Быстрый фактор роста сосудов. Россиянам сулят чудо-препарат для лечения сосудов

Оглавление

1. Регуляция неоангиогенеза

2. Опухолевый ангиогенез

Васкулоэндотелиальный фактор роста

. Васкулоэндотелиальный фактор роста С

. Васкулоэндотелиальный фактор роста D

. Рецепторы VEGF

. Фактор роста фибробластов

. Эпидермальный фактор роста

. Tрансформирующий фактор роста α

. Tрансформирующий фактор роста β

. Tромбоцитарный фактор роста

. Плацентарный фактор роста

. Фактор роста гепатоцитов

. Ангиогенин

. Ангиопоэтины-1 и -2

. Пигментный фактор эпителиального происхождения

. Оксид азота

. Матриксные металлопротеиназы

. Эндостатин

. Фактор стволовых клеток

. Фактор, ингибирующий лейкозные клетки

. Нейротропный фактор головного мозга

Сокращения раздела

EGF - эпидермальный фактор роста

FGF - фактор роста фибробластов

HGF - фактор роста гепатоцитов

IGF - инсулиноподобные факторы роста

ММРS - матриксные металлопротеиназы

PDGF - тромбоцитарный фактор роста

PLGF - плацентарный фактор роста

TGF - трансформирующие факторы роста

TIMP - ингибиторы

ММР SCF - фактор стволовых клеток

VEGF - васкулоэндотелиальный фактор роста

Факторы роста - полипептиды с молекулярной массой 5-50 кДа, объединенные в группу трофических регуляторных субстанций. Подобно гормонам, эти факторы обладают широким спектром биологического действия на многие клетки - стимулируют или ингибируют митогенез, хемотаксис, дифференцировку. В отличие от гормонов, факторы роста, как правило, продуцируются неспециализированными клетками, находящимися во всех тканях, и обладают эндокринным, паракринным и аутокринным действием. Эндокринные факторы вырабатываются и транспортируются к удаленным клеткам-мишеням через кровоток. Достигая своей «цели», они взаимодействуют со специализированными высокоаффинными рецепторами клеток-мишеней. Паракринные факторы отличаются тем, что распространяются путем диффузии. Рецепторы клеток-мишеней обычно расположены вблизи клеток-продуцентов. Аутокринные факторы оказывают воздействие на клетки, являющиеся непосредственным источником этих факторов. Большинство полипептидных факторов роста действует по паракринному или аутокринному типу. Однако отдельные факторы, такие как инсулиноподобный фактор роста (IGF) способны оказывать эндокринное действие.

Регуляция неоангиогенеза

Нормальное функционирование тканей зависит от регулярной доставки кислорода кровеносными сосудами. На понимании того, как формируются кровеносные сосуды, сфокусирована большая часть исследовательских усилий в последнее десятилетие. Васкулогенез у эмбрионов - это процесс, в результате которого кровеносные сосуды образуются de novo из предшественников эндотелиальных клеток. Ангиогенез - это процесс образования новых кровеносных сосудов из уже существующей сосудистой системы. Он играет важную роль в развитии, нормальном росте ткани, заживлении ран, репродуктивном цикле у женщин (развитие плаценты и желтого тела, овуляция) и также играет основную роль в различных заболеваниях. Особый интерес сфокусирован на росте опухолей. Именно формирование новой системы кровоснабжения позволяет опухоли расти. Этот процесс, описанный как опухолевый ангиогенез, также является неотъемлемой частью при распространении опухолевых клеток и росте метастазов. Процесс неоангиогенеза является необходимым для длительной адаптации тканей в условиях повреждения. При этом происходит частичное поступление факторов роста в кровь, что имеет диагностическое значение.

Выделяют следующие стадии неоангиогенеза:

1. увеличение проницаемости эндотелия и разрушение базальной мембраны;

2. миграция эндотелиальных клеток;

3. пролиферация эндотелиальных клеток;

4. «созревание» эндотелиальных клеток и ремоделирование сосудов.

Главным механизмом регуляции процессов неоангиогенеза является высвобождение ангиогенных факторов, источниками которых могут быть эндотелиальные и тучные клетки, макрофаги и др. Под действием ангиогенных факторов происходит активация эндотелиоцитов (преимущественно в посткапиллярных венулах) и миграция их за пределы базальной мембраны с формированием ответвлений основных сосудов. Предполагается, что в механизме миграции эндотелиоцитов большое значение играет активация экспрессии эндотелиальных молекул адгезии, например, Е-селектина. В стабильном состоянии эндотелиоциты не пролиферируют и лишь изредка (1 раз в 7-10 лет) делятся. Под действием ангиогенных факторов роста и цитокинов происходит активация пролиферации эндотелиоцитов, которая завершается ремоделированием сосуда, после чего вновь сформированный сосуд приобретает стабильное состояние.

Рост новых сосудов детерминирован балансом между его стимуляторами и ингибиторами. При низком значении соотношения стимуляторов к ингибиторам образования сосудов неоангиогенез блокируется или малоинтенсивен, напротив, при высоких значениях соотношения происходит активный запуск неоангиогенеза.

Стимуляторы неоангиогенеза: васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF), фактор роста фибробластов (FGF), ангиогенин, эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующие факторы роста α (TGF-α) и β (TGF-β), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), NO, интерлейкин-8 и неспецифические факторы, такие, как матриксные металлопротеиназы (ММРs).

Ингибиторы неоангиогенеза: эндостатин, растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR), тромбоспондин, ангиостатин (фрагмент плазминогена), вазостатин, рестин, ингибиторы ММР (TIMP-1, TIMP-2).

Опухолевый ангиогенез

В отличие от обычной, нормальной сосудистой сети, которая быстро созревает и стабилизируется, кровеносные сосуды опухоли имеют структурные и функциональные аномалии. В них нет перицитов - клеток, функционально связанных с сосудистым эндотелием и крайне важных для стабилизации и созревания сосудистых структур. Кроме того, сосудис1. 2. 3. 4. тая сеть опухоли имеет хаотическую организацию, с извитостью и повышенной проницаемостью сосудов, а ее выживание и пролиферация зависят от ростовых факторов. Эти сосудистые аномалии, которые в большей степени обусловлены избыточной продукцией ростовых факторов, формируют условия, благоприятные для роста опухоли.

Для раковых клеток характерно увеличение уровня стимуляторов неоангиогенеза. В отсутствие кровоснабжения опухоли получают кислород и питательные вещества путем диффузии и обычно не вырастают более 1-2 мм в диаметре. Начало ангиогенеза ведет к формированию нового кровоснабжения и облегчает быстрый рост и метастазирование опухоли, ставшей благодаря этому активной. Хотя в опухолевом ангиогенезе участвуют много ростовых факторов, установлено, что VEGF является самым мощным и доминирующим из них. Нарушение кровоснабжения опухоли может подавить ее последующий рост. Предполагается, что блокирование опухолевого роста возможно путем подавления образования и активности ростовых факторов ангиогенеза или непосредственным воздействием на вновь образованные, незрелые кровеносные сосуды. Такой способ воздействия на опухоль не вызывает ее эррадикации, а всего лишь ограничивает ее рост, переводя заболевание в вяло текущий хронический процесс. Анти-VEGF терапия подавляет рост новых опухолевых сосудов и вызывает обратное развитие недавно сформировавшегося сосудистого русла.

Васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF, VEGF A)

VEGF - гетеродимерный гликопротеиновый ростовой фактор, продуцируемый различными типами клеток. Идентифицированы, по крайней мере, 5 вариантов VEGF-А: VEGF 121 , VEGF 165 , VEGF 183 , VEGF 189 , VEGF 206 . Другие варианты VEGF обозначаются как VEGF-В, -С, -D. VEGF 165 является преобладающей формой для большинства тканей. Саркома Капоши экспрессирует VEGF 121 и VEGF 165. VEGF 121 и VEGF 165 являются растворимыми формами, тогда как VEGF 189 и VEGF 206 находятся в связанной форме с гепарин-содержащими протеогликанами мембраны. В отличие от других митогенов эндотелиальных клеток, таких как bFGF (основная форма) и PDGF, VEGF синтезируется как предшественник, содержащий 226 аминокислот.

VEGF - потенциальный митоген для эпителиальных клеток сосудов. Он оказывает сильное влияние на проницаемость сосудов, является мощным ангиогенным белком в различных экспериментальных системах, принимает участие в процессах неоваскуляризации в патологических ситуациях. Наблюдается синергизм действия между VEGF и bFGF на индукцию ангиогенеза. Из способности VEGF воздействовать на проницаемость сосудов следует возможность вовлечения этого ростового фактора в изменение функций гематоэнцефалического барьера в субнормальных и патологических условиях. VEGF-A также является причиной вазодиляции через NO-синтетазный путь в эндотелиальных клетках и может активировать миграцию моноцитов.

VEGF-A может определяться в плазме и сыворотке пациентов, но его уровень в сыворотке значительно выше. Чрезвычайно высокие уровни можно обнаружить в содержимом кист, образующихся у пациентов с опухолями головного мозга или в асцитной жидкости. Тромбоциты высвобождают VEGFA при агрегации и могут быть другим основным источником его для опухолевых клеток. Различные исследования показали, что ассоциация высокого уровня VEGF-A в сыворотке с плохим прогнозом у пациентов со злокачественными опухолями может коррелировать с повышенным содержанием тромбоцитов. Опухоли могут секретировать цитокины и факторы роста, которые стимулируют продукцию мегакариоцитов в костном мозге и повышают содержание тромбоцитов. Это, в свою очередь, может приводить к другому, непрямому усилению доставки VEGF-A к опухоли. Более того, VEGF-A вовлечен во множество других патологических процессов, ассоциированных с усилением ангиогенеза или увеличением проницаемости сосудов. Примерами, где VEGF-A играет важную роль, могут служить псориаз и ревматоидный артрит, а также синдром гиперстимуляции яичников. Диабетическая ретинопатия также ассоциирована с высокими внутриглазными уровнями VEGF-A, а ингибирование функции VEGFA может привести к бесплодию из-за блокировки функции желтого тела. Важность VEGF-A для роста опухоли была наглядно продемонстрирована с помощью VEGF рецепторов для блокировки пролиферации in vivo, а также блокирующих антител к VEGF или к одному из VEGF рецепторов. Вследствие этого интерференция с функцией VEGF-A стала основным интересом для разработки лекарственных препаратов, направленных на блокаду ангиогенеза и метастазирования. В настоящий момент более 110 фармацевтических компаний во всем мире вовлечены в разработку таких антагонистов. Их подходы включают антагонисты VEGF-A или его рецепторов, селективные ингибиторы тирозинкиназ. Адресность передачи сигналов VEGF может иметь очень важное терапевтическое значение для многих заболеваний и служить основой для разработки будущих (анти)ангиогенных методов лечения.

