Oltre Lipidi: Capire la meccanica di aterosclerosi

Giugno 13, 2016 Admin Salute 0 1
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I risultati, che sono attualmente disponibili online sul sito della rivista, sono stati segnalati da un team di scienziati della University of California, San Diego, come parte di un continuo sforzo per capire come le forze meccaniche influenzano la salute delle cellule che rivestono le arterie.

La proteina cellulare in questione si chiama JNK, che è l'abbreviazione di c-jun N-terminale chinasi. La proteina è un barometro chiave di sollecitazioni esterne su una varietà di tipi cellulari. I ricercatori stanno esaminando il ruolo di JNK in molte malattie, perché regola l'espressione di geni coinvolti nella morte programmata delle cellule, il tumore genesi, e altre risposte da stress.




Aterosclerosi, la raccolta di depositi come il colesterolo lungo le pareti delle arterie, rappresenta quasi il 75 per cento dei decessi per malattie cardiovascolari. La maggior parte dei farmaci per il trattamento dell'aterosclerosi influenza i livelli di colesterolo e altri lipidi nel sangue, ma i ricercatori sospettano che UCSD comprensione del ruolo delle forze meccaniche che agiscono sulle cellule dei vasi sanguigni può aiutare a progettare migliori approcci al trattamento.

"Abbiamo conosciuto per decenni che le lesioni aterosclerotiche si sviluppano preferibilmente presso le filiali dei vasi piuttosto che lungo i vasi ramificati, ma noi non siamo stati in grado di identificare gli eventi biochimici che determinano la formazione delle lesioni", ha detto Shu Chien, direttore dell'Istituto Whitaker di Ingegneria Biomedica presso UCSD. "Ora abbiamo individuato una possibile pistola fumante: attivazione di JNK, che dipende dalla direzionalità del vaso sanguigno stretching."

Chien, ricercatore Shunichi Usami, e borsista post-dottorato Roland Kaunas, ora un assistente professore di ingegneria biomedica presso la Texas A & M University, isolate le cellule endoteliali della aorta bovina e li crescevano in fiasche di coltura. Hanno seminato le cellule su membrane in gomma siliconica che erano stati rivestiti con una proteina che ha permesso alle cellule di fissare il loro modo di fare a fondo il tessuto dei vasi sanguigni nel body.They poi allungato le celle il 10 per cento della loro lunghezza 60 volte al minuto per simulare la flessione ritmica di un'arteria in risposta battiti cardiaci.

Le cellule che sono stati allungati avanti e indietro lungo un asse esibito una risposta sana: il livello di JNK rosa e rapidamente ritornati ai livelli basali come le cellule prodotte anche fibre di actina intracellulari che sono stati allineati perpendicolarmente all'asse di allungamento. Tuttavia, quando i ricercatori hanno allungato simultaneamente cellule in due direzioni, hanno notato una risposta malsana: fibre di actina orientate in modo casuale e le concentrazioni JNK è salito a livelli più alti e rimangono elevati.

"Stiamo continuamente sorpreso di quanto velocemente queste cellule possono riorientare queste fibre di stress quando si cambia la direzione del tratto", ha detto Chien. "Allo stesso tempo, il citoscheletro actina di cellule endoteliali è in qualche modo un ruolo chiave nella attivare e disattivare JNK."

La geometria tubolare della parte diritta di arterie assicura che l'aumento ciclico e caduta della pressione sanguigna in tratto monoassiale delle arterie. Tuttavia, la più complessa geometria dei rami dell'arteria promuove un malsano stiramento del vaso sanguigno lungo più assi.

Una seconda forza meccanica, la cosiddetta forza di taglio del sangue che scorre attraverso i vasi, influenza anche l'orientamento delle fibre di stress in cellule endoteliali. Un flusso laminare di sangue richiede fibre di stress per orientare in senso sano, mentre il sangue scorre disturbati e bassi causati fibre di stress per formare in un malsano, orientamento casuale. Il gruppo di Chien sta ora lavorando per capire come sia stretching e le forze di taglio influenzare attivazione JNK.

"Abbiamo ancora bisogno di limitare la quantità di colesterolo nella nostra dieta, in particolare la lipoproteina a bassa densità, o colesterolo cattivo", ha detto Chien. "Ma la nostra nuova comprensione di come le forze meccaniche influenzare JNK alla fine aiuterà a comprendere meglio il meccanismo alla base della localizzazione focale delle lesioni aterosclerotiche e di design migliori approcci per il trattamento di questa importante stato di malattia."

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