Periciti, le cellule contrattili capillari circostanti, possono utilizzare le forze meccaniche per avviare l'angiogenesi, la "germinazione" di nuovi vasi sanguigni, secondo i ricercatori della Tufts University School of Medicine (TUSM) e il Massachusetts Institute of Technology (MIT). Lo studio, pubblicato nel Journal of Physics: Condensed Matter, è tra i primi ad esaminare segnalazione meccanica da periciti come potenziale pilota di angiogenesi, che è cruciale nella progressione del cancro, retinopatia diabetica e la degenerazione maculare senile.

In precedenza, gli scienziati si sono concentrati sui segnali chimici che avviano l'angiogenesi e hanno sviluppato farmaci per alterare questi segnali. Ora, sembra che i segnali meccanici da periciti possono anche svolgere un ruolo nella regolazione della germinazione di nuovi vasi sanguigni.

"Se troviamo che segnalazione meccanica, come la forza esercitata da periciti, avvia angiogenesi, possiamo esplorare modi di interferire con questi segnali. In questo studio in vitro, abbiamo trovato che periciti generati contrazioni che hanno alterato fisicamente l'ambiente microvascolare. Nel corpo, tali contrazioni locali potrebbero servire come avvio del procedimento, i segnali meccanici che influenzano l'angiogenesi ", ha detto il co-autore anziano Ira Herman, PhD, professore di fisiologia presso TUSM.

"A seconda delle circostanze, l'angiogenesi può sia promuovere la salute o promuovere la malattia", ha continuato. "È necessario Angiogenesi per lo sviluppo precoce e la guarigione delle ferite, ma può anche nutrire i tumori cancerosi o causare complicazioni vascolari negli occhi. I nostri obiettivi sono finalizzati a farmaci in via di sviluppo che potrebbe migliorare la guarigione delle ferite angiogenesi impedendo l'angiogenesi dannoso che porta alla crescita tumorale o perdita della vista. "

Herman e membri del team della Tufts uniti scienziati dei materiali e ingegneri al MIT in questo sforzo interdisciplinare.

"Questa collaborazione ci ha permesso di quantificare il ruolo che la meccanica gioca nell'angiogenesi a livello cellulare. Abbiamo ripreso direttamente e quantificato la contrazione di questi periciti esercitate a ruga la membrana sottostante e ha esaminato come specifici farmaci amplificati e mitigato questa forza contrattile. Queste misure hanno permesso per stimare la quantità di periciti contratti e irrigiditi dell'ambiente microvascolare, l'invio di segnali meccanici a cellule vicine ", ha detto il co-autore senior Krystyn J. Van Vliet, PhD, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria al MIT.

I ricercatori hanno isolato periciti, utilizzando criteri di Herman ha contribuito a sviluppare, e applicati a una membrana di silicone. Con un microscopio a forza atomica, ricercatori MIT misurato la rigidità dei periciti contraenti e la conseguente grado di arricciando i periciti causati nella membrana. Periciti generati contrazioni che hanno causato sottostante membrane di accorciare in media del 38 per cento.

I primi autori dello studio sono Sunyoung Lee, PhD, e Adam Zeiger, dottoranda, entrambi membri del laboratorio per chemomechanics materiali nel dipartimento di scienza dei materiali e ingegneria al MIT. Ulteriori autori sono John Maloney, un dottorando e membro del laboratorio di Van Vliet per chemomechanics materiali del dipartimento di scienza dei materiali e ingegneria presso il MIT, e Maciej Kotecki, MD, PhD, un socio di ricerca nel laboratorio di Herman nel dipartimento di fisiologia presso TUSM .

Krystyn Van Vliet è anche professore associato presso il dipartimento di ingegneria biologica al MIT. Ira Herman è anche un membro della facoltà nella cella, biologia molecolare e dello sviluppo e nella cella e programma di fisiologia molecolare presso la Scuola Sackler di Laurea Scienze Biomediche presso la Tufts.

Questo studio è stato in parte finanziato da una National Science Foundation CARRIERA Award, il National Science Foundation (Van Vliet), e il National Eye Institute, parte del National Institutes of Health (Herman).