Angiogenesis
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Angiogenesis as PDF for free.
More details
- Words: 4,108
- Pages: 11
19/12/04 – Vasculogenesisתהליך יצירת כלי דם חדשים לחלוטין בעובר .בעובר אדם ביום ה 15-רואים מערכת כלי דם פרימיטיבית אבל מתפקדת ,כולל לב פועל .בשלב הזה כלי דם לא נוצרים מתאי אנדותל ,אלא מתאי מוצא.
Angiogenesis שם כללי שמתאר את היצירה של כלי דם חדשים מכלי דם קיימים. מנקודה מסוימת בהתפתחות העוברים ולאורך כל חיי הפרט הבוגר ,כל כלי דם חדש נוצר מכלי דם קיים (מתרחשת הנצה מתוך כלי דם קיים של כלי דם חדשים). תהליך של יצירת כלי דם חדשים נתון לבקרה מאוד מחמירה בכמה רמות .למעשה תהליך זה לא אמור להתקיים ללא סיבה טובה. תאי אנדותל – תאים שמרכיבים את כלי הדם. קפילרה – נים דם (כלי דם הקטן ביותר) .חילוף החומרים ודיפוזיה מתרחש בתוך הקפילרות ובכלים הגדולים הדם זורם ממקום למקום בלבד. :Closed Circulatory System בעלי חיים בעלי מערכת דם פתוחה הם למשל חרקים .יש להם מעין צינורות דם וחללים בהם הדם נמצא .זה מאפשר חילוף חומרים בין תאי הרקמות לבין נוזל הדם על ידי דיפוזיה .אך זו לא מערכת זורמת. מערכת דם סגורה (לסירקולציה) מאפשרת: .1הגדלה מאוד מסיבית של אורגניזמים. .2מעבר מבעלי דם קר לבעלי דם חם (השמירה על טמפ' של הגוף מתבצע דרך מערכת הדם). .3הופעה של המערכת האנדוקרינית .ההובלה והפיזור של ההורמונים בתאים שונים בגוף .כך ניתן להפריש הורמון דרך בלוטת הפרשה באיזור אחד בגוף ובעזרת הזרימה הוא יגיעה לכל אחד מהתאים שאליהם הוא אמור להגיע. .4המערכת משמשת כנישא למערכת החיסון .לכל התאים מסוג Tומסוג .Bהיציאה והמעבר בין תאי הדם ללימפה וכו'. .5הפונ' העיקרית :הובלה של מגוון חומרים מעבר למערכת האנדוקרינית .בין השאר חמצן ,סוכר ,חומצות אמינו .כל מה שנספג במערכת העיקול ומועבר לסירקולציה לצורך הפצה בכלל הגוף. ?Is it Enough המרכיבים שמנינו עד היום להופעה של סרטן :הופעה של אונקוגנים ,שינויים ביציבות של כרומוזומים ,הופעה של מוטציות מסוגים שונים שגורמות לחוסר הענות לסיגנלים חיצוניים, לחלוקה ,לאימורטיליות וכו' .האם כל הפרמטרים הללו מספיקים מבחינה פיזיולוגית להופעה של הגידול הסרטני בתאים מהצורה שמתפתח ,משנה את המופעים הגנטיים שלו ,מסוגל ליצור גרורות בהמשך וכו'. במהלך מחקר על סרטן התברר שכל אלה הם תנאים הכרחיים ,אך לא מספיקים .את הגידולים הסרטניים מלווה תהליך של יצירת כלי דם ייעודיים עבור הגידול הסרטני .כלי דם אלה מספקים חמצן וכל שאר המרכיבים שזורמים בדם לתוך תאי הגידול .למעשה אם נמנע מגידול סרטני את