Васкулоэндотелиальный фактор роста С (VEGF-C)

VEGF-C принадлежит семейству VEGF. Показано, что он обладает ангиогенными и лимфангиогенными свойствами. Семейство VEGF и их рецепторов участвует в развитии и росте эндотелия сосудов. Два белка этого семейства, VEGF-C и -D, оказывают регуляторное влияние на эндотелиальные клетки лимфатических сосудов через рецептор VEGFR3, действуя как митогены.

Экспрессия VEGF-C ассоциирована с онкогематологическими заболеваниями. Экспрессия VEGF-C совместно со рецепторами способствует выживаемости и пролиферации опухолевых клеток. Повышенная экспрессия VEGF-C показана при злокачественных опухолях ЖКТ, где она коррелирует с инвазией, метастазами в лимфоузлы и снижением выживаемости.

Васкулоэндотелиальный фактор роста D (VEGF-D)

VEGF-D (также известен как c-fos-индуцируемый фактор, или FIGF) очень близок к VEGF-С. Он обладает структурной гомологией и рецепторной специфичностью сходной с VEGF-С, поэтому считается, что VEGF-D и VEGF-С можно выделить в подсемейство VEGF. VEGF-D изначально синтезируется в виде белка-предшественника, содержащего уникальные Nи С-терминальные пропептиды в дополнение к центральному рецептор-связывающему VEGF гомологичному домену (VHD). Nи С-терминальные пропептиды не были обнаружены у других членов семейства VEGF. Эти пропептиды протеолитически расщепляются во время биосинтеза, что приводит к формированию зрелой, секретируемой формы, состоящей из моновалентных димеров VHD.

Подобно VEGF-С, VEGF-D связывается на поверхности клеток с тирозинкиназным VEGF рецептором 2 (VEGF R2/Flk-1/KDR) и VEGFR3. Эти рецепторы локализованы на васкулярных и лимфатических эндотелиальных клетках и отвечают за ангиои лимфогенез. Зрелая форма VEGFD связывается с этими рецепторами с большей аффинностью, чем изначальная проформа VEGF-D. Показана экспрессия гена VEGF-D у развивающихся эмбрионов, особенно в легочной мезенхиме. VEGF-D также локализован в опухолевых клетках. В тканях взрослых людей мРНК VEGF-D экспрессируется в сердце, легких, скелетной мускулатуре и тонком кишечнике.

Рецепторы VEGF (sVEGFR-1, sVEGFR-2)

Многие рецепторы цитокинов существуют в растворимой форме, возникающей после их протеолитического расщепления и отделения от клеточной поверхности. Эти растворимые рецепторы способны связывать и нейтрализовывать цитокины в циркуляции. Существуют три рецептора для VEGF-A: VEGFR-1 (Flt-1), -2 (KDR) и -3 (Flt-4). Все они содержат семь Ig-подобных повторов во внеклеточных доменах. VEGFR1-R3 в основном экспрессируются в пролиферирующем эндотелии выстилки сосудов и/ или проникающих солидных опухолях. VEGFR2, однако, более широко представлен по сравнению с VEGFR1 и экспрессируется во всех эндотелиальных клетках сосудис того происхождения. VEGFR2 также присутствует в эндотелиальных и периваскулярных клетках капилляров в тонкой пластине семенных канальцев, клетках Лейдига и клетках Сертоли. VEGFR2 связывает VEGF-A, -C и -D. В отличие от VEGFR1, который связывает как PlGF, так и VEGF, с высокой афинностью, VEGFR2 связывает с высокой аффинностью только VEGF, но не PlGF.

Эти рецепторы играют важную роль в ангиогенезе. sVEGFR-1 является ингибитором этого процесса. Связываясь с VEGF, он препятствует взаимодействию VEGF с клетками-мишенями. Функциональная инактивация VEGFR2 антителами может нарушить процесс ангиогенеза и предотвратить инвазию опухолевых клеток. В эндотелиальных клетках сосудов ангиогенез, индуцированный белком HIV-1 Tat, опосредован VEGFR2. Tat специфически связывает и активирует VEGFR2. Tat-индуцированный ангиогенез ингибируется агентами, способными блокировать VEGFR2.

Фактор роста фибробластов (FGF)

В настоящее время семейство FGF включает 19 различных белков. Первоначально были охарактеризованы две формы: кислая (aFGF) и основная (bFGF).

a и bFGF являются продуктами различных генов и имеют до 53% гомологии. Молекула aFGF представлена простой полипептидной цепью с м.м. 16,8 кДа. М.м. различных форм bFGF колеблется от 16,8 до 25 кДа. Функциональных различий между формами bFGF не найдено.

Биологическая активность FGF разнообразна. Они являются митогенами для различных клеток нейроэктодермального и мезенхимального происхождения, потенциальными митогенами и стимуляторами ангиогенеза, поддерживают и стимулируют дифференцировку клеток различных нейрональных типов in vivo и in vitro. Помимо a и bFGF, семейство включает онкобелки int-2 (FGF-3) и hst (FGF-4), FGF-5, фактор роста кератиноцитов и фактор роста эндотелия сосудов. FGF-3 и -4 тесно взаимосвязаны с bFGF, который сам, вероятно, может быть потенциальным онкогеном. Клинические данные подтверждают роль bFGF в опухолевом неоангиогенезе. Так, повышение уровня этого фактора коррелирует со степенью агрессивности процесса при многих солидных опухолях, лейкозах, лимфомах у детей и у взрослых и может служить прогностическим фактором агрессивности опухолевого процесса. bFGF необходим для развития и поддержания сосудистой системы в течении эмбриогенеза, он также является основным ангиогенным фактором при раннем восстановлении, сердечно-сосудистых заболеваниях.

Эпидермальный фактор роста (EGF)

EGF - глобулярный белок с м.м. 6,4 кДа, состоящий из 53 аминокислотных остатков, который действует как сильный митоген на различные клетки эндодермального, эктодермального и мезодермального происхождения. EGF найден в крови, цереброспинальной жидкости, молоке, слюне, желудочном и панкреатическом соках. Фактор роста в моче, известный как урогастрон, также идентичен EGF. Основным местом синтеза EGF являются слюнные железы. EGF контролирует и стимулирует пролиферацию эпидермальных и эпителиальных клеток, включая фибробласты, почечный эпителий, глиальные клетки, клетки гранулезы яичников и тиреоидные клетки in vitro. EGF также стимулирует пролиферацию эмбриональных клеток и увеличение высвобождения кальция из костной ткани. Он способствует резорбции кости и является сильным хемоаттрактантом для фибробластов и эпителиальных клеток. EGF сам и в комбинации с другими цитокинами является важнейшим фактором, опосредующим процессы заживления ран и ангиогенеза. Он также действует как ингибитор секреции кислоты желудочного сока. В некоторых биологических жидкостях, таких как слюна, моча, желудочный сок, семенная жидкость и молоко, присутствуют высокие уровни EGF.

EGF играет важную роль в канцерогенезе. В определенных условиях он может вызывать малигнизацию клеток. EGF индуцирует протоонкогены c-fos и c-myc. Биологические эффекты иммунореактивного EGF близки к таковым у TGF-α. Важно отметить, что оба фактора связываются с одними и теми же рецепторами. Однако эффективность действия EGF на 50% выше, чем TGF-α.

Tрансформирующий фактор роста α (TGF-α)

Основным источником TGF-α являются карциномы. Макрофаги и кератиноциты (возможно, другие эпителиальные клетки) также секретируют TGF-α. TGF-α стимулирует фибробласты, развитие эндотелия. Является ангиогенным фактором. Как и EGF, TGF-α участвует в регуляции пролиферации клеток, а также в регуляции роста опухолевых клеток.

Tрансформирующий фактор роста β (TGF-β)

Семейство TGF-β включает группу гомологичных гетеродимерных белков TGFβ-1, -2, -3 и -4. Основной изоформой, секретируемой клетками иммунной системы, является TGF-β1. Все TGF-β состоят из 112 аминокислотных остатков. Структура TGF-β2 имеет 50% гомологию с TGF-β1 на протяжении первых 20 аминокислотных остатков и 85% - для фрагмента 21-36. Различий в функциональной активности между TGF-β1 и -β2 не обнаружено. TGF-β продуцируется многими типами клеток и тканей: активированными Т-лимфоцитами и макрофагами, тромбоцитами, почками, плацентой.

Фактор продуцируется в неактивной форме, содержащей наряду с основным димером фрагменты дополнительных цепей молекулы-предшественницы. Активация происходит в форме отщепления этих фрагментов с помощью протеиназ (плазмина, катепсина и др.). Мишенями TGF-β служат также разнообразные клетки, поскольку экспрессия его высокоаффинного рецептора широко распространена. При действии TGFβ на иммунную систему преобладают ингибирующие эффекты. Фактор подавляет гемопоэз, синтез воспалительных цитокинов, ответ лимфоцитов на IL-2, -4 и -7, формирование цитотоксических NKи Т-клеток. В то же время он усиливает синтез белков межклеточного матрикса, способствует заживлению ран, оказывает анаболическое действие.

В отношении полиморфоядерных лейкоцитов TGF-β выступает как антагонист воспалительных цитокинов. Выключение гена TGF-β приводит к развитию фатальной генерализованной воспалительной патологии, в основе которой лежит аутоиммунный процесс. Таким образом, он является элементом обратной регуляции иммунного ответа и, прежде всего, воспалительной реакции. В то же время TGF-β важен и для развития гуморального ответа: он переключает биосинтез иммуноглобулинов на IgA-изотип. Стимулирует ангиогенез. Уровень TGF-β в плазме крови положительно коррелирует с васкуляризацией опухоли.

Tромбоцитарный фактор роста (PDGF)

PDGF - один из потенциальных митогенных полипептидов, содержащихся в крови человека. Состоит из двух цепей: А и В, связанных в АА-, ВВ- и АВ-изоформы. Эти три изоформы отличаются как по функциональным свойствам, так и по способу секреции. Если АА- и АВ-формы быстро секретируются из клетки продуцента, то ВВ-форма остается в основном ассоциированной с продуцирующей клеткой. Только димерные формы PDGF могут связываться с рецепторами. Выделены два различных типа рецепторов. α-рецептор связывает или А- или B-полипептид, тогда как β-рецептор связывает только B-полипептид. Весь спектр биологических эффектов обусловлен этими тремя молекулами PDGF и двумя рецепторами, их различной экспрессией и сложными внутриклеточными механизмами регуляции их активности. Источником PDGF в сыворотке крови являются α-гранулы тромбоцитов, хотя макрофаги и клетки эндотелия также могут продуцировать этот фактор. На определенных стадиях клетки плаценты и клетки гладких мышц аорты новорожденного тоже служат источником PDGF.

