тканей погибает после сердечных атак и образуются рубцы, которые не могут быть реактивированы путем образования новых кровеносных сосудов," сказал Dimmeler. "Если мы сможет охарактеризовать клонально умножающиеся клетки с большей точностью, то мы сможем найти пути повторно стимулировать этот процесс."