היכולת שלו ,למשוך יצירה של כלי דם לתוכו ,נגביל באופן משמעותי את יכולת הגדילה שלו ואת יכולת הפיזור ויצירת הגרורות בגוף של בעל חיים. המרחק שכל תא בגוף יכול להיות מכלי דם קיים ,מאוד מוגדר .מרחק זה יכול להיות מילימטר או שניים .הוא נובע מהגבלות של קצב הדיפוזיה בתאים. הגידול הסרטני הראשוני ,לפני צמיחת כלי דם לתוכו יכול להיות בגודל של מילימטר או שניים בשלישית .כלומר לא יותר מהמרחק המינימאלי הדרוש מכלי הדם הקרוב ביותר .במידה והגידול עובר את הגודל המינימאלי ,נצפה לראות כלי דם חדשים שחוצים את הגידול. כתוצאה מכך שהגידול זקוק לכלי דם חדשים על מנת להתפתח ,גודלו תלוי ביכולת שלו לעורר צמיחה של כלי דם אלו. לנקודה בה לתאים הסרטניים יש את היכולת לשחרר פקטורים וליצור השראה ליצירה של כלי דם חדשים קוראים .Angiogenic switchהשינוי שמאפשר לעבור ממצב של גידול המוגבל בגודל לגידול שאינו מוגבל על ידי הסביבה בכושר החלוקה שלו. מצבים בהם מתקיים התהליך האנגיוגני : שקף.Physiological and Pathological Angiogenesis : .1תהליך פיזיולוגי – התהליך התקין (הטבעי). .1תהליך תיקון הפצע .כאשר הרקמה נחתכת ,כל התאים באיזור החתך לא מקבלים חמצן כי כלי הדם נפצעו .על מנת לרפא את הפצע : התאים בשוליים של החתך מתחלקים על מנת לסגור את הרקמהשנפצע. הקפילרות שנחתכו נסתמות ועוברות תהליך של פירוק וספיגה.במקומם קיימת יצירה של נימים חדשים וחיבור של רשת כלי הדם חזרה. .2במערכת המין הנקבית -כל מחזור ביוץ חדש מלווה בתהליך אנגיוגני ב: בזמן יצירה של ביצית ,הבשלה שלה ,יצירה של תאיםמסביב לביצית שמהווים את בית הגידול שלה. במהלך הביוץ .קיימת חריגה של ביצית ויצירה שלהגוף שנקרא – corpus luteumגופיף צהוב שתפקידו להפריש הורמונים ולתמוך בקיום של הביצית ובקיום של עובר עד לשלב של ההשרה ברחם. ברירית רחם שגדלה וצמחה לקראת השרשה שלעובר. .3באנשים בשלבי גדילה והוספת מסאת גוף ,קיימת צמיחה של נימי דם כחלק מאותו גידול. .2תהליך פתולוגי .מתחלק לשתי קטגוריות: .1עודף של יצירה של כלי דם: במצבים של סרטן.עיוורון שהוא על רקע הרשתית בכלי דם (מאוד נפוץבחולי סכרת בגילאים מאוחרים) .הרשתית מסתירה בצורה פיזית את האור. - Psoriasisדלקות של פרקים..2חוסר ביצירה של כלי דם: פגים שנולדים מאוד קטנים ונכנסיםלאינקובאטורים .יצירה של כלי דם בראש ובראשונה מווסתת על ידי רמות של חמצן .באינקובאטורים, כיוון שהראות של פגים לא מפותחות ,אחוז החמצן באוויר מאוד גבוה .כתוצאה מכך קיים דיכוי בהתפתחות של הרשתית .כתוצאה מכך קיים אחוז גדול יותר של עיוורות בפגים מאשר בילדים רגילים.