Изоформа AA предпочтительно секретируется фибробластами, гладкомышечными клетками сосудов, остеобластами, астроцитами, клетками линий COLO (карциномы толстой кишки) и WLM (опухоли Вилма Wilm’s tumor). Синтез BB ассоциирован с макрофагами, клетками островков Лангерганса, не ангиогенным эпителием и SW (тироидная карцинома) клеточной линией. Среди клеток, продуцирующих обе цепи (A и B) известны нейроны, мезангиальные клетки почки, клеточные линии глиомы и мезотелиомы и тромбоциты. Начальные данные предполагали, что в тромбоцитах человека содержится примерно 70% PDGF-AB и 30% -BB. Однако в более поздних исследованиях было показано, что возможно содержание до 70% PDGF-AA, а полученные ранее данные являются артефактом. Тип секретируемого(ых) PDGF димера(ов) зависит от продуцируемой мРНК, а также на него могут влиять эффективность трансляции, секреция и внутриклеточная деградация.

Структурная идентичность В-цепи и протоонкогена с-sis свидетельствует о том, что PDGF может играть определенную роль в вирусиндуцированной злокачественной трансформации инфицированных клеток. PDGF участвует в регуляции процессов острого воспаления, заживления ран и образования рубца. PDGF, выделяющийся из альвеолярных макрофагов, участвует в развитии легочного фиброза. Установлено также, что с PDGF связано развитие атеросклероза, гломерулонефрита, миелофиброза и образование келоида. Как и EGF, PDGF индуцирует экспрессию протоонкогенов, таких как fos, myc и jun. PDGF также повсеместно присутствует в нейронах ЦНС, где, как предполагают, он играет важную роль в выживании и регенерации клеток, в опосредовании пролиферации и дифференцировки глиальных клеток

Плацентарный фактор роста (PlGF)

PlGF - гликопротеин c м.м. 46-50 кДа, относящийся к семейству VEGF (42% гомологии с VEGF). PlGF также гомологичен, хотя и более отдаленно, семейству факторов роста PDGF. Существуют две изоформы PlGF: -1 и -2, различающиеся наличием у PlGF-2 гепаринсвязывающегося домена. PlGF обеспечивает пролиферацию вневорсинчатого трофобласта. Как ясно из названия, PlGF был впервые идентифицирован при нормальных условиях в человеческой плаценте. Он экспрессируется и в других тканях, таких как капилляры и эндотелий пупочной вены, костный мозг, матка, NK-клетки и кератиноциты. PlGF также повышается при различных патологических состояниях, включая заживление ран и образование опухоли. По сравнению с VEGF, роль PlGF в образовании новых сосудов менее понятна. Он может увеличивать продолжительность жизни, рост и миграцию эндотелиальных клеток in vitro, и содействовать образованию сосудов на некоторых моделях in vivo . Активность PlGF может проявляться при прямом взаимодействии фактора с VEGFR1. Было сделано предположение, что VEGFR1 действует как резервуар для VEGF, и что PlGF, связываясь с рецептором, замещает VEGF, высвобождая его для активации VEGFR2. PlGF может синергично усиливать VEGF-индуцированный ангиогенез и проницаемость сосудов. Концентрация PlGF возрастает в 4 раза от конца первого к концу второго триместра физиологически протекающей беременности.

Фактор роста гепатоцитов (HGF)

HGF, также называемый рассеивающим фактором (SF), состоит из двух субьединиц, связанных дисульфидной связью: α (69 кДа) и β (34 кДа). HGF - мультифункциональный цитокин, действующий как митоген, что связано с его функцией в органогенезе и тканевой репарации. Он обладает способностью стимулировать формирование сосудов крови и клеточную пролиферацию, что предполагает его вовлеченность в злокачественный рост и метастазирование в легких, груди, поджелудочной железе, аденокарциномы, множественной миеломы и гепатоцеллюлярной карциномы. В опухолевых клетках рака груди HGF сильно индуцирует экспрессию bcl-x и, таким образом, ингибирует апоптоз. HGF постоянно продуцируется стромальными клетками костного мозга и стимулирует гемопоэз.

Ангиогенин (ANG)

ANG - это одноцепочечный негликозилированный полипептид с м.м. 14 кДа, который принадлежит семейству рибонуклеаз RISBASE (рибонуклеазы со специальными биологическими функциями). Молекулы этого семейства проявляют не только рибонуклеазную активность, но и оказывают специальные биологические воздействия. Последовательность ANG на 35% идентична с панкреатической рибонуклеазой. Показано, что на аминокислотном уровне ангиогенин человека на 75% идентичен ANG мыши и «работает» в мышиных системах. ANG экспрессируется эндотелиальными, гладкомышечными клетками, фибробластами, цилиндрическим эпителием кишечника, лимфоцитами, клетками первичной аденокарциномы, некоторыми линиями опухолевых клеток. Рецептор ангиогенина неизвестен. Предполагают, что актин, в качестве рецептора или связывающей молекулы, необходим для проявления действий ангиогенина.

Функционально, ANG чаще всего связан с процессом ангиогенеза. Считается, что первоначально он связывается с актином, а затем происходит диссоциация комплекса актин-ANG с последующей активацией тканевого активатора плазминогена. В результате образуется плазмин, способствующий деградации компонентов базальной мембраны, таких как ламинин и фибронектин. Деструкция базальной мембраны является необходимым предварительным условием для миграции эндотелиальных клеток в процессе неоваскуляризации. Хотя представляется, что ANG действует преимущественно вне сосудов или периваскулярно, циркулирующий ANG был выявлен в нормальной сыворотке в концентрациях порядка нг/мл. При патологических процессах повышенные уровни ANG выявлены у больных, страдающих раком поджелудочной железы и окклюзией артерии.

Ангиопоэтины-1 и -2 (Ang)

Ang-1 и -2 - гликопротеины, относящиеся к семейству факторов роста, регулируют развитие сосудистой ткани. Ang-1 состоит из 498 аминокислотных остатков, Ang-2 - из 467. АК последовательности Ang-1 и -2 на 60% идентичны. Оба Ang взаимодействуют с рецептором тирозинкиназы-2 (Tie-2), который предс тавлен преимущественно на эндотелиальных клетках. Однако существует, как минимум, три варианта альтернативного сплайсинга Ang-1, причем две альтернативные формы не способны активировать Tie-2. Таким образом, они выступают в качестве эндогенных супрессоров основной активной формы Ang-1. Кроме того, Ang-1 и -2 выступают как конкуренты по взаимодействию с рецептором Tie-2, поэтому Ang-2 в зависимости от типа клеток выступает либо супрессором, либо активатором Tie-2 рецептора.

Ang-1 и -2 активно экспрессируются у эмбриона, при быстром развитии сосудистой ткани. Делеция гена Ang-1 приводит к летальным последствиям у эмбриона из-за серьезных пороков в развитии сердца и сосудов. Хотя Ang-2 не играет столь значительную роль, как Ang-1, в формировании сосудистой системы эмбриона, но в его отсутствие тоже нарушается васкуляризация, что становится причиной ранней смерти. У взрослого организма Ang-1 синтезируется преимущественно эндотелиальными клетками, мегакариоцитами и тромбоцитами, а Ang-2 экспрессируется локально: яичниками, маткой, плацентой. Ang-1 регулирует развитие и ремоделирование кровеносных сосудов, повышает выживаемость эндотелиальных клеток. Выживаемос ть эндотелиальных клеток при взаимодействии Ang-1 с Tie-2 включает PI3K/AKT-механизм, а миграция клеток при том же взаимодействии (лиганд/рецептор) происходит при участии нескольких киназ (PI3K, PAK, FAK). Напротив, Ang-2, действуя в одиночку, инициирует гибель эндотелиальных клеток и регрессию сосуда, хотя синергично с VEGF он может способствовать формированию новых сосудов. Если Ang-1 действует синергично VEGF, его гиперпродукция приводит к повышенной васкуляризации тканей. Таким образом, Ang-1 и -2, как правило, выступают в качестве антагонистов, совместно регулирующих рос т сосудов.

Действие ангиопоэтинов не ограничено сосудистым эндотелием кровеносного русла - они могут принимать участие в формировании сосудов лимфоидной системы. Ang-1 обладает другими биологическими эффектами, например, усиливает адгезию и миграцию нейтрофилов и эозинофилов, регулирует проницаемость сосудистой стенки. Также Ang-1 может вызывать рост и выживаемость нервных клеток, регулирует организацию дендритных клеток. Повышенные уровни Ang-1 и -2 усиливают ангиогенез злокачественных образований. Высокие концентрации циркулирующего Ang-1 ассоциированы с гипертензией и онкологическими патологиями.

Пигментный фактор эпителиального происхождения (PEDF)

PEDF (м.м. 50 кДа, принадлежит семейству серпинов) впервые был идентифицирован как фактор, секретируемый клетками эпителия сетчатки и способствующий выживаемости нейронов in vitro и in vivo . С другой стороны, было показано, что PEDF обладает свойством индуцировать апоптоз клеток эндотелия капилляров, поддерживая тем самым бессосудистую природу сетчатки. При многих офтальмологических заболеваниях, характеризующихся нарушениями регуляции иннервации и микроциркуляторного русла сетчатки, PEDF является важным регулятором при глазных заболеваниях. Кроме того, показано, что PEDF обладает многофункциональной противоопухолевой активностью при экспериментальной нейробластоме, так как PEDF, продуцируемый шванновскими клетками, индуцирует дифференцированный, менее злокачественный фенотип в клетках нейробластомы, способствует дальнейшему росту и выживаемости шванновских клеток и ингибирует ангиогенез.

Оксид азота (NO)

Биологическое действие NO было общепризнано после идетификации его в качестве эндотелий-зависимого релаксирующего фактора (EDRF), ответственного за мощные вазодилатирующие свойства. С тех пор NO был определен как плейотропный биологический медиатор, регулирующий различные функции: от нервной деятельности до регуляции иммунной системы. Он является свободным радикалом с коротким временем полужизни in vivo около нескольких секунд. В связи с этим, уровень более стабильных NO-метаболитов, нитритов (NO 2-) и нитратов (NO 3-) используется для непрямого определения NO в биологических жидкостях. Примеры включают измененные уровни, ассоциированные с сепсисом, репродукцией, инфекциями, гипертензией, физическими нагрузками, диабетом 2 типа, гипоксией и раком.

NO образуется при окислении L-аргинина с участием NADPH. Окисление происходит при участии одной из трех изоформ ферментов семейства NO-синтазы (NOS) с образованием цитруллина. Члены семейства NOS включают нейрональную (nNOS/NOS1), эндотелиальную (eNOS/NOS3) и индуцибельную (iNOS/NOS2) NOсинтазы. Как это следует из названия, nNOS в большом количестве экспрессируется нейронами ЦНС и ПНС, а также встречается в клетках других тканей, включая миоциты скелетной мускулатуры, эпителиальные клетки легких и мастоциты кожи; eNOS экспрессируется эндотелием, а также может быть выявлена в нейронах, фибробластах кожи, кератиноцитах, фолликулярных клетках щитовидной железы, гепатоцитах и гладкомышечных клетках. iNOS экспрессируется в различных тканях, включая хондроциты, эпителиальные клетки, гепатоциты, глиальную ткань, и в различных типах клеток иммунной системы. В целом, экспрессия eNOS и nNOS происходит постоянно и регулируется Ca2+-зависимым кальмодулином, тогда как синтез iNOS индуцируется эндотоксином и воспалительными цитокинами, и относительно нечувствителен к действию Ca 2+.

