Ledtråd om hur blodsystemet kopplas rätt
En ny mekanism som reglerar hur blodkärl växer och kopplas ihop med varandra har upptäckts av ett internationellt forskarlag från Karolinska Institutet och Heinrich Heine University Düsseldorf, Tyskland. Kunskapen kan öppna upp nya möjligheter för framtida cancerbehandlingar. Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften PNAS.
Om alla blodkärl i människokroppen skulle sträckas ut skulle de räcka mer än två varv runt jorden. Det komplicerade blodsystemet förser varje cell i kroppen med näring och under den embryonala utvecklingen är det av avgörande betydelse att nya blodkärl utvecklas på rätt sätt.
I den aktuella studien har forskarna för första gången visat att enzymet glutaredoxin 2 spelar en viktig roll under utvecklingen av det kardiovaskulära systemet. Glutaredoxin 2 tillhör en enzymfamilj som förmedlar signaler inne i celler. I tidigare studier har samma forskare visat att glutaredoxin 2 är viktigt för nervcellers överlevnad under hjärnans embryonala utveckling.
Genetiskt modifierade
För att minska användningen av möss i försöken, utförde forskarna de flesta experiment i zebrafiskar. Fiskarna var genetiskt modifierade så att blodsystemet lyste med en fluorescerande grön färg. Eftersom de unga zebrafiskarna är genomskinliga kunde forskarna följa tillväxten av de fluorescerande blodkärlen direkt i mikroskopet.
När nivåerna av glutaredoxiner minskades växte blodkärlen slumpmässigt utan att bilda ett normalt blodsystem. Det visade sig att glutaredoxin 2 kontrollerar en molekylär strömbrytare i ett annat protein, sirtuin 1, och att denna enkla kemiska modifiering på en enskild aminosyra är kritisk för att blodsystemet ska kunna utvecklas normalt.
Stimulera angiogenes
Den här kunskapen är inte enbart viktig för den generella förståelsen för hur vårt blodsystem utvecklas. Tillväxt av nya blodkärl, en process som kallas angiogenes, spelar också en viktig roll i många sjukdomar, bland annat cancer. Förmågan att stimulera angiogenes är ett kännetecken hos cancer, eftersom tumörer är beroende av kärlbildning för att kunna växa och metastasera.
– Förståelsen för hur blodkärl utvecklas och hur den här processen kan påverkas kan leda till nya sätt att bekämpa cancer i fortsättningen, säger försteförfattaren Lars Bräutigam, vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik vid Karolinska Institutet och knuten till Science for Life Laboratory (SciLifeLab) i Stockholm.
Arbetet har till största delen utförts vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik och institutionen för tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet samt vid Heinrich Heine University Düsseldorf, Tyskland. Forskningsledare har varit Carsten Berndt. Även forskare vid Linköpings universitet har deltagit i arbetet. Studien har finansierats med anslag från Karolinska Institutet, medicinska fakulteten vid Heinrich Heine University, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Cancerfonden och Vetenskapsrådet.
Publikation
Glutaredoxin regulates vascular development by reversible glutathionylation of sirtuin 1.
Bräutigam L, Jensen L, Poschmann G, Nyström S, Bannenberg S, Dreij K, et al
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013 Dec;110(50):20057-62