במחלות לב קיימת היצרות של העורקים והופעה שלמעקפים טבעיים. הערה: לכלבים אין התקפי לב ,כיוון שיש להם יכולת טבעית ליצר מעקף טבעי. במצבים של חוסר פריון.אנחנו נתמקד במצבים של עודף ביצירה של כלי דם. בקרה על יצירה של כלי דם (:)angiogenesis is severely regulated ניתן לראות את הבקרה המחמירה על התהליך בשתי רמות: .1קיימת יצירה בגוף של חומרים המעקבים יצירה של .angiogenesisהם נמצאים בגוף כל הזמן. .2אם בודקים את קצב החילוף של תאי אנדותל שמרכיבים את נימי הדם ,רואים שכל התהליך מבוקר בצורה צמודה ,כיוון שהקצב מאוד איטי .זמן מחצית החיים של תא בתוך כלי דם (כלשהו) הוא בערך 3שנים. :The Angiogenic Process בשלב ראשון :מתקבל איזשהו סיגנל .סיגנל זה מסמן לתאי אנדותל של מערכת הקפילרות ,כי קיים צורך ביצירה של כלי דם חדש. בשלב שני :כתגובה לסיגנל קיימת הרחקה מכלי דם קיים ,תאים שנקראים .Pericytes – Pericytesבכל כלי הדם שלנו ,למעט חלק מהקפילרות במוח ,מסביב לתאי אנדותל שבונים את כלי הדם ,יש תאים תומכים ,שמחזיקים את המבנה הצינורי של כלי הדם הקיימים. Pericytesמתרחקים מאיזור מסוים בכלי הדם .איזור זה יהווה את נקודת ההנצה של כלי הדם החדש .חזרה שלהם תסמן את ההשלמה של יצירת כלי דם החדש וההתחברות שלו לכלי דם קיים לצורך סגירת הרשת. בשלב שלישי: מתרחשת נדידה וחלוקה של תאי אנדותל לאיזור ממנו התרחקו ,pericytesעל מנתלספק מספיק תאים ליצירה של כלי דם חדש. במקביל מכינים מקום בין התאים של הרקמה הקיימת לכלי הדם החדש שיווצר.תהליך זה נשלט על ידי אנזימים בעלי יכולת עיקול ,אשר יכולים לפרק את הקשרים בין התאים. יחד עם זאת מתבצעת בקרה על אותם האנזימים מעקלים על ידי אנזימים מעקבים,על מנת למנוע פירוק חסר הבחנה של הרקמה. בעצם במקום בו מתרחש תהליך אנגיוגני קיים שילוב בביטוי של גנים .מצד אחד קיים ביטוי של אנזימים ששייכים לקבוצה שנקראת metalloproteases. (proteasesשמשתמשים ב- cofactorשל יוני ברזל לצורך פעילות שלו) .מצד שני קיים ביטוי של מעקבים לאותם .metalloproteasesדוגמא למעקב כזה הוא קבוצה של חלבוני TIM (tissue inhibitor .)metalloproteases תאי אנדותל שעברו נדידה וחלוקה מתארגנים למבנים צינוריים ,מתרחשת השלמה שלהמבנה הקפילרי ליצירה של כלי דם. בשלב האחרון :תהיה סגירה של הקפילרה לתוך המערכת הקיימת וחזרה של .pericytes •ברקמה סרטנית הסיגנל הראשוני שמפעיל את כל המערכת מיוצר ברמה מאוד גבוה.
:The Angiogenic Process: Effectors בכלי דם קיימת תכונה שנקראה ליקיות – מה קצב מעבר החומרים בין הדם שזורם בו לבין הרקמה החיצונית. מצד אחד קיימים כלי דם בהם קצב הדיפוזיה וקצב מעבר החומרים איטי יותר .כלי דם אלה נקראים סגורים .תאי אנדותל בהם יושבים מאוד צפוף אחד לשני .דוגמא לכלי דם אלו הם כלי הדם המקשרים בין מערכת הדם של הגוף לבין מערכת העצבים המרכזית .במוח קיים מחסום על כלי הדם שלו ,כאשר מדובר בעצם בכלי דם שהאינטרקציה בין תאי האנדותל בהם מאוד הדוקה, כך שלא כל מה שיש בזרם הדם בגוף רואים גם תאי המוח .למשל לא נמצא תאים של מערכת החיסון בתוך מערכת העצבים המרכזית ,כי הם לא יכולים לעבור את הנימים שמרשתים את המערכת העצבים. מצד שני קיימים קפילרות שבהם מעבר של חומרים מאוד גמיש – יש מרווח מאוד גדול בין התאים ,כך שקיימת דיפוזיה של חומרים מאוד מסיבית. בכלי דם של גידול סרטני מאוד נפוצה התופעה השנייה .קיימים בהם כלי דם נוזלים ,כך שקיים מעבר חומרים מאוד מסיבי .בדרך כלל התאים ה pericyte-שמקיפים את קפילרות הדם ושומרים על המבנה שלהם ,לא קיימים בקפילרות שנמצאות בתוך גידול. :Angiogenic Factors תהליך אנגיוגני מאוד מבוקר כל עוד לא מתרחש בגוף סרטן .קיימות מגבלות מאוד ברורות לתהליך. מה שעוזר לקיים את המגבלות האלה זה באלנס בין חומרים מעקבים ,אשר באופן טבעי נמצאים ברקמות ברמה גבוהה ומעקבים את התהליך לבין חומרים אקטיבטורים ,שנוכחותם ברקמה מהווה סיגנל להתחלה של התהליך האנגיוגני. :Angiogenesis Model Systems לצורך חקירה של תהליך אנגיוגני נוצרו מספר מערכות מודל שמחכות את המודל האנגיוגני .הם מתחלקות לשתי קטגוריות: .1מערכות – in-vitroמערכת בתרבית תאים שניתן בעזרתה לבדוק את הצלחת יצירת תהליך אנגיוגני ,למשל עבור חומר ספציפי (רוצים לדעת האם הוא אקטיבטור או מעקב של התהליך). שתי מערכות מאוד דומות מבחינת הקונספט ,שאומרות :לתאי אנדותל יש את היכולת להתארגן בצורה של קפילרה .כאשר נגדל אותם לתרבית תלת מימדית (בתוך ג'לי של קולגאן או איזשהו מטריקס) ,אם החומר שנוסיף יהיה חומר מסוג של אקטיבטורים אזי הוא יגרום לצמיחה של נימים דמויי קפילרות לכיוון האיזור בו נמצא החומר. כמובן שלא תהיה זרימה של דם אבל ניתן יהיה לראות את התכונה של תאי אנדותל שהיא התארגנות לכלי דם גם בתוך התרבית(.דקות 24 – 20חלק .)2 .2מערכת – in-vivoבתוך הגוף החיי ,אבל במקומות שהם יחסית קלים לגישה ובהם ניתן לדעת בוודאות שנוצר כלי דם חדש. בשני המודלים לקחו רקמות בעלות יכולת יצירת כלי דם ,אך היצירה באופן טבעי היא מועטה. מודל ראשון משתמש בגלגל העין – .corneaגלגל העין לבנה ,ללא כלי דם נראים .