Благодаря тому, что NO растворим в липидах, он не запасается, но синтезируется de novo и свободно диффундирует сквозь мембраны. Эффекты NO в клеткахмишенях опосредуются через различные механизмы. К примеру, NO-опосредованнная активация фермента гуанилил-циклазы (GC) катализирует формирование вторичного мессенджера 3’,5’-циклического гуанозин монофосфата (cGMP). cGMP вовлечен в ряд биологических функций, таких как регуляция сокращения гладкой мускулатуры, время жизни клеток, пролиферация, функция аксонов, пластичность синапсов, воспаление, ангиогенез и активность циклический нуклеотид-зависимых каналов. NO является также антиопухолевым и антимикробным агентом, благодаря механизмам конверсии в пероксинитрит (ONOO-), формированию S-нитрозотиолов и уменьшению запасов аргинина. Другая предполагаемая роль NO - угнетение митохондриального дыхания через ингибирование цитохромоксидазы. NO может также модифицировать активность белка посредством посттрансляционного нитрозилирования через присоединение его через тиоловую группу остатков цистеина.

Матриксные металлопротеиназы (MMPs)

MMPs человека представляют собою семейство матрикс-разрушающих ферментов. MMPs обладают деградирующей способнос тью в отношении почти всех компонентов внеклеточного матрикса, встречающихся в соединительных тканях (коллагена, фибронектина, ламинина, протеогликанов и др.). Помимо сходства на уровне аминокислотной последовательности, все ММР образуются из неактивных предшественников, которые превращаются в активные субстрат-деградирующие протеиназы под воздействием внеклеточных факторов. Источниками образования ММРs являются фибробласты, макрофаги, гладкомышечные клетки сосудистой стенки, нейтрофилы. Любая опухоль является мощным индуктором образования ММРs в клетках стромы. Способствуя инвазии опухолевого роста и метастазированию, ММРs в то же время являются мощными стимуляторами неоангиогенеза. Эндогенные и синтетические ингибиторы ММРs используются в качестве потенциальных противоопухолевых агентов, основное назначение которых - подавление неоангиогенеза.

Эндостатин

Биологически активный С-терминальный фрагмент коллагена VIII c м.м. 20 кДа. Относится к семейству коллагеноподобных белков. Для того, чтобы избежать избыточного роста сосудов в нормальных условиях, процессы образования новых и ремоделирования исходных сосудов находятся под контролем соответствующих факторов роста. В течение опухолевого ангиогенеза наблюдается проникновение сосудов внутрь растущей опухолевой массы. Эндостатин специфически ингибирует пролиферацию эндотелиальных клеток. Соответственно ингибирует ангиогенез и рост опухоли. В настоящее время проведение терапии с помощью эндостатина проходит первую фазу клинических испытаний.

Другие диагностически значимые факторы роста

Фактор стволовых клеток (SCF)

Продуцентами SCF являются костномозговые стромальные клетки, фибробласты, эндотелиальные клетки, клетки Сертоли. Его основные клетки-мишени - стволовые кроветворные клетки, ранние коммитированные предшественники клеток различных кроветворных рядов и тучные клетки. SCF активирует дифференцировку мультипотентных клеток предшественников синергично с IL-3, GM-CSF и IL-7 и эритропоэтином. Он участвует в поддержании пролиферации наиболее юных форм предшественников Т-лимфоцитов в тимусе. В отношении тучных клеток он является основным фактором роста и хемотаксическим агентом.

SCF имеет важное клиническое значение, являясь индуктором дифференцировки предшественников лимфоцитов и эритроцитов. Определение SCF представляет значительный интерес при лечении миелодиспластического синдрома и после трансплантации костного мозга.

Фактор, ингибирующий лейкозные клетки (LIF)

LIF усиливает пролиферацию предшественников гемопоэтических клеток. Было показано, что LIF вызывает развитие синдрома кахексии у раковых больных. Компонент рецептора LIF gp130 (СD130) входит в состав рецепторов для IL-6 и -11.

Нейротропный фактор головного мозга (BDNF)

Вместе с этим фактором в семейство входят фактор роста нервов, нейротропины-3 и -4. BDNF стимулирует рост нервной ткани, главным образом холинергических нейронов головного мозга. Показано, что BDNF воздействует на рост, метаболизм и внутреннюю структуру этих клеток. Главное предназначение нейротропных факторов - защита нейронов от апоптоза.

№ 5 - 2015 г. 14.00.00 Медицинские науки (14.01.00 Клиническая медицина)

УДК 611-018.74

ФАКТОР РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ:

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ (ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРЫ)

Н. Л. Светозарский1, А. А. Артифексова2, С. Н. Светозарский3

1ГБУЗ «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко» (г. Нижний

Новгород)

2ГБУЗ НО «Медицинский информационно-аналитический центр» (г. Нижний Новгород) 3ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр» Федерального медико-биологического агентства (г. Нижний Новгород)

В обзоре литературы представлены основные сведения о факторе роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) и сферах его клинического применения. Рассмотрены физиологические и патологические пути образования сосудов и факторы регуляции ангиогенеза. Описаны основные свойства VEGF и его рецепторов, их роль в регуляции сосудистого роста в норме и при развитии злокачественных новообразований и заболеваний сетчатки. Обобщены сведения о препаратах, ингибирующих VEGF-опосредованный ангиогенез. Указано несколько направлений дальнейшего развития антиангиогенной терапии.

Ключевые слова: ангиогенез, фактор роста эндотелия сосудов, антиангиогенная терапия, лечение рака, возрастная макулярная дегенерация.

Светозарский Николай Львович - кандидат медицинских наук, врач-уролог ГБУЗ «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко», e-mail: [email protected]

Артифексова Анна Алексеевна - доктор медицинских наук, профессор, врач-методист ГБУЗ НО «Медицинский информационно-аналитический центр», e-mail: [email protected]

Светозарский Сергей Николаевич - врач-офтальмолог офтальмологического отделения ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр», e-mail: [email protected]

Введение. Рост новых кровеносных сосудов, обеспечивающих транспорт питательных веществ и кислорода, представляет собой основу многих физиологических

и патологических процессов. Активный рост сосудов сопровождает, с одной стороны, нормальный рост и развитие организма в пре- и постнатальном периоде, заживление ран, развитие плаценты и желтого тела, и, с другой стороны, развитие раковых опухолей, ревматоидный артрит, ожирение, псориаз, бронхиальную астму, возрастную макулярную дегенерацию сетчатки (ВМД). Пониженная активность ангиогенеза отмечается в старости и при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, инсульт, атеросклероз периферических сосудов и др. . Попытки фармакологически активировать рост сосудов пока не принесли успеха. В то же время изучение механизмов регуляции ангиогенеза позволило за последнее десятилетие создать целый ряд лекарств, направленно блокирующих рост новообразованных сосудов . Многие из них вошли в состав первой и второй линий лечения почечно-клеточного рака, рака молочной железы и других локализаций, а также возрастных и сосудистых поражений сетчатки.

Механизмы роста сосудов. Существует несколько путей образования сосудов :

Васкулогенез - рост сосудов у эмбриона с дифференцировкой ангиобластов в эндотелиоциты (после рождения также имеется небольшое количество циркулирующих прогениторных клеток);

Ангиогенез - прорастание новых сосудов из уже имеющейся сети сосудов;

Инвагинация с разделением сосудистой стенки и образованием дочерних сосудов;

Сосудистое кооптирование - присвоение опухолью имеющихся сосудов;

Сосудистая или «васкулогенная» мимикрия - выстилка просвета сосуда клетками опухоли;

Дифференцировка опухолевых клеток в эндотелиоциты.

Отметим, что физиологичными являются первые три пути, последние специфичны для канцерогенеза. Ангиогенез - основной путь роста сосудов у человека после рождения. Он проходит в несколько стадий: активация эндотелиоцитов, синтез протеаз и растворение базальной мембраны, миграция эндотелиальных клеток к ангиогенному стимулу, пролиферация эндотелиоцитов и образование первичной сосудистой стенки, ремоделирование сосуда, формирование полноценной структуры сосудистой стенки .

В регуляции ангиогенеза принимают участие как активирующие, так и ингибирующие ангиогенные факторы , некоторые из которых приведены в табл. 1.

Таблица 1

Активирующие и ингибирующие факторы ангиогенеза

Факторы активации ангиогенеза

Ингибиторы ангиогенеза

Факторы роста: фактор

роста эндотелия сосудов

(vascular endothelial

growth factor, VEGF),

эпидермальный фактор

роста (EGF),

трансформирующие

факторы роста (TGF-a,

-ß), фактор роста

фибробластов (FGF), Растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR)

тромбоцитарный фактор Ангиопоэтин-2

роста (PDGF), Вазостатин

инсулиноподобный Ангиостатин (фрагмент плазминогена)

фактор роста-1 (IGF-1), Эндостатин

плацентарный фактор Интерферон-a, -ß, -у

роста PlGF Интерлейкин-4, -12, -18

Ангиогенин Индуцибельный протеин-10

Ангиопоэтин-1 Тромбоспондин

Гормоны (лептин, Тромбоцитарный фактор-4

эритропоэтин) Ретиноиды

Колониестимулирующие Ингибиторы матриксных

факторы (G-CSF, металлопротеаз (TIMP-1, -2)

GM-CSF) Гормоны (пролактин)

Активаторы

плазминогена

Интерлейкин-8

Белки базальной

мембраны (интегрины,

кадгерины и др.)

Матриксные

металлопротеиназы

Большое значение в регуляции ангиогенеза играет фактор роста эндотелия сосудов VEGF (Vascular endothelial growth factor) и его рецепторы. Семейство молекул VEGF включает несколько факторов: VEGF-A, -B, -C, -D, -E, обнаруженный у Орф-вируса, и плацентарный фактор роста PlGF . VEGF-A, -B и PlGF - основные регуляторы роста кровеносных сосудов, VEGF-C и -D необходимы для формирования лимфатических сосудов .

VEGF-A, также называемый VEGF, является одним из наиболее хорошо изученных факторов ангиогенеза, который рассматривается в качестве точки приложения ряда новых лекарственных средств для лечения рака и заболеваний сетчатки . В этой связи особый интерес для практического врача представляет знакомство с основными биологическими свойствами VEGF и их клиническим применением.

