Лаборатория ангиогенеза

Лаборатория создана в 2006 году.

Основные направления научных  исследований

  • Молекулярно-клеточные механизмы ангиогенеза: роль ангиогенных факторов и системы протеаз (активаторов плазминогена и матриксных металлопротеаз),  мезенхимальных стволовых клеток,  межклеточных взаимодействий, в частности взаимодействий мезенхимальных стромальных клеток и эндотелиальных клеток в формировании сосудистой сети, роль воспаления в регуляции ангиогенных свойств МСК.
  • Изучение свойств и механизмов участия резидентных стволовых клеток сердца в репарации/регенерации миокарда после повреждения.
  • Разработка генно-терапевтических и клеточных подходов к стимуляции ангиогенеза и регенеративных процессов при ишемии миокарда и скелетных мышц.

Наиболее значимые результаты исследований

  • В Лаборатории молекулярной эндокринологии, из которой в 2006 году была выделена Лаборатория ангиогенеза, были установлены молекулярные механизмы участия урокиназы в регуляции миграции и пролиферации  клеток сосудов. Эти исследования были продолжены в Лаборатории ангиогенеза, что позволило установить механизмы влияния урокиназы на ангиогенез, в частности, через активацию ангиогенных факторов роста. Впервые установлено, что в ишемизированном миокарде и скелетных мышцах снижается эндогенная экспрессия урокиназы, что может способствовать уменьшению содержания активных факторов роста и  аккумуляции моноцитов/макрофагов. Была высказана гипотеза о том, что экзогенная экспрессия урокиназы будет стимулировать ангиогенез и уменьшать симптомы ишемии. Это позволило предложить и реализовать оригинальный метод терапевтического ангиогенеза путем введения  в ишемизированные скелетные мышцы и миокард экспериментальных животных  плазмидной конструкции, несущей ген урокиназы, что приводило к увеличению количества сосудов,  улучшало перфузию тканей кровью и уменьшало ишемическое повреждение тканей. Эффекты урокиназы были сопоставимы с эффектами основного стимулятора ангиогенеза – фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) – при этом  урокиназа не вызывала развития отеков, что характерно для генной терапии на основе VEGF.  Эти исследования позволили создать  два препарата для генной терапии ишемических заболеваний - Корвиан (плазмида с геном VEGF) и Юпикор (плазмида с геном урокиназы), которые переданы в клинику для проведения клинических исследований.
  • Изучены молекулярные механизмы совместного влияния на ангиогенез нескольких факторов роста. Установлено, что усиление ангиогенного эффекта при совместном воздействии HGF и VEGF обусловлено увеличением экспрессии и продукции эндотелиальными клетками проангиогенного хемокина IL-8 и увеличением фосфорилирования ERK-1/2.  Разработаны методы комбинированной генной терапии, основанной на использовании плазмид с генами нескольких факторов роста,  обладающих взаимодополняющими влияниями на процессы роста сосудов (HGF+VEGF; HGF+ANGPT-1; VEGF+ ANGPT-1). На моделях ишемии задней конечности у мышей и инфаркта миокарда показана эффективность комбинаций генов в стимуляции ангиогенеза и регенеративных процессов в ишемизированных конечностях и миокарде, что является основой для создания комбинированных генных препаратов для лечения ишемических заболеваний.
  • Более 10-ти лет назад в лаборатории впервые в сотрудничестве с факультетом фундаментальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова и Центром сосудистой биологии и медицины Университета Индианы (США) начаты исследования ангиогенных свойств мезенхимных стволовых клеток жировой ткани (МСК ЖТ). Показано, что локальное введение МСК ЖТ стимулирует восстановление кровотока в ишемизированной конечности мыши,  улучшает функцию сердца  и уменьшает развитие постинфарктного ремоделирования левого желудочка у крысы. Установлено, что механизм ангиогенных эффектов МСК ЖТ обусловлен в значительной степени секрецией широкого спектра ангиогенных и антиапоптотических факторов, а также прямыми контактными взаимодействиями между МСК и клетками эндотелия. Впервые показана важная роль урокиназы и ее рецептора в формировании сосудистой сети при взаимодействии МСК и эндотелиальных клеток.   Установлена роль провоспалительных факторов в регуляции ангиогенных свойств МСК ЖТ.  Показано, что важнейший медиатор воспаления – TNF-alpha значительно повышает способность МСК ЖТ стимулировать ангиогенез  за счет повышения в них экспрессии ангиогенных факторов (VEGF, IL-8, MCP-1),  их адгезионных и хемотактических свойств.
  • Значительный прогресс достигнут лабораторией в разработке методов генетической модификации прогениторных клеток с целью повышения их регенеративных свойств. Разработана технология получения генетически модифицированных МСК ЖТ с помощью различных вирусных векторов (аденоассоциированного вирусного вектора,  бакуловирусного вектора), несущих гены ангиогенных факторов роста, таких как VEGF, HGF, SDF-1 и SCF. Полученные данные позволили начать разработку нового метода терапевтического ангиогенеза с помощью трансплантации модифицированных МСК, который показал высокую эффективность на моделях ишемии конечностей у животных и может иметь перспективы в области лечения заболеваний ишемической природы,  трофических язв, длительно незаживающих ран.
  • Еще одним направлением работы лаборатории является исследование роли резидентных прогениторных клеток сердца  (ПКС) в репарации/регенерации миокарда. Разработаны оригинальные методы их получения из ткани ушка правого предсердия и аневризмы левого желудочка, защищенные патентами. Разработаны  методы культивирования ПКС на бессывороточных средах  и на аутологичной сыворотке пациента, что важно для аутологичной трансплантации. Исследовано влияние факторов риска, возраста и пола пациентов на характеристики ПКС. На модели инфаркта миокарда продемонстрированы  регенеративные свойства ПКС. Исследуются механизмы регуляции функций ПКС, в частности, роль Notch-сигналинга. Установлено, что активация Notch-сигналинга в ПКС вызывает повышение экспрессии ангиогенных факторов и усиливает их способность стимулировать ангиогенез in vivo.  Разработан метод активации эндогенных  ПКС путем экзогенной плазмидной экспрессии в сердце после инфаркта факторов роста, регулирующих их функции (VEGF  и HGF).
  • Разработан метод получения тканеинженерных конструкций, состоящих из пластов клеток (cell sheets), позволяющий существенно повысить выживаемость клеток после трансплантации. На модели инфаркта миокарда продемонстрирована  эффективность данной технологии в стимуляции регенеративных процессов и васкуляризации миокарда после повреждения. Конструкции из клеточных пластов, состоящие из разных типов клеток (ПКС, МСК, клеток кардиосфер),  используются в качестве моделей «ниши» стволовых клеток для изучения регуляции их функции межклеточными взаимодействиями.

Руководитель – профессор Е.В. ПАРФЕНОВА