Formacion de nuevos vasos sanguineos

Angiogenese

(CAMBRIDGE, Massachusetts) – Alrededor de 8,5 millones de personas en Estados Unidos padecen la enfermedad arterial periférica (EAP), un estrechamiento de las arterias de las piernas o los brazos (a menudo debido a la acumulación de placa grasa) que puede cortar el flujo sanguíneo a las extremidades, causando la muerte del tejido, gangrena e incluso amputación. Se han investigado estrategias para combatir la arteriopatía periférica mediante la administración de compuestos que promueven la angiogénesis (el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos) para sortear las arterias obstruidas, pero no han conseguido mejorar los resultados. Más recientemente, ha aumentado el interés por utilizar el sistema inmunitario del organismo para tratar la isquemia, ya que se sabe que algunas células inmunitarias segregan compuestos que favorecen los vasos sanguíneos. Sin embargo, conseguir que las células inmunitarias terapéuticas se concentren y segreguen una cantidad suficiente de los compuestos deseados donde se necesitan nuevos vasos sigue siendo un reto.

«Uno de los aspectos más emocionantes de este trabajo es que proporciona un nuevo método para mejorar la formación de vasos sanguíneos que no depende de los biológicos tradicionales, como las células, los factores de crecimiento y las citoquinas, que se suelen utilizar para promover la vascularización», dijo el primer autor Brian Kwee, Ph.D., un ex estudiante graduado en el Instituto Wyss y SEAS que ahora es un investigador postdoctoral en la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. «Además, en términos más generales, sugiere que los avances en las terapias con células T de bioingeniería, que tradicionalmente se han utilizado para tratar los cánceres, pueden utilizarse para promover la curación y la regeneración de las heridas».

Metástasis

Antecedentes: La generación de vasos sanguíneos funcionales sigue siendo un reto clave para la medicina regenerativa. La optimización de los montajes de cultivo in vitro que imitan el entorno del nicho perivascular in vivo durante la reparación de los tejidos puede proporcionar información sobre la función biológica y la contribución de las células progenitoras a la vasculogénesis postnatal, aumentando así su potencial terapéutico.

Objetivo: Establecimos un modelo de nicho vascular 3D in vitro basado en fibrina para estudiar la interacción de las células estromales mesenquimales (MSC) con las células mononucleares de sangre periférica (PBMC), incluidas las células progenitoras circulantes, en ausencia de células endoteliales (CE), y para investigar la contribución de esta interacción a la formación de neo-vasos.

Materiales y métodos: Las MSC derivadas de la médula ósea se co-cultivaron con PBMC enteras, monocitos enriquecidos (Mo), células T enriquecidas y Mo junto con células T, respectivamente, obtenidas de cámaras de reducción de leucocitos generadas durante el proceso de aféresis de plaquetas de un solo donante. Las células se incrustaron en matrices de fibrina 3D, utilizando exclusivamente componentes de cultivo de origen humano sin factores de crecimiento externos. Se analizó la secreción de citoquinas en los sobrenadantes de los cultivos 3D mediante un array de citoquinas, y se cuantificó la secreción del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) mediante ELISA. Los reordenamientos celulares y estructurales se caracterizaron mediante inmunofluorescencia y microscopía confocal de barrido láser de geles de fibrina 3D topográficamente intactos.

Neovascularización

La angiogénesis es la formación de nuevos vasos sanguíneos. El proceso está controlado por ciertas sustancias químicas producidas en el cuerpo. La palabra viene de dos palabras griegas, angio que significa vaso sanguíneo y génesis que significa comienzo.  Aunque esto puede ayudar a la curación normal de las heridas, el cáncer puede crecer cuando se crean estos nuevos vasos sanguíneos. Los nuevos vasos sanguíneos cercanos a las células cancerosas les proporcionan oxígeno y nutrientes. Esto permite que las células cancerosas se multipliquen, invadan los tejidos cercanos y se extiendan a otras zonas del cuerpo (metástasis).

Una sustancia química que interfiere con las señales para formar nuevos vasos sanguíneos se denomina inhibidor de la angiogénesis. Los científicos han estudiado el efecto de los inhibidores de la angiogénesis en determinados tipos de tumores y células.  Varios de los inhibidores de la angiogénesis también son eficaces en el tratamiento de una enfermedad ocular, la degeneración macular.

Este tratamiento, a veces denominado terapia antiangiogénica, puede impedir el crecimiento del cáncer al bloquear la formación de nuevos vasos sanguíneos. El tratamiento con inhibidores de la angiogénesis puede estabilizar el tumor y evitar que siga creciendo. O puede reducir el tamaño del tumor. En Estados Unidos hay más de una docena de medicamentos con propiedades antiangiogénicas.

Angiogénesis tumoral

La investigación sobre la formación de nuevos vasos sanguíneos se llama angiogénesis. Roeland Merks, que complementa sus actividades en el CWI con su trabajo como profesor de Biología Matemática Multiescala en la Universidad de Leiden, explica: «Queremos saber cómo las células son capaces de construir un vaso sanguíneo juntas. Vemos la formación de un vaso sanguíneo como un comportamiento colectivo de las células y queremos desentrañar las reglas que subyacen a este comportamiento. La mayoría de los investigadores se concentran en la escala molecular, en las mutaciones del ADN y en las señales que dan las células. Nosotros abordamos la cuestión desde un ángulo diferente: ¿cuáles son las propiedades a nivel celular que debemos abordar? Pueden ser la forma de la célula, la adhesión entre células u otro aspecto como la inhibición del contacto».

Merks y sus colegas estudian la formación de vasos sanguíneos con modelos informáticos. «Empezamos con un modelo estándar de angiogénesis. Este modelo sólo tiene un tipo de célula: la célula endotelial. Sin embargo, hay dos tipos de células endoteliales: las células de la punta y las del tallo. Los experimentos han demostrado que las células de la punta desempeñan un papel central en la angiogénesis, pero no se conoce exactamente el mecanismo subyacente. Hemos dotado a una parte de las células del modelo de un color diferente para luego cambiar el comportamiento de estas células. Podemos cambiar las células de la punta para que se sitúen en la parte delantera de un nuevo vaso sanguíneo. Una nueva rama lateral del vaso se origina porque una célula del tallo está empujando a la célula de la punta hacia el frente, por así decirlo. Esto afecta a la red que se está desarrollando».