Биологические свойства VEGF-A. Впервые выделил и дал соответствующее название молекуле VEGF Наполеон Феррара в 1989 году VEGF-A - гликопротеид с молекулярной массой около 45 кД. Идентифицирован ряд изоформ VEGF-А, в частности VEGF-121, -145, -162, -165, -165b, -183, -189, -206. Кроме аминокислотного состава они отличаются по способности связывать гепарин и проникать через биологические мембраны .

VEGF стимулирует пролиферацию клеток эндотелия сосудов, изолированных из артерий, вен и лимфатических сосудов in vitro . На многих моделях показано активирующее действие VEGF на ангиогенез in vivo . VEGF-A жизненно необходим для развития организма в эмбриональном и раннем постнатальном периодах. Инактивация одного аллеля VEGF-A приводит к гибели эмбриона при сроке 11-12 дней . Введение мышам ингибиторов VEGF в возрасте от 1-го до 8-ми дней приводит к остановке роста и летальному исходу . VEGF-A важен для эндохондрального роста кости, его

ингибирование вызывает обратимую остановку роста костного скелета . VEGF-A участвует в регуляции ангиогенеза в ходе менструального цикла . VEGF-A способствует выживанию клеток эндотелия in vitro и in vivo. Известно, что VEGF-A индуцирует выработку белков-ингибиторов апоптоза Bcl-2, A1 и сурвивина клетками эндотелия. Ингибирование VEGF в неонатальном периоде у мышей приводит к апоптозу и регрессу васкуляризации, в то время как у взрослых особей такого эффекта не обнаружено, что указывает на изменение функции VEGF в ходе онтогенеза. Введение VEGF приводит к быстрому кратковременному повышению проницаемости сосудов. Основной точкой приложения VEGF являются клетки эндотелия, но митогенные и другие его эффекты были изучены и на других клетках, в том числе нейронах, VEGF вызывает хемотаксис моноцитов . VEGF активирует экспрессию оксида азота, простациклина и других цитокинов, способствующих вазодилатации.

Рецепторы VEGF-А. Изучено 2 вида тирозинкиназных рецепторов к VEGF-А - VEGFR-1 и -2. Функционирование и сигнальные пути VEGFR-1 неодинаковы у эндотелиальных и других видов клеток, изменяются они и в процессе онтогенеза. VEGFR-1 связывает молекулы VEGF-А, -B и PIGF. VEGFR-1 опосредует такие немитогенные функции в клетках эндотелия, как высвобождение факторов роста, активацию матриксных металлопротеиназ (MMP-9). Кроме того, он участвует в регуляции гемопоэза и хемотаксисе моноцитов .

VEGFR-2 связывает VEGF-А с высокой афинностью, имеет сродство к VEGF-C и -D. Этот рецептор опосредует основные свойства VEGF-А - активацию ангиогенеза и повышение проницаемости эндотелия. При связывании с лигандом происходит димеризация и фосфорилирование рецептора, что активирует сигнальный путь митоза, хемотаксиса и повышения выживаемости . Интересно, что эффект от активации мембранного рецептора отличен от активации внутриклеточного рецептора. Так, артериальный морфогенез индуцируется лишь по сигнальному пути внутриклеточного VEGFR-2 .

Значение VEGF-А для роста опухоли. В отличие от нормального сосудистого русла сосуды опухоли обычно представляют собой неупорядоченную сеть взаимосвязанных, извилистых трубчатых структур с высокой проницаемостью. В этой сети трудно выделить артериолы и венулы, в структуре стенки не всегда определяются перициты и гладкомышечные клетки . Быстрый рост опухолевой ткани определяет ряд факторов развития гипоксии: несоответствие роста клеток опухоли и эндотелия, неупорядоченная сеть сосудов с низкой скоростью кровотока, высокое давление тканевой жидкости . При гипоксии повышается уровень гипоксия-индуцибельного фактора-1-альфа (HIF-1a), который активирует экспрессию VEGF. VEGF повышает проницаемость сосудов, ведет к дезорганизации сосудистой стенки, что усугубляет гипоксию и способствует распространению клеток опухоли и росту метастазов. Клетки эндотелия в опухолевом окружении меняют свои свойства и нередко приобретают устойчивость к ингибиторам ангиогенеза . VEGF может стимулировать васкулогенез в опухоли путем привлечения из костного мозга гемопоэтических и эндотелиальных клеток-предшественников .

Клетки многих опухолей секретируют VEGF-А in vitro. Высокие уровни VEGF в сыворотке крови были выявлены при раке молочной железы, колоректальном, немелкоклеточном раке легкого, почечно-клеточном раке, глиобластоме и других злокачественных новообразованиях .

Выживаемость пациентов с высоким уровнем VEGF значительно ниже, чем у больных с низкой экспрессией VEGF. Прогностическая ценность уровня VEGF в отношении развития метастазов составила 73 % независимо от поражения лимфатических узлов . Ряд исследований указывают на возможность использования уровня VEGF в качестве

маркера прогноза при раке легкого и предстательной железы (РПЖ) . Необходимо также отметить, что в мета-анализе, включавшем 12 исследований, прогностическая роль VEGF-А при РПЖ не подтвердилась .

Значение VEGF в развитии неоваскуляризации сетчатки глаза. Рост сосудов в сетчатке осуществляется двумя путями: посредством васкулогенеза и ангиогенеза . Экспрессия VEGF в пренатальном и раннем неонатальном периодах во многом определяет активность этих процессов и, как результат, нормальную васкуляризацию сетчатки . Наибольшие уровни VEGF в ткани сетчатки определяются на 1-й неделе постнатального развития. В дальнейшем уровень VEGF плавно снижается и определяется в основном парциальным давлением кислорода в крови . Гипероксия подавляет выработку VEGF, что приводит к апоптозу клеток эндотелия и запустеванию сосудов. В клинической практике гипероксия развивается при кислородной терапии у недоношенных детей. Недостаток VEGF в этой ситуации способствует развитию первой стадии ретинопатии недоношенных . Экспрессия генов VEGF активируется в условиях гипоксии, что объясняет повышенный уровень VEGF-А в ткани сетчатки при моделировании ишемических поражений сетчатки, а также в водянистой влаге и стекловидном теле у пациентов с диабетической пролиферативной ретинопатией . Ряд работ показали ведущую роль VEGF как активатора ангиогенеза при ишемических поражениях сетчатки и возрастной макулярной дегенерации .

VEGF как мишень антиангиогенной терапии и возможные механизмы резистентности. Об антиангиогенной терапии как о стратегия борьбы с ростом опухоли впервые заговорил Фолькман в 1971 году . Изучение ключевого регулятора ангиогенеза - VEGF и его рецепторов позволило начать разработку таргетных препаратов, избирательно воздействующих на те или иные звенья сигнального пути фактора роста эндотелия сосудов.

При блокировании сигнального пути VEGF разворачиваются сразу несколько механизмов торможения ангиогенеза . Во-первых, приостанавливается рост новых сосудов, и частично запустевают имеющиеся. Во-вторых, недостаток VEGF как фактора, способствующего выживанию клеток эндотелия, ведет к апоптозу клеток эндотелия сосудов опухоли. Кроме того, в отсутствие VEGF не происходит хемотаксиса эндотелиальных клеток-предшественников, способствующих васкуляризации опухоли. Введение ингибиторов фактора роста опосредованно приводит к вазоконстрикции.

Разработаны и применяются препараты, ингибирующие VEGF-опосредованный ангиогенез. По механизму действия их можно разделить на 3 группы: взаимодействующие с молекулой VEGF, с рецепторами VEGF и направленные на внутриклеточные сигнальные пути рецепторов VEGF. В табл. 2 суммированы основные сведения о современных анти-VEGF препаратах, применяемых для лечения рака и поражений сетчатки .

Таблица 2

Лекарственные препараты, ингибирующие VEGF-опосредованный ангиогенез

Лекарство Тип действующего вещества Точка приложения Применение

Бевацизумаб (авастин) Моноклональные человеческие антитела VEGF-A Распространенный колоректальный рак, распространенный неплоскоклеточный немелкоклеточный рак легких, распространенный рак молочной железы, рецидивирующая глиобластома, распространенный почечно-клеточный рак

Рамуцирумаб (Cyramza / цирамза) Моноклональные человеческие антитела VEGF-связывающий домен рецептора VEGFR-2 Распространенный немелкоклеточный рак легких, колоректальный рак, рак желудка

Сорафениб (нексавар) Белок-ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR-2 и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-и печеночно-клеточный рак

Сунитиниб (сутент) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-клеточный рак

Пазопаниб (вотриент) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-клеточный рак, распространенная саркома мягких тканей (кроме гастроинтестинальных стромальных опухолей и липосаркомы) у пациентов, ранее получавших химиотерапию

Вандетаниб (зактима, капрелса) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Нерезектабельный местнораспространенный или метастатический медуллярный рак щитовидной железы

Афлиберцепт (Айлия / Eylea - раствор для интравитреальных инъекций;Залтрап) Рекомбинантный белок, внеклеточные домены рецепторов VEGFR-1 и -2 VEGF-A, -B, PlGF-1, -2 Айлия / Еу1еа: неоваскулярная форма ВМД, диабетический макулярный отек, макулярный отек вследствие окклюзий вен сетчатки. Залтрап: колоректальный рак

Регорафениб (Stivarga) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR Колоректальный рак; гастроинтестинальные стромальные опухоли

Акситиниб (Inlyta) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR-2 Распространенный почечно-клеточный рак

Пегаптаниб (макуген - раствор для интравитреальных инъекций) Пегилированный аптамер (олигонуклеотид) VEGF-165 Неоваскулярная форма ВМД

Ранибизумаб (луцентис) Моноклональные антитела к VEGF-A VEGF Неоваскулярная форма ВМД, диабетический макулярный отек, макулярный отек вследствие окклюзий вен сетчатки, миопическая хориоидальная неоваскуляризация

Рекомбинантный

Конберцепт внеклеточные VEGF-A, -B, -C, PlGF Неоваскулярная форма ВМД

домены рецепторов

Необходимо отметить, что при системном применении для этой группы лекарств характерны малое терапевтическое окно и высокая частота побочных эффектов. К последним относят артериальную гипертензию, сердечную недостаточность, протеинурию вследствие поражения почек, угнетение костного мозга, сыпь и сенсорную невропатию .

В лечении поражений сетчатки ингибиторы ангиогенеза показали высокую эффективность, заключающуюся в регрессе новообразованных сосудов и повышении остроты зрения . Применение данной группы препаратов в лечении рака позволяет добиться снижения темпов прогрессирования болезни, но приводит к увеличению выживаемости больных . Отчасти это связано с развитием механизмов резистентности в ткани опухоли. К ним относят гиперэкспрессию других факторов активации ангиогенеза в условиях гипоксии, усугубляемой введением ингибиторов VEGF. Некоторые клетки опухоли приобретают мутации, обусловливающие толерантность к гипоксии. Активируются другие типы роста сосудов, менее чувствительные к действию ингибиторов VEGF, - васкулогенез (из циркулирующих прогениторных клеток), инвагинация, сосудистое кооптирование, «васкулогенная» мимикрия, дифференцировка опухолевых клеток в эндотелиоциты .

