Кровяной сосуд на чипе определяет, как периваскулярные клетки могут ухудшить течение хронических заболеваний
Исследователи из Университета здоровья и науки Орегона обнаружили, как специализированные клетки, окружающие мелкие кровеносные сосуды, известные как периваскулярные клетки, способствуют дисфункции кровеносных сосудов при хронических заболеваниях, таких как рак, диабет и фиброз. Результаты, опубликованные сегодня в журнале Science Advances , могут изменить подход к лечению этих заболеваний.
Исследование, проведенное под руководством Луиса Бертассони, доктора стоматологических наук, доктора философии, директора-основателя Knight Cancer Precision Biofabrication Hub и профессора Института онкологии Knight и Школы стоматологии OHSU, показывает, что периваскулярные клетки ощущают изменения в близлежащих тканях и посылают сигналы, которые нарушают функцию кровеносных сосудов, ухудшая прогрессирование заболевания.
Почти десять лет назад Бертассони и его команда разработали метод 3D-печати кровеносных сосудов в лабораторных условиях — прорыв, признанный журналом Discover одним из главных научных открытий года. С тех пор они сосредоточились на разработке кровеносных сосудов, которые лучше имитируют сосуды в организме человека, чтобы изучать более сложные заболевания.
«Исторически эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, считались основными виновниками сосудистых заболеваний», — сказал Бертассони. «Наши результаты представляют собой смену парадигмы , показывая, что периваскулярные клетки, вместо этого, действуют как важные часовые. Они обнаруживают изменения в тканях и координируют сосудистые реакции. Это открывает дверь к совершенно новым стратегиям лечения».
Кристиана Миранда Франка, доктор стоматологических наук, доктор философии, ведущий автор исследования, является доцентом Школы стоматологии OHSU и работает в Центре прецизионной биофабрикации онкологических заболеваний им. Найт в OHSU и в Научно-исследовательском центре раннего выявления рака (CEDAR) Института онкологии им. Найт.
«Применение этого исследования широко», — сказала она. «Мы впервые показали, как периваскулярные клетки вызывают воспаление и сигнализируют об изменениях кровеносных сосудов, когда изменяются окружающие ткани».
Схематическая диаграмма, показывающая этапы создания периваскулярно поддерживаемых капилляров на чипе с различной жесткостью коллагена и микроархитектурой. Кредит: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adp3789
В исследовании использовалась инновационная модель «кровеносного сосуда на чипе», разработанная Кристофером Ченом, доктором медицины, доктором философии, и его командой из Бостонского университета и Института Висса в Гарварде, которые являются соавторами этого проекта. Воссоздавая такие состояния, как жесткость тканей и рубцевание — распространенные при старении, хронических заболеваниях и раке, — исследователи обнаружили, что периваскулярные клетки вызывают утечку и деформацию кровеносных сосудов, ухудшая воспаление и болезнь.
«Когда мы удалили периваскулярные клетки, кровеносные сосуды по сути перестали реагировать на изменения тканей», — сказал Франка.
Результаты проливают свет на связь между внеклеточным матриксом , функцией кровеносных сосудов и прогрессированием заболевания. Периваскулярные клетки могут стать мишенями для терапии, направленной на восстановление нормальной функции сосудов и замедление прогрессирования различных заболеваний, таких как фиброз, диабет и рак.
Важно, что исследование также обещает профилактику рака и раннее вмешательство. Раннее обнаружение и лечение изменений в этих клетках может помочь остановить опухоли до того, как они вырастут.
«Если мы вмешаемся на ранней стадии, мы сможем предотвратить развитие предраковых поражений в полноценный рак», — сказал Бертассони. «Это может произвести революцию в подходе к профилактике и лечению рака ».