Kasvutekijöiden vaikutus lymfangiogeneesiin

Kaikki kehomme solut tarvitsevat happea, ja ne saavat sitä verenkierron kautta. Siksi verisuonisto on ensimmäinen elinjärjestelmä, joka alkaa toimia kehittyvässä alkiossa. Ennen kuin sydän alkaa pumppaa, alkion hapenkulutus on katettava pelkästään diffuusion avulla. Diffuusio riittää kuitenkin vain siihen asti, kunnes alkio saavuttaa muutaman millimetrin koon. Kasvaimet kohtaavat saman ongelman, kun ne saavuttavat vastaavan koon. Sekä kehittyvä alkio että kiinteä kasvain voivat jatkaa kasvuaan vain, jos ne onnistuvat muodostamaan verenkiertojärjestelmän, joka toimittaa niille happea ja ravinteita. Vaikka syöpä riippuu verisuonten patologisesta kasvusta, toiset sairaudet johtuvat verisuonten riittämättömästä toiminnasta. Esimerkiksi sydän- ja verisuonitaudeissa verisuonet eivät pysty toimittamaan tarpeeksi happea sydänlihakseen. Sydän- ja verisuonijärjestelmän lisäksi on olemassa toinen verisuonijärjestelmä: imukudosjärjestelmä. Se toimii pääasiassa kudosten nesteenpoistossa ja immuunipuolustuksessa taudinaiheuttajia vastaan. Sydän- ja verisuonijärjestelmän tavoin imukudosjärjestelmällä on tärkeä rooli useissa sairauksissa. Esimerkiksi lymfedeemassa potilaat kärsivät raajojen turvotuksesta, koska imusuonia ei ole tai ne eivät toimi kunnolla. Myös syövän leviäminen (”metastaasit”) näyttää olevan läheisesti yhteydessä imukudosjärjestelmään, sillä syöpäsolut käyttävät imusuonia kulkureitteinä liikkumiseen kehossa.

On selvää, että monia sairauksia voitaisiin hoitaa, jos pystyisimme vaikuttamaan sekä verisuonten että imusuonten kasvuun. Juuri tähän tutkimuksemme keskittyy.Keskustelevat solutIhmiskeho koostuu useista biljoonista soluista. Kaos tilanteen välttämiseksi kaikkien näiden solujen on kommunikoitava keskenään. Alla on esitetty yksinkertainen malli tästä viestinnästä. Solu A lähettää viestin tuottamalla signaalimolekyylin. Solu B tunnistaa signaalimolekyylin, koska sillä on reseptoreita, jotka sopivat signaalimolekyyliin kuin avain avaimenreikään (”reseptorisidonta”). Solu B reagoi viestiin muuttamalla käyttäytymistään. Kasvutekijät ovat tällaisia signaalimolekyylejä. Tunnetaan satoja erilaisia kasvutekijöitä, ja jokainen niistä välittää erityisen viestin solusta toiseen.

Laboratoriossamme tutkitaan kasvutekijöitä, jotka säätelevät verisuonten ja imusuonten kehitystä ja toimintaa. Kun kehittyvä alkio on saavuttanut useiden millimetrien koon, se voi jatkaa kasvuaan vain muodostamalla verenkiertojärjestelmän, joka toimittaa happea ja ravinteita kaikille sen soluille. Verisuonet koostuvat pääasiassa endoteelisoluista, ja ne muodostuvat kahden eri mekanismin avulla: vaskulogeneesin ja angiogeneesin kautta. VaskulogeneesiAlkion varhaisimmat verisuonet muodostuvat vaskulogeneesin kautta. Vaskulogeneesi on endoteelisolujen erilaistuminen esisoluista (angioblasteista). Angioblastit ryhmittyvät ja muodostavat verisaarekkeita. Reunalla olevista soluista tulee endoteelisoluja; keskellä olevista soluista tulee verisoluja. Vaskulogeneesi muodostaa varhaisen sydämen alkuperän, suuret verisuonet sekä keuhkojen, pernan ja haiman verisuonet. AngiogeneesiAngiogeneesi on uusien verisuonten versomista jo olemassa olevista verisuonista.

Angiogeneesi vastaa kehittyvien elinten, kuten aivojen, munuaisten ja raajojen, verisuonistumisesta. Tärkein verisuonia kasvattava kasvutekijä on verisuonten endoteelin kasvutekijä (VEGF). VEGF sitoutuu kahteen eri reseptoriin: VEGF-reseptori-1:een (VEGFR-1) ja VEGF-reseptori-2:een (VEGFR-2).LymfangiogeneesiImukudosjärjestelmä kehittyy myöhemmin kuin verenkiertoelimistö. Kaikki imusuonet syntyvät angiogeneesin kautta. Ensimmäiset imusuonet versovat verenkiertojärjestelmän laskimo-osasta. Ainoa tunnettu kasvutekijä, joka stimuloi imusuonten kasvua, on kloonattu laboratoriossamme: VEGF-C. VEGF-C sitoutuu VEGF-reseptori-2:een ja VEGF-reseptori-3:een (VEGFR-3). Verisuonten kasvu aikuisilla Täysin kehittyneen organismin verisuonien tarvitsee kasvaa vain erityistilanteissa, kuten haavan paranemisen yhteydessä. Verisuonten kasvu aikuisilla tapahtuu lähes yksinomaan angiogeneesin kautta.