Заключение. Изучение механизмов сосудистого роста позволили установить целый ряд активирующих и ингибирующих цитокинов, среди которых ведущую роль играет фактор роста эндотелия сосудов. Знание структуры его изоформ, рецепторов и сигнальных путей определило точки приложения для новой группы таргетных лекарственных средств - блокаторов ангиогенеза. Эти препараты рекомендованы к применению в онкологии, но их эффективность не всегда превосходит эффективность традиционных схем полихимиотерапии. В лечении поражений сетчатки ингибиторы ангиогенеза показали более значительный эффект, заключающийся в регрессе новообразованных сосудов и повышении остроты зрения. Предполагают несколько направлений дальнейшего развития антиангиогенной терапии. В ближайшее время это - оптимизация схем лечения - доз и длительности приема препаратов, выявление различий в механизме действия и клиническом эффекте ингибиторов тирозинкиназ и анти-VEGF антител. В долгосрочной перспективе - создание препаратов, направленных сразу на несколько ключевых регуляторов ангиогенеза, поиск механизмов, ограничивающих специфичные для онкогенеза пути роста сосудов - сосудистое кооптирование, «васкулогенную» мимикрию и дифференцировку опухолевых клеток в эндотелиоциты .

Список литературы

4. Carmeliet P. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis / Р. Carmeliet, R. K. Jain // Nature. - 2011. - Vol. 473 (7347). - P. 298-307.

5. Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? / J. Folkman //

6. Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress / N. Ferrara // Endocr. Rev. - 2004. - Vol. 25. - P. 581-611.

7. Роль VEGF в развитии неопластического ангиогенеза / В. П. Чехонин [и др.] // Вестн. РАМН. - 2012. - № 2. - С. 23-34.

8. Герштейн Е. С. Современные представления о механизмах передачи сигналов факторов роста как основа эффективной молекулярно-направленной противоопухолевой терапии / Е. С. Герштейн, Н. Е. Кушлинский // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2007. - Т. 5, № 1. - С. 4-9.

9. Ferrara N. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells / N. Ferrara, W. J. Henzel // Biochem. Biophys. Res. Commun.

10. Structure-function analysis of VEGF receptor activation and the role of coreceptors

in angiogenic signaling / F. S. Grunewald // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010.

11. Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen / D. W. Leung // Science. - 1989. - Vol. 246 (4935). - P. 1306-9.

12. Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene / N. Ferrara // Nature. - 1996. - Vol. 380 (6573). - P. 439-42.

13. Redundant roles of VEGF-B and PlGF during selective VEGF-A blockade in mice / A. K. Malik // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 550-7.

14. VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H. P. Gerber // Nat. Med. - 1999. - N 5. - P. 623-8.

15. Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth / N. Ferrara // Eur. Cytokine Netw. - 2009. - Vol. 20 (4). - P. 158-63.

16. Ferrara N. The biology of VEGF and its receptors / N. Ferrara, H. P. Gerber, J. LeCouter // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9 (6). - P. 669-76.

17. Carmeliet P. VEGF receptor 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis / Р. Carmeliet, M. Simons // Dev. Cell. - 2010. - Vol. 18 (5). - P. 713-24.

18. Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / А. А. Lanahan

19. Niu G. Vascular Endothelial Growth Factor as an Anti-angiogenic Target for Cancer Therapy / G. Niu, X. Chen // Current drug targets. - 2010. - Vol. 11 (8). - P. 1000-1017.

20. The multifaceted circulating endothelial cell in cancer: towards marker and target identification / F. Bertolini // Nat. Rev. Cancer. - 2006. - Vol. 6 (11). - P. 835-45.

21. Vascular and haematopoietic stem cells: novel targets for anti-angiogenesis therapy? / S. Rafii // Nat. Rev. Cancer. - 2002. - Vol. 2 (11). - P. 826-35.

22. Pivotal role of vascular endothelial growth factor pathway in tumor angiogenesis / S. H. Lee // Annals of Surgical Treatment and Research. - 2015. - Vol. 89 (1). - P. 1-8.

23. Vascular endothelial growth factor 189 mRNA isoform expression specifically correlates with tumor angiogenesis, patient survival, and postoperative relapse in non-small-cell lung cancer / А. Yuan // J. Clin. Oncol. - 2001. - Vol. 19 (2). - P. 432-41.

24. Wang K. Prognostic value of vascular endothelial growth factor expression in patients with prostate cancer: a systematic review with meta-analysis / K. Wang, H. L. Peng, L. K. Li // Asian Pac. J. Cancer Prev. - 2012. - Vol. 13 (11). - P. 5665-9.

25. Prognostic role of vascular endothelial growth factor in prostate cancer: a systematic review and meta-analysis / Z. Q. Liu // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2015. - Vol. 8 (2).

Vol. 41 (5). - P. 1217-28.

Vol. 132 (8). - P. 1855-62.

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

GROWTH PROMOTING FACTOR OF ENDOTHELIUM OF VESSELS: BIOLOGICAL PROPERTIES AND PRACTICAL VALUE (LITERATURE

N. L. SvetozarskiyL. A. A. Artifeksova2. S. N. Svetozarskiy3

1SBHE «Nizhny Novgorod regional hospital n. a. N. A. Semashko» (Nizhny Novgorod) 2SBHE NR «Medical information and analysis center» (Nizhny Novgorod) 3FBHE «Privolzhsky regional medical center» Federal Medical Biological Agency (Nizhny

The main data on growth promoting factor of endothelium of vessels are presented in the literature review (vascular endothelial growth factor, VEGF) and spheres of its clinical application. Physiological and pathological methods of vessels formation and factors of angiogenesis regulation are considered in the article. The main VEGF properties and its receptors, their role in regulation of vascular growth in norm are described and at development of malignant neoplasms and retina diseases. Data on the preparations inhibiting the VEGF-mediated angiogenesis are generalized. Some directions of further development of anti-angiogenic therapy are specified.

Keywords: angiogenesis, growth promoting factor of endothelium of vessels, anti-angiogenic therapy, cancer therapy, age macular degeneration.

Svetozarskiy Nikolay Lvovich - candidate of medical science, urologist at SBHE «Nizhny Novgorod regional hospital n. a. N. A. Semashko», e-mail: [email protected]

Artifeksova Anna Alekseevna - doctor of medical science, professor, doctor methodologist at SBHE NR «Medical information and analysis center», e-mail: [email protected]

Svetozarskiy Sergey Nikolaevich - ophthalmologist of ophthalmologic unit at FBHE «Privolzhsky regional medical center» Federal Medical Biological Agency, e-mail: [email protected]

List of the Literature:

1. Carmeliet P. Angiogenesis in health and disease / Р. Carmeliet // Nat. Med. - 2003. - N 9.

2. Ferrara N. Angiogenesis as a therapeutic target / N. Ferrara, R. S. Kerbel // Nature.

2005. - Vol. 438. - P. 967-974.

3. De Falco S. Antiangiogenesis therapy: an update after the first decade / S. De Falco // The Korean J. of Internal Medicine. - 2014. - N 29 (1). - P. 1-11.

4. Carmeliet P. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis / Р. Carmeliet,

R. K. Jain // Nature. - 2011. - Vol. 473 (7347). - P. 298-307.

Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? / J. Folkman //

Nature Reviews Drug Discovery. - 2007. - Vol. 6, N 4. - P. 273-286.

Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress / N.

Ferrara // Endocr. Rev. - 2004. - Vol. 25. - P. 581-611.

VEGF role in development of neoplastic angiogenesis / V. P. Chekhonin // Bulletin of the RAMS. - 2012. - N 2. - P. 23-34.

Gerstein E. S. Modern ideas of mechanisms of signaling of increase factors as a basis of the effective molecular targeted antitumoral therapy / E. S. Gerstein, N. E. Kushlinsky // Issues of biological, medical and pharmaceutical chemistry. - 2007. - Vol. 5, N 1. - P 4-9. Ferrara N. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells / N. Ferrara, W. J. Henzel // Biochem. Biophys. Res. Commun.

1989. - Vol. 161 (2). - P. 851-8.

Structure-function analysis of VEGF receptor activation and the role of coreceptors in angiogenic signaling / F. S. Grunewald // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010.

Vol. 1804 (3). - P. 567-580.

Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen / D. W. Leung // Science. - 1989. - Vol. 246 (4935). - P. 1306-9.

Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene / N. Ferrara // Nature. - 1996. - Vol. 380 (6573). - P. 439-42. Redundant roles of VEGF-B and PlGF during selective VEGF-A blockade in mice / A. K. Malik // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 550-7.

VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H. P. Gerber // Nat. Med. - 1999. - N 5. - P. 623-8.

Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth / N. Ferrara // Eur. Cytokine Netw. - 2009. - Vol. 20 (4). - P. 158-63.

Ferrara N. The biology of VEGF and its receptors / N. Ferrara, H. P. Gerber, J. LeCouter // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9 (6). - P. 669-76.

Carmeliet P. VEGF receptor 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis / P.

Carmeliet, M. Simons // Dev. Cell. - 2010. - Vol. 18 (5). - P. 713-24.

Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / A. A. Lanahan

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

Niu G. Vascular Endothelial Growth Factor as an Anti-angiogenic Target for Cancer

Therapy / G. Niu, X. Chen // Current drug targets. - 2010. - Vol. 11 (8). - P. 1000-1017.

The multifaceted circulating endothelial cell in cancer: towards marker and target

identification / F. Bertolini // Nat. Rev. Cancer. - 2006. - Vol. 6 (11). - P. 835-45.

Vascular and haematopoietic stem cells: novel targets for anti-angiogenesis therapy? / S.

Rafii // Nat. Rev. Cancer. - 2002. - Vol. 2 (11). - P. 826-35.

Pivotal role of vascular endothelial growth factor pathway in tumor angiogenesis / S. H.

Lee // Annals of Surgical Treatment and Research. - 2015. - Vol. 89 (1). - P. 1-8.

Vascular endothelial growth factor 189 mRNA isoform expression specifically correlates

with tumor angiogenesis, patient survival, and postoperative relapse in non-small-cell lung

cancer / A. Yuan // J. Clin. Oncol. - 2001. - Vol. 19 (2). - P. 432-41.

Wang K. Prognostic value of vascular endothelial growth factor expression in patients with

prostate cancer: a systematic review with meta-analysis / K. Wang, H. L. Peng, L. K. Li //

Asian Pac. J. Cancer Prev. - 2012. - Vol. 13 (11). - P. 5665-9.

Prognostic role of vascular endothelial growth factor in prostate cancer: a systematic

review and meta-analysis / Z. Q. Liu // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2015. - Vol. 8 (2).

