Badacze pod kierownictwem dr Tsutomu Kume, profesora medycyny na Wydziale Kardiologii i Farmakologii, zidentyfikowali nowe mechanizmy genetyczne, które regulują wzrost naczyń krwionośnych w siatkówce i mogą również służyć jako cele terapeutyczne w leczeniu chorób naczyń siatkówki – twierdzi. badanie Northwestern Medicine opublikowane w Komunikacja przyrodnicza.

Angiogeneza to tworzenie nowych naczyń krwionośnych z komórek śródbłonka w istniejących naczyniach krwionośnych, proces niezbędny do rozwoju nowych układów narządów i wspomagania naprawy tkanek. Chociaż molekularne mechanizmy angiogenezy zostały ustalone wcześniej, dokładne mechanizmy genetyczne, które również pomagają regulować ten proces, pozostały nieuchwytne.

Wcześniejsze prace z laboratorium Kume i innych sugerują, że mutacje w genach FOXC1 i FOXC2 są powiązane z różnymi wadami rozwoju naczyń. W bieżącym badaniu badacze badali tkankę siatkówki z linii myszy z nokautem FOXC specyficznych dla komórek śródbłonka naczyniowego, aby określić rolę FOXC1 i FOXC2 w regulacji transkrypcji angiogenezy siatkówki.

Badacze odkryli, że myszy z nokautem FOXC1 wykazywały upośledzony wzrost naczyń siatkówki oraz ekspresję SLC3A i SLC7A5, genów kodujących CD98, transporter niezbędnych aminokwasów. Co więcej, ta upośledzona ekspresja genu hamowała aktywację szlaku sygnalizacyjnego docelowego u ssaków rapamycyny (mTOR), który jest niezbędny do wzrostu i proliferacji komórek.

Wykorzystując mysi model retinopatii indukowanej tlenem do badania mechanizmów związanych z patogenezą retinopatii wcześniaków, głównej przyczyny nabytej ślepoty u dzieci, badacze odkryli również, że FOXC1 jest niezbędny do rewaskularyzacji siatkówki podczas retinopatii indukowanej tlenem.

„To sugeruje, że FOXC1 jest również ważny dla patologicznej angiogenezy siatkówki” – powiedział Kume, który jest także profesorem okulistyki.

Dodatkowe analizy wykazały również, że FOXC1 ma kluczowe znaczenie dla utrzymania perycytów – komórek, które pomagają w tworzeniu ścian naczyń krwionośnych – i wspiera barierę krew-siatkówka podczas angiogenezy siatkówki.

„Utrata perycytów ma kluczowe znaczenie w przypadku innej choroby oczu: retinopatii cukrzycowej. W trakcie postępu choroby naczynia krwionośne ulegają uszkodzeniu, aż w końcu perycyty zanikają, a naczynia krwionośne stają się nieszczelne” – powiedział Kume.

Odkrycia pokazują, że FOXC1 jest kluczowym regulatorem transkrypcji wzrostu naczyń krwionośnych i rozwoju układu naczyniowego siatkówki. Odkrycia mogą stanowić podstawę przyszłych strategii terapeutycznych w leczeniu chorób naczyń siatkówki.

„Jestem szczególnie podekscytowany kontynuacją naszej obecnej współpracy z dr Kume w celu kontynuowania tego kierunku badań, szczególnie jeśli chodzi o znalezienie nowych celów terapeutycznych w przypadku retinopatii cukrzycowej i innych retinopatii niedokrwiennych oraz ciągłego pogłębiania naszej wiedzy na temat tych chorób zagrażających wzrokowi ”- powiedział Amani Fawzi, lekarz medycyny, profesor okulistyki Cyrus Tang i Lee Jampol oraz współautor badania.

„Wyniki te nie tylko pogłębiają obecną wiedzę na temat mechanizmów transkrypcyjnych przyczyniających się do fizjologicznego rozwoju siatkówki, ale także identyfikują metabolizm aminokwasów jako potencjalny cel terapeutyczny w leczeniu anomalii naczyniowych związanych z FOXC1, takich jak choroba małych naczyń mózgowych” – napisali autorzy.