Kasvutekijöiden vaikutus lymfangiogeneesiin

Kaikki kehomme solut tarvitsevat happea, ja ne saavat sitä verenkierron kautta. Siksi verisuonisto on kasvavan alkion ensimmäinen toimiva elin. Ennen kuin sydän aloittaa pumppaustoimintansa, alkio tyydyttää hapenkulutuksensa yksinomaan diffuusion avulla. Tämä on kuitenkin mahdollista vain, kunnes alkio on muutaman millimetrin kokoinen. Kasvaimilla on sama ongelma, kun ne saavuttavat samanlaisen koon. Sekä kasvava alkio että syöpäkasvain voivat jatkaa kasvuaan vain, jos ne onnistuvat muodostamaan verisuoniston, joka toimittaa niille tarvittavan hapen ja ravintoaineet. Syövän kasvu riippuu siis verisuonten kasvusta ja uudismuodostuksesta. Toisaalta on kuitenkin myös sairauksia, joille on ominaista riittämätön verisuonten kasvu. Esimerkiksi sepelvaltimotaudissa verisuonet eivät pysty toimittamaan sydänlihakseen riittävästi happea.Sydän- ja verisuonijärjestelmän lisäksi on olemassa vielä toinen verisuonijärjestelmä: imusuonisto. Se johtaa ylimääräisen kudosnesteen takaisin vereen ja sillä on tärkeä rooli kehon omassa puolustusmekanismissa bakteereja ja viruksia vastaan. Verenkiertojärjestelmän tavoin imukudosjärjestelmällä on tärkeä rooli monissa sairauksissa. Esimerkiksi lymfedeemapotilaat kärsivät raajojen turvotuksesta, koska imusuonia ei ole riittävästi tai niiden toiminta on rajoittunut. Myös syövän leviäminen (metastaasit) liittyy läheisesti imukudosjärjestelmään, koska syöpäsolut käyttävät imusuonia kuljetusreitteinä kehon sisällä.

On ilmeistä, että monien sairauksien hoidosta olisi hyötyä, jos pystyisimme säätelemään veri- ja imusuonten kasvua. Tämä säätely on tutkimuksemme painopiste.Solujen välinen viestintäIhmiskeho koostuu monista miljardeista soluista. Kaoksen estämiseksi kaikkien näiden solujen on kommunikoitava keskenään. Kuvassa on esitetty yksinkertainen viestintämalli. Solu A (Cell A) lähettää viestin tuottamalla signaalimolekyylin. Solu B (Cell B) tunnistaa signaalimolekyylin, koska sillä on reseptoreita, jotka sopivat signaalimolekyyliin (samoin kuin avain sopii vastaavaan lukkoon): Solun A signaalimolekyyli sitoutuu solun B vastaavaan reseptoriin, mikä laukaisee muutoksen solun B käyttäytymisessä. Kasvutekijät ovat esimerkkejä tällaisista signaalimolekyyleistä. Kasvutekijöitä on satoja erilaisia, ja jokainen niistä välittää tietyn viestin solusta toiseen.

Laboratoriossamme tutkitaan kasvutekijöitä, jotka säätelevät veri- ja imusuonten muodostumista ja toimintaa. Kun alkio on kasvanut muutaman millimetrin kokoiseksi, se voi jatkaa kasvuaan vain varmistamalla oman verenkierron, joka kuljettaa sille tarvittavaa happea ja ravinteita. Verisuonten tyypillinen solutyyppi on endoteelisolu. Verisuonet syntyvät kahden eri mekanismin kautta: vaskulogeneesin ja angiogeneesin avulla.VaskulogeneesiAlkion ensimmäiset verisuonet syntyvät vaskulogeneesin prosessin kautta. Vaskulogeneesillä tarkoitetaan esisolujen (angioblastien) erilaistumista endoteelisoluiksi. Angioblastit kerääntyvät yhteen ja muodostavat niin sanottuja verisaaria. Tällaisen verisaaren ulkoreunalla olevat solut muuttuvat endoteelisoluiksi ja sisäosassa olevat solut verisoluiksi. Tämä vaskulogeneesiprosessi on vastuussa sydämen alkion, suurten verisuonten sekä keuhkojen, pernan ja haiman pääverisuonten muodostumisesta.AngiogeneesiAngiogeneesi on olemassa olevien verisuonten kasvu ja uusien verisuonten versominen jo olemassa olevista verisuonista.

Angiogeneesin avulla aivot, munuaiset ja raajat varustetaan verisuonilla. Tärkein verisuonten kasvua säätelevä kasvutekijä on verisuonten endoteelin kasvutekijä (VEGF). VEGF sitoutuu kahteen eri reseptoriin: VEGF-reseptoriin 1 (VEGFR-1) ja VEGF-reseptoriin 2 (VEGFR-2). Kun kehon kasvu on päättynyt, verisuonit eivät enää kasva. Vain tietyissä tilanteissa aikuisen organismin verisuonten on kasvatettava uudelleen, esimerkiksi haavan paranemisen yhteydessä. Tällöin kasvu tapahtuu pääasiassa angiogeneesin prosessin avulla.LymfangiogeneesiLymfajärjestelmä kehittyy myöhemmin kuin sydän- ja verisuonijärjestelmä. Nisäkkäillä kaikki imusuonet syntyvät oletettavasti angiogeneesin kautta. Ensimmäiset imusuonet versovat verisuonista, tarkemmin sanottuna laskimoista. Ainoat kasvutekijät, jotka stimuloivat imusuonten kasvua, löydettiin ja kloonattiin laboratoriossamme. VEGF-C ja VEGF-D. VEGF-C ja VEGF-D sitoutuvat molemmat VEGFR-2- ja VEGF-reseptori-3:een (VEGFR-3). Imukudos kehittyy myöhemmin kuin sydän- ja verisuonijärjestelmä. Kaikki imusuonet syntyvät angiogeneesin kautta. Ensimmäiset imusuonet versovat verenkiertojärjestelmän laskimo-osasta. Ainoa tunnettu kasvutekijä, joka stimuloi imusuonten kasvua, kloonattiin laboratoriossamme: VEGF-C. VEGF-C sitoutuu VEGF-reseptoriin 2 ja VEGF-reseptoriin 3 (VEGFR-3).