26. Hughes S. Vascularization of the human fetal retina: roles of vasculogenesis and angiogenesis / S. Hughes, H. Yang, T. Chan-Ling // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2000.

Vol. 41 (5). - P. 1217-28.

27. Gariano R. F. Expression of angiogenesis-related genes during retinal development / R. F. Gariano, D. Hu, J. Helms // Gene Expr Patterns. - 2006. - Vol. 6 (2). - P. 187-92.

28. Vascular Endothelial Growth Factor in Eye Disease / J. S. Penn // Progress in retinal and eye research. - 2008. - Vol. 27 (4). - P. 331-371.

29. West H. Stabilization of the retinal vascular network by reciprocal feedback between blood vessels and astrocytes / Н. West, W. D. Richardson, M. Fruttiger // Development. - 2005.

Vol. 132 (8). - P. 1855-62.

30. Diabetic Retinopathy: Vascular and Inflammatory Disease / F. Semeraro // J. of Diabetes Research. - 2015. - Vol. 2015. - P. 582060.

31. Chong V. Biological, preclinical and clinical characteristics of inhibitors of vascular endothelial growth factors / V. Chong // Ophthalmologica. - 2012. - Vol. 227. Suppl. 1.

32. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications / J. Folkman // N. Engl. J. Med.

1971. - Vol. 285 (21). - P. 1182-6.

33. Anti-VEGF treatment for myopic choroid neovascularization: from molecular characterization to update on clinical application / Y. Zhang // Drug Design, Development and Therapy. - 2015. - N 9. - P. 3413-3421.

34. Lu X. Profile of conbercept in the treatment of neovascular age-related macular degeneration / X. Lu, X. Sun // Drug Design, Development and Therapy. - 2015. - N 9.

35. Multicenter phase II study of Apatinib in non-triple-negative metastatic breast cancer / X. Hu // BMC Cancer. - 2014. - Vol. 14. - P. 820.

36. Ciombor K. K. Aflibercept / K. K. Ciombor, J. Berlin, E. Chan // Clinical cancer research: an official journal of the American Association for Cancer Research. - 2013. - Vol. 19 (8).

37. Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / Т. В. Kristensen

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

38. Guidelines for the management of neovascular age-related macular degeneration by the European Society of Retina Specialists (EURETINA) / U. Schmidt-Erfurth // The British J. of Ophthalmology. - 2014. - Vol. 98 (9). - P. 1144-1167.

Новые вены вместо старых вырастит инъекция

«Институт стволовых клеток человека» представил препарат, способствующий выращиванию новых кровеносных сосудов вместо деформированных

Российская биотехнологическая компания первой в мире запустила в серийное производство препарат, выращивающий новые кровеносные сосуды взамен старых, забитых холестериновыми бляшками. Лекарство называется «Неоваскулген» , его инъекции заставляют капиллярную сеть хаотично разрастаться. Разработчики говорят, что такой способ лечения ишемии - единственная альтернатива проведению операции в запущенных случаях болезни.

Мы сделали опытно-промышленную партию «Неоваскулгена». Сейчас она проходит государственную сертификацию, и после этого препарат поступит в продажу. Проведены все фазы клинических испытаний, Росздравнадзор одобрил его, Минздрав выдал регистрационное удостоверение. Я рассчитываю, что в течение месяца по различным программам препарат начнет поступать в больницы, - рассказал «Известиям» генеральный директор ИСКЧ Артур Исаев. Принцип действия препарата состоит в использовании специального гена VEGF 165, который заставляет организм выращивать новые сосуды. Большая часть препарата, попавшего в организм, разрушается почти сразу - его перерабатывают печень и селезенка. Но около 1% гена усваивается клетками в области его введения, и этот ген формирует в цитоплазме белок, отвечающий за создание новых сосудов. Белок выделяется из клеток в межклеточную среду - в мышечную ткань, расположенные поблизости клетки сосудов начинают делиться:вырастает новая ткань капилляров, в ней формируются просветы, образуются слои, в итоге формируется сеть сосудов. Процесс затухает и останавливается после того, как в клетке цитоплазмы происходит естественная чистка - вещество выводится из организма. Пациенту делают повторную инъекцию, и процесс продолжается до тех пор, пока не сформируется биологический шунт - сеть сосудов, которая соединяет кровоток по обе стороны от сужения. Таким образом, создается альтернативный путь, и кровоток восстанавливается.

В ИСКЧ говорят, что лекарство помогло 94% испытуемых: у них в несколько раз возросла дистанция безболевой ходьбы (ключевой показатель при ишемической болезни). Пятерым обследуемым из 140 не удалось избежать ампутации конечностей. Зато ее удалось отсрочить: рентгенограммы показали рост капиллярной сети у всех испытуемых.

По словам создателей препарата,началась регистрация препарата на Украине, затем они надеются выйти на рынок Европы, договорившись о продаже препарата партнеру.

Инвестиции в новое средство борьбы с ишемией, по словам Артура Исаева, составили несколько миллионов долларов,причем использовались средства инвесторов, в основном топ-менеджеров ИСКЧ, и прибыль дочернего предприятия, Гемабанка - банка хранения стволовых клеток пуповинной крови. «Неоваскулген» будут производить на базе Гематологического научного центра (ФГБУ ГНЦ) МЗСР РФ. В ИСКЧ планируют до конца года распространить 1 тыс. упаковок, затем производства нарастят и доведут до 40 тыс. упаковок в год. Одна упаковка препарата будет стоить у дистрибутора 80 тыс. рублей, курс лечения - 160 тыс рублей. Отметим, что альтернативные варианты лечения ишемии тоже недешевы: стандартная операция по протезированию сосудов, по словам, Исаева, стоит порядка 300 тыс. рублей.

Директор института не сомневается, что медицинский продукт будет коммерчески успешен из-за безрадостной ситуации с ишемической болезнью в стране. Сужением просвета сосудов и уменьшения их проходимости, по данным ИСКЧ, страдают не менее 1,5 млн россиян. При этом у 144 тыс. человек каждый год выявляется тяжелая форма заболевания, а 30–40 тыс. пациентам каждый год ампутируют конечности. Теоретически всем этим людям мог бы помочь «Неоваскулген».

В Минздраве подтверждают, что препарат эффективен и имеет перспективы для лечения атеросклероза или тромбоза.

Конечно, «Неоваскулген» будет показан для тех состояний, при которых нарушается кровоснабжение тканей. Но это широкая группа больных, и одного препарата для их лечения явно недостаточно. Для лечения ишемии нужен комплекс препаратов, так же как для гипертонии недостаточно, например, одного клофелина. В кардиоцентре имени Бакулева есть похожий препарат - «Корвиан», он проходит третью фазу испытаний. Аналогичные средства разрабатываются и за рубежом. И если они не прошли клинических испытаний, то значит, пока остаются вопросы к их эффективности, - говорит собеседник «Известий» в Минздраве.

Эксперты обращают внимание, что в разных странах мира сейчас пытаются изобрести порядка 20 лекарств, которые используют тот же принцип для решения тех же проблем, что и лекарство ИСКЧ.

У нас никто кроме ИСКЧ в этом направлении не продвинулся. Но это рискованный стартап для института, с учетом средств, которые они в него вкладывают, - говорит директор аналитической компании Cegedim Strategic Data, фармэксперт Давид Мелик-Гусейнов. - Как препарат будет вести себя на практике, пока неизвестно - стоят вопросы, связанные с медицинской доказанностью, фармоэкономикой этого средства. Кроме того, есть и другие консервативные способы лечения ишемии.

Медики ожидают прорыва в лечении сердечно-сосудистых заболеваний с помощью генной инженерии - открытия принципиально новых препаратов. В Минздраве говорят, что самые перспективные разработки связаны с ферментом урокиназы (применяется для лечения тромбоза), у которого такжеобнаружились свойства, стимулирующие рост сосудов. Препарат на основе этого белка «Юпикор» уже прошел фазу доклинических испытаний, впереди его проверка на людях.

Константин Пукемов

ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЙ ФАКТОР РОСТА СОСУДОВ (Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)

Семейство сходных по структуре и функциям ростовых факторов. VEGF-А, первый из идентифицированных представителей, фигурировал как “васкулотропин” (vasculotropin, VAS), или фактор сосудистой проницаемости (vascular permeability factor, VPF). Позднее были открыты VEGF-B, -C, -D и PIGF (Placenta growth factor).

VEGFs представляют собой эндотелий-специфические полипептиды, секретируемые митогены, которые ускоряют рост сосудов, их пролиферацию и проницаемость. Экспрессия VEGFs стимулируется рядом воздействий, в частности, высокими дозами глюкозы. VEGFs играют патогенетическую роль в микроциркуляторной дисфункции, обусловленной гипергликемией. Трансдукторный механизм пострецепторных реакций VEGFs включает активацию фосфолипазы С; однако возможны пути реализации эффекта через DAG, независимо от синтеза продуктов арахидоновой кислоты.

эндотелий полипептид сосуд рост

ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ РОСТА СОСУДОВ. Изоформы. (Vascular Endothelial Growth Factors, VEGF-A, -B, -C, -D)

Структура. Общая характеристика.

VEGF-А. Из общего гена образуются четыре изоформы, различающиеся количеством включенных аминокислотных остатков: VEGF, VEGF, VEGF, VEGF с МВ от 14 до 42 кДа.

Изоформы обладают сходной биологической активностью, но различаются по аффинности к гепарину. Реализуют свою активность при взаимодействии с рецепторами VEGFR-1, VEGF-2 (РИС.).

VEGF-А обладает активностью ростового фактора клеток сосудистого эндотелия с плеотропными функциями: усиление миграции, пролиферация, образование трубчатых структур клетки. Благодаря уникальным функциям VEGF-А реализует корреляцию процессов проницаемости, воспаления, ангиогенеза. Экспрессия мРНК VEGF-А отмечена в сосудистых регионах и в яичниках на всех стадиях эмбриогенеза, в первую очередь, в клетках, подверженных капилляризации. Очевидно, фактор не синтезируется непосредственно в эндотелии и его влияние носит паракринный характер. Экспрессия VEGF-А индуцируется в макрофагах, Т-клетках, астроцитах, гладкомышечных клетках, кардиомиоцитах, эндотелии, кератиноцитах. Фактор экспрессируется рядом опухолей. Гипоксия служит одной из основных причин активации VEGF-А.

VEGF-B. Экспрессируется преимущественно в мозге, скелетных мышцах, почках. При коэкспрессии с VEGF-А могут образовываться А/В-гетеродимеры. В противоположность первому, экспрессия VEGF-B не индуцируется гипоксией. Отмечено участие VEGF-B в васкуляризации коронарных сосудов взрослого организма. Регулирует активность плазминогена в эндотелиальных клетках. Анализ времени полужизни мРНК VEGF-B свидетельствует скорее о хроническом, нежели остром типе регуляции. VEGF-B связывается только с VEGFR-1 рецептором.

VEGF-С (или VEGF-Related Factor, VRF, или VEGF-2). Экспрессируется во взрослых клетках сердца, плаценты, легких, почек, тонкого кишечника и яичников. В период эмбрионального развития отмечено его присутствие в мезенхиме мозга; играет роль в развитии венозной и лимфатической сосудистых систем. Реализует активность через взаимодействие с VEGFR-2 и - VEGFR-3 рецепторами. Экспрессия VEGF-С и рецептора flt-4 имеют отношение к первичному раку желудка (Liu et al. 2004). Антитела к фактору могут быть использованы для ангиогенного тестирования противоопухолевой терапии in vivo (Ran et al. 2003).

VEGF-D (или c-fos-Induced Growth Factor, FIGF). Экспрессируется в легких, сердце, тонком кишечнике взрослого организма; обладает умеренно митогенной активностью в отношении эндотелиальных клеток. Однако в полной мере функции формы VEGF-D остаются неизвестными. Активность фактора реализуется преимущественно через взаимодействие с VEGFR-2 и - VEGFR-3 рецепторами.

Рецепторы VEGFs. Три рецептора опосредуют эффекты семейства VEGFs: VEGFR-1 (flt-1); VEGFR-2 (KDR/flk-1); VEGFR-3 (flt-4). Каждый относится к классу III рецепторных тирозинкиназ, содержащих в своей структуре lgG-подобные экстрацеллюлярные мотивы и интрацеллюлярный тирозинкиназный домен. VEGFR-1 и VEGFR-2 экспрессируются в эндотелиальных клетках, участвуя в реализации ангиогенеза. VEGFR-2 рассматривается как маркер клеток гематопоэза. VEGFR-3 - специфический маркер эмбриональных прелимфатических сосудов; идентифицирован в некоторых опухолях.

VEGFR-1 VEGFR-2 VEGFR-3

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

• · Индукция tPA uPA протеаз
• · Морфогенез кровененосных сосудов
• · Увеличение проницаемости сосудов
• · Хемотаксис моноцитов и макрофагов
• · Дифференцировка клеток сосудистого эндотелия
• · Митогенез: образование микротрубочек
• · Маркировка стволовых клеток гематопоэза
• · Морфогенез лимфатических сосудов
• · Дифференцировка клеток лимфатического эндотелия
• · Хемотаксис эндотелиальных клеток

Новая информация о биологических и медицинских аспектах VEGFs.

• · Ангиогенез и нейрогенез в развивающемся мозге регулируются при участии VEGFs и рецепторов, широко представленных в нейронах и сосудистом эндотелии (Emmanueli et al. 2003). Рецепторы типа flt-1 выявляются в гиппокампе, агранулярном кортексе и стриатуме; рецепторы типа flk-1 представлены повсеместно в неонатальных структурах головного мозга (Yang et al. 2003).
• · При нокауте VEGF и flt-1 и flk-1 рецепторов обнаруживается высокая летальность животных в эмбриональный период; на основании этих данных постулируются нейропротективные функции VEGFs, независимые от сосудистого компонента, играющие роль регулятора нейрогенеза у взрослых особей (Rosenstein et al. 2003; Khaibullina et al. 2004). Нейрогенез клеток гиппокампа, стимулируемый физическими упражнениями у крыс, и мнестические функции находятся в непосредственной связи с экспрессией VEGF (Fabel et al. 2003).
• · VEGF увеличивает ангиогенез в ишемизированных областях мозга и снижает неврологический дефицит; блокада VEGF специфическими антителами в острой фазе ишемического инсульта уменьшает проницаемость гематоэнцефалического барьера и увеличивает риск геморрагической трансформации (Zhang et al. 2000). Хроническая гипоперфузия тканей мозга крысы вызывает длительную экспрессию мРНК VEGF и самого пептида, которая коррелирует со стимулируемым ангиогенезом (Hai et al. 2003).
• · Кратковременная глобальная ишемия мозга приводят к увеличению уровня мРНК VEGF и VEGF у взрослых крыс в течение первых суток. Аналогичным образом гипоксическая ишемия мозга 10-дневных крыс приводит к быстрому увеличению VEGF в нейронах. Экспрессия VEGFs в обоих случаях сопряжена с активацией фактора HIF-1alpha (Hypoxia-Inducible Factor-alpha) (Pichiule et al. 2003; Mu et al. 2003).
• · VEGF стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток сосудов при механической травме спинного мозга; эти эффекты опосредованы экспрессией рецепторов Flk-1 и Ftl-1. Микроинъекции простагландина Е2?стимулируют активность VEGF (Skold et al. 2000). Астроцитоз, активируемый при повреждениях клеток мозга, и последующие репаративные процессы сопровождаются экспрессией Глиального фибриллярного кислого белка (GFAP); реактивный астроцитоз и стимулируемая экспрессия VEFG составляют последовательные этапы репаративного ангиогенеза (Salhina et al. 2000).
• · VEGF оказывается одним из факторов изменения проницаемости гемато- энцефалического барьера и развития отека мозга после его травмы. Ранняя инвазия VEGF- секретирующих нейтрофилов в паренхиму поврежденной зоны коррелирует с фазным нарушением проницаемости гематоэнцефалического барьера, предшествующей развитию отека (Chodobski et al. 2003). В первые 3 часа после контузии отмечается экспрессия VEGF в части астроцитов и активация рецептора KDD/fik-1 в эндотелиальных сосудистых клетках в поврежденной ткани; эти процессы, связанные с увеличением капиллярной проницаемости, ведут к отеку (Suzuki et al. 2003). Средства, способные заблокировать активность VEGFs и их рецепторы, представляют интерес для терапии отеков мозга (см. обзор Josko & Knefel, 2003).
• · Установлено, что VEGF синтезируется в допаминергических нейронах стриатума крысы. Однократная болюсная инъекция VEGF в стриатум взрослых крыс стимулировала развитие сосудов; трансплантация 14-дневных клеток вентрального мезэнцефалона в предобработанный VEGF участок стриатума приводила к гомогенному прорастанию малых кровеносных сосудов. Результаты, полученные на модели патологии Паркинсона, свидетельствуют о возможности использования VEGF-экспрессирующих трансплантантов для улучшения функции мозга (Pitzer et al. 2003).
• · Способность VEGF влиять на ангиогенез объясняет его участие в развитии опухолей и метастазировании.

Наряду с другими нейротрофическими ростовыми факторами (TGF-alpha, basic FGF, PD-ECGF), VEGF связан с генезом некоторых видов карциномы (Hong et al. 2000) и опухолей простаты (Kollerman & Helpap, 2001). Увеличенный уровень VEGF в сыворотке крови может служить маркером опухолевого роста некоторых форм карциномы (Hayes et al. 2004). Молекулярный механизм функционирования VEGF связан со стимуляцией белка bcl-2 и торможением апоптического процесса в клетках аденокарциномы у мышей и человека (Pidgeon et al.2001).

ПЛАЦЕНТАРНЫЙ РОСТОВОЙ ФАКТОР (Рlacental Growth Factor, PIGF)

МВ 29 кДа. Впервые выделен из культуры глиомных клеток. Экспрессируется в плаценте, аутокринно влияя на трофобласты, и в меньшей степени в сердце, в легких, в щитовидной железе. Гипоксия не стимулирует образование PIGF, однако, при гипоксии могут коэкспрессироваться гетеродимеры PIGF/VEGF-А. Повышенный уровень PIGF и рецептора flt-1 служат предикторами преэклампсии у беременных женщин (Levine et al. 2004).Изоформа PIGF- 2 (МВ 38 кДа) служит лигандом для рецептора VEGFR-1; в отличие от PIGF-1 содержит гепарин- связывающий домен.

При хирургических вмешательствах у больных СД второго типа

При СД 2 типа происходит нарушение баланса ангиогенеза. СД характеризуется гипергликемией и различными нарушениями метаболизма. Они нарушают баланс между проангиогенными и антиангиогенными регуляторами и вести к неадекватному образованию новых сосудов при сахарном диабете (СД). В свою очередь, нарушения ангиогенеза и васкулогенеза являются важными механизмами в развитии сосудистых осложнений СД. Так развитие макрососудистых осложнений сопровождается подавлением интенсивности ангиогенеза и васкулогенеза.
при плохо контролируемом сахарном диабете (СД) процесс заживления мягких тканей замедляется. При этом один из факторов – это снижение уровня местных ростовых факторов, что ограничивает возможность наращивания мягких тканей десны в рамках имплантологических операций. Также доказано, что у пациентов с СД снижается количество продуцируемого фибробластами коллагена, что ведет к замедлению сокращения раны. Нарушение углеводного обмена влечет за собой повышение матриксных металлопротеаз (ММР) и снижение оксида азота (NO), транформирующего фактора роста бета-1 (TGFβ1), что является причиной замедления процессов формирования ЭЦМ. Клинические исследования показывают, что при сахарном диабете нарушения баланса ангиогенеза можно достичь как применением ингибиторов ангиогенеза, так и его стимуляторов. Стимуляция ангиогенеза и васкулогенеза с помощью стволовых клеток и ростовых факторов – перспективное направление лечения недостаточности агниогенеза при сахарном диабете, которая влияет на снижение процесса заживления мягких тканей, формирование макроагниопатий.
Учитывая отмеченное, в послеоперационный период у больных СД представляется перспективным стимулировать процесс ангиогенеза за счет цикотинов и фактора роста эндотелия сосудов.
Известно, что фактор роста эндотелия сосудов и цикотины стимулируют ангиогенез, и таким образом, повышают насыщение тканей кислородом (рО2), что является одним из факторов репарации мягких тканей. Снижение уровня данного фактора роста приводит к замедлению процесса эпителизации. Результаты исследований показывают, что факторы роста и цитокины оказывают определяющее влияние на скорость и качество репаративных процессов у больных сахарным диабетом.
Так в стоматологии при наращивании тканей десны, имплантологических операциях можно использовать коллагеновые мембраны, насыщенные фактором роста эндотелия сосудов или осуществлять процедуру «Плазмодент», основанную на введении богатой тромбоцитами плазмы, взятой из крови пациента. Такая плазма содержит в себе факторы роста и является стимулятором процесса ангиогенеза. В настоящее время имплантологические операции проводятся больным СД только при уровне гликированного гемоглобина менее 6,0. Такого показателя добиваются за счёт временного перевода больного на период операции и постоперационный период на инъекции инсулина. Однако, при СД 2 типа у больного присутствует гиперинсулинемия из-за инсулинрезистентности. Возможно, что использование фактора роста эндотелия сосудов для стимулирования процесса репарации мягких тканей позволит сдвинут показатель гликированного гемоглобина и до более высоких значения, скомпенсировав нарушения агниогенеза от гипергликемии фактором роста эндотелия сосудов. Представляется, что процедуру введения плазмы, насыщенной тромбоцитами, можно использовать при любых хирургических вмешательствах в отношении больных СД.