ברגע שהעין מקבלת זיהום קטן רואים את ההופעה של הנימים .לכן ניתן לקחת גלגל עין של בעל חיים ,לשים שתל קטן על הגלגל עם חומר החשוד כאקטיבטור לאנגיוגינזה ולבדוק הופעה של רשתי דם. מודל שני משתמש בעובר תרנגולת – ( CAM Assayהממבראנה שמקיפה את השלייה שבתוכה העובר נמצא) .שמים שתל אם איזשהו חומר באיזור של ממבראנה אליו בדרך
כלל לא צומחים כלי דם .בודקים האם במקום הזה נוצרים כלי דם חדשים ,כתוצאה מהוספת החומר החשוד כפרו-אנגיוגני. בעזרת סוגי ניסויים אלו ניסו לעשות איזשהו מיפוי של האקטיבטורים .גילו שאחוז מאוד גבוהה מהפקטורים שמסוגלים לגרום לחלוקה של תאים יוצרים במבחנים האלה תגובה של תהליך אנגיוגני( .במיוחד במבחני ה corney-וה .)CAM-לא כל החומרים שהתגלו בניסויים הללו ,באמת משתתפים בתהליך האנגיוגני הטבעי או הפתולוגי שמתרחש בגוף החיי. לכן עברו משיטות המחקריות לבדיקה של תהליכים פיזיולוגיים בגוף החיי ,בהם מתרחשת אנגיוגנזה באופן טבעי (או במערכת המין הנקבית או במהלך תיקון פצע או במהלך יצירה של כלי דם בגידול סרטני) .במערכות אלו חיפשו את החומרים שהקיום שלהם נמצא בקורולציה עם התהליך האנגיוגני. :The Angiogenic Signal במספר מערכות מסוג זה ,בדקו את .VEGFגילו שהוא אקטיבטור של התהליך האנגיוגני. – VEGFפקטור גידול לתאי אנדותל וסקולאריים בלבד .זהו גן שמסוגל ליצור אפקט של ( proliferationהתרבות מהירה) אך ורק בתאי אנדותל .כלומר כאשר אנחנו שמים חלבון VEGF בתרבית של תאי אנדותל ,מקבלים אפקט של חלוקת התאים .כאשר אנחנו שמים את VEGFעל תרבית תאי פיברובפלסטים או תאי אפיתל אנחנו לא מקבלים שום אפקט. (כל החומרים שבאותה תקופה הסתכלו עליהם FGF, PDGF :וכו' ,אלא כולם פקטורי גידול שמשפיעים על תווך גדול מאוד של תאים). שורה של מחקרים שנעשו פחות או יותר באותה תקופה הראו שיש כמה סיגנלים פיזיולוגיים שמסוגלים לעורר תהליך אנגיוגני: .1אקטיבציה הורמונאלית .בכל מערכת המין הנקבית הפעלה של תהליך האנגיוגני תלויה בהפרשה של הורמונים מסוימים על ידי תאים מסוימים .למשל הגן של VEGF מגיב ברמת השעתוק לרמת הסטרואידים. .2בהקשר של טיפול פצע ותהליכים סרטניים התברר שהגן VEGFנתון לבקרה על ידי שני סוגים של סיגנלים: .aמצבים של היפוקסיה .אי הספקת דם לאיזור מסוים גורמת לחוסר חמצן .כשריכוז החמצן יורד מתחת לסף מסוים יש הגברה בביטוי של הגן ,הן ברמת השעתוק והן ברמת יציבות ה.mRNA- .bמצב של רמה נמוכה של סוכר (כתוצאה מאי אספקת דם לאיזור). מבחינה פיזיולוגית כיסינו את כל המצבים של אנגיוגנזה פעילה שאנחנו מכירים בתוך גוף חיי.
20/12/04 שתי מערכות בהם רואים תפקיד של VEGFבמצבים טבעיים של תהליך אנגיוגני שהוא תלוי ביטוי של הורמונים: בשקף של The Angiogenic Signalרואים תוצאות של היברדיזציה in-situלגן -VEGFשימוש בגלאי לצורך זיהוי של מולקולות mRNAעל גבי חתכים של רקמה .זה מאפשר לראות באיזה קבוצת תאים בדיוק בא לידי ביטוי גן. בהרבה מקרים כאשר משווים תוצאות של in-situותוצאות של Northernמתגלה שוני. למשל כאשר לוקחים תאי שחלה במצב של קונטרול ולאחר אינדוקציה הורמונאלית כלשהי ובודקים רמה של גן מסוים ,מקבלים את אותה התמונה בדיוק .הרבה פעמים כאשר בודקים את אותו המצב ב in-situ-אכן רואים את אותה רמה בביטוי הגן אבל לא באותה אוכלוסיית תאים. התוצאות שמראה השקף: .1הרקמה היא שחלות בשלב שבו הביצית רק מתחילה להתפתח. .2בשלב שבו יש תאי קומולוס שתומכים בביצית המתפתחת לקראת הביוץ. .3בשלב של אחרי ביוץ ,היצירה של הגופיף הצהוב. .4הגופיף הצהוב עצמו בשלב שהוא מייצר הורמונים. נסיונות אלה נתנו תמונה ברורה לכך ש VEGFהוא גן שמתבטא בתאים שמבטאים הורמונים סטרואידים (תאים סטראודוגניים). השלב שבו התאים תומכים בהתפתחות של ביצית ושלב של היצירה של הגופיף הצהוב מלווים בגלים של תהליך אנגיוגני כדי להזין את הרקמה המתפתחת. - Empbyo Implantation Siteאתר השרשה של עובר: כל התמונות לקוחות מחתכים בחולדה. בשקף רואים תמונה שמתארת אתר השרשה ,תאי השלייה ,האיזור שבו העובר נמצא ,כלי דם שמזינים את העובר הנוצר ואת התאים שמסביב שמהווים רקמה תומכת. בתור הראשון מימין רואים מרקר של .VEGF בתור האמצעי רואים מרקר של קישור חלבון VEGFלרקמה ,כאשר הוא מסומן רדיואקטיבית. בתור השמאלי רואים מרקר לחלבון שיחודי לתאי אנדותל ,כלומר אם מגיבים את הגלאי אם תאים ברקמה כלשהי נקבל צביעה של כלי דם. בתאים שמבטאים VEGFנצפה לראות רצפטור לפקטור זה .כלומר אם ניסיונות קישור של חלבון מסומן לרקמה מסומנת ,נצפה לראות ברקמה את אותם תאים שאליהם VEGFמסוגל להיקשר ובהתאם להגיב. כאשר משוואים את התמונות מהתור השמאלי ומהתור האמצעי ביחס למקום הקישור של ,VEGFמקבלים פחות או יותר את אותה התמונה .בעצם מסתכלים על כלי דם בתהליך פעיל של יצירה והתהוות .רואים ש VEGF-מסוגל להיקשר לרצפטור שיושב על תאי אנדותל שמרכיבים את כלי הדם ולעורר פעילות .בנוסף רואים שגם התאים שמקיפים את העובר מבטאים .VEGF בעצם חושבים שבתהליך ההשרשה של עוברים ברחם ,כאשר העובר עדיין מאוד קטן ולא ממוין, כאשר יש מסביבו תאים שמהווים את המסגרת של שק העובר ,התאים התומכים בעובר מבטאים את הגן ,VEGFכתוצאה מכך יש התחלה של תהליך האנגיוגנזה .תהליך זה יוצור את כל מערך כלי הדם שמאוחר יותר ישתתף ביצירה השלייה ובהזנת העובר.
:Tumor Angiogenesis כפי שאמרנו מה שמגביל את יכולת הגדילה וההתפשטות של גידולים ,זה המרחק שלהם מכלי דם .כל עוד הגידול לא רכש לעצמו את היכולת לעודד תהליך אנגיוגני וכניסה של כלי דם לתוכו, הוא מוגבל בגודלו לסדרי גודל של מילימטר או שניים בשלישית. במהלך המחקר על אנגיוגינזה הגדירו מושג של – angiogenic switchנקודה ממנה הגידול מסוגל לבטא פקטור שמתחיל את התהליך האנגיוגני .כתוצאה מכך יש לגידול את היכולת למשוך כלי דם לתוכו ,לקבל אספקת דם בלתי מוגבלת ולכן להמשיך להתחלק בקצב מסיבי. היכולת של תאים סרטניים לעורר את התהליך האנגיוגני נמצא בקורלציה ליכולתם ליצור גרורות .כלומר בדרך כלל בגידול בעל הרבה גרורות ,קיימת כמות גדולה של כלי דם בגידול הראשוני. במחקרים שחקרו את הקשר בין ה angiogenic switch-לבין התפתחות מואצת בגידול ,ראו שלכל הגידולים יש את היכולת לייצר פקטורים אנגיוגניים .שני פקטורים עיקריים שמיוצרים בכמות רבה בתאי גידול ,אשר מסוגלים ליצור סיטואציה של אקטיבציה של התהליך האנגיוגני היו VEGF :ו.)EGF (Fibroblast Growth factor - מה בגידול הראשוני משתנה על מנת לגרום לתא ליצור את הפקטורים האנגיוגניים? יכולת זו תלויה בריכוזים של חמצן ושל גלוקוז .המצב בתאים סרטניים שקודם ל switch-הוא הימצאות של מרכז היפקוסי בגידול .כלומר :התאים מתחילים להתחלק ,איזור מסוים בתוך הגידול הופך להיות היפקוסי (חסר להם חמצן) .הגן הראשון שמתעורר בתגובה למצב היפוקסי זה הוא .VEGF הערה: קיימים גידולים שנמצאים במצב הקטן והרדום במשך שנים .ה switch-שגורם להם להתחיל להתפתח יכול להיות עוד מוטציה נוספת שמשחררת את תאי הגידול מעוד איזשהי מגבלה נוספת ובעיקבות כך התאים מתחילים להתחלק ,חורגים מהגודל המותר מבחינת המחרק הדיפוזי .נוצר איזור היפוקסי בתוך תאי הגידול .כתוצאה מכך מתרחשת אקטיבציה של הגן אשר גורמת להשראה לגידול כלי דם. :)Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF מיתוגן של תאי אנדותל בלבד.יש לו תפקיד של –attractant chemoמסוגל לעודד תנועה תאים לאיזור בו הריכוזשלו גבוה. פקטור שעומד בכל המבחנים של יצירת תהליך אנגיוגני in-vivo :ו.in-vitro-חלבון מופרש ,כלומר חלבון שמכיל – signal peptideפאפטיד קצר שנמצא בקצה שלחלבון .בעזרת איזור זה חלבונים מועברים דרך ממברנה מחוץ לתא .מדובר בפפטיד שמור שמופיע באחוז גבוה מהחלבונים שמופרשים מהתא .זה מאפשר ליצר בשיטות של הנדסה גנטית חלבון מופרש (ניתן לקחת גנים של חלבונים ,למזג עם איזור בדנ"א שמקודד ל signal peptide-וכך ליצור חלבון שהתא יפריש מחוץ לממברנה) . גן יחיד ,כלומר שני אללים בלבד בתא.הוא עובר תהליך של .alternative splicingכתוצאה מכך תאים יכולים ליצר 5צורותאלטרנטיביות של חלבונים .לכל אחת מהצורות האלה יש תפקיד מעט שונה .חלקן מוכרות יותר וחלקן פחות .הצורה הדומיננטית במרבית התאים היא צורה של 165 חומצות אמינו .הצורות הקצרות הן הצורות המופרשות .חלק הצורות הארוכות יותר עוברות לוקליזציה בגרעין בתפקיד לא ידוע. בתאי אנדותל בלבד ניתן למצוא שני רצפטורים שקושרים את הצורות השונות של.VEGF
VEGFמעבר לפעילות העיקרית ,בתור מיתוגן של תאי אנדותל ,משתתף בהגברה שלנזילות של כלי דם .הבדל בין שתי פעילויות האלה בא לידי ביטוי באחוז שני הרצפטורים השונים על פני כלי הדם. :Human Glioblastoma איך נוכיח את התאוריה שאומרת כי גידולים סרטניים יפעילו תהליך של אנגיוגנזה כתלות בקיום תאים הסובלים מהיפוסיה בתוך הגידול? בשקף רואים חתכים משני איזורים של גידולי .glioblastomaגידול של תאי – gliaתת קבוצה של תאים במערכת העצבים המרכזית (נמצאים בעיקר במוח). מאפיין גידולי :glioblastoma קצב גידול מאוד מהיר.בחתכים של ביופסיות מאיזור הגידול רואים איזורים נקרוטיים – איזורים בהם תאיהגידול התפתחו בקצב כל כך מוגבר כך שבמרכז האיזור התאים נמצאו מאוד רחוק מכלי דם למרות שתהליך האנגיוגני קיים .כתוצאה מכך הם לא קיבלו שום אספקה של חמצן או גלוקוז ולכן עברו תהליך של נמק( )necrosisומתו .כך מקבלים רקמה מחוררת ,כאשר החורים הם האיזורים של נמק. התמונה העליונה בשני החתכים נעשה שימוש בגלאי של .VEGFבשתי התמונות התחתונות נעשה שימוש בגלאי – VWFאותו פקטור שמסמן באופן ספציפי תאי אנדותל ששייכים לרקמה של כלי דם. מתוך השקף רואים שביטוי של שני גנים אלה ( VEGFו )VWF-נמצא בצמידות אחד לשני .מה שצבוע בלבן הם תאי גידול שמבטאים את VEGFאו VWFוהאיזורים שמסומנים על ידי אות N (שחור) הם האיזורים של נמק. :C6 Spheroids Model – C6תאים של מערכת העצבים. מודל זה משתמש בספירואידים – כדורים של תאים .כאשר מגדלים תאים בתרבית שנתונה כל הזמן לתזוזה ,התאים לא יכולים להיקשר לדופן התרבית ואחד לשני .תאים רגילים במצב כזה ימותו ותאים סרטניים יצרו כדורים. במודל זה: כל התאים מאותו מקור גנטי .מוטציות בהם הם חלק מהתהוות הגידול.הצורה של ספירואיד מאפשרת חקירה קלה של התאים .ניתן לבדוק את קצב הדיפוזיהשל חמצן וסוכר באיזורים שונים של הכדור .אפשר להראות שבכדורים האלה המרכז הוא איזור היפוקסי .ככל הכדור גדל איזור זה הופך לנמק. כאשר בודקים במודל זה את הקשר בין פעילות של VEGFלמצב של חוסר חמצן ,רואים שבכל האיזורים שסובלים מהיפקוסיה הגן מתבטא .האיזורים שמספיק קרובים למדיום ולכן החמצן עובר אליהם בדיפוזיה בצורה טובה לא מבטאים את הגן. :Spheroids Tumor in Mouse כאשר משתילים כדורים כאלה בעכברים מתחת לעור ,ניתן לייצר סיטואציה של גידול סרטני אנגיוגני .כלומר כיוון שתאים אלה מראש מבטאים ,VEGFברגע ההשתלה יכולים מיד לעורר צמיחה של כלי דם לתוך הגידול (מראש לא היו כלי דם בתאים של הגידול כי אין בתרבית מערכת שיכולה ליצר כלי דם).
בשקף רואים את הספירואידים שהוזרקו לעברים .בתוך זמן קצר רואים כלי דם שמתחילים לצמוח לתוך הספירואיד ,כאשר התריגר לצמיחה הוא הביטוי של VEGFשמתרחש במרכז הספירואיד. השימוש בספירואידים כמודל לגידולים סרטניים אפשר לעקוב גם אחרי קצב היצירה והבקרות השונות על תהליך היצירה של כלי דם לתוך גידול .בנוסף מודל זה מאפשר לבדוק :האם אנחנו יכולים להתערב בתהליך של יצירת כלי דם בשלבים שבהם הגידול מתבסס. :VEGF Regulation במנגנון באמצעותו VEGFעובר אינדוקציה כתוצאה מהיפוקסיה תלוי בפקטור שנקרא .HIF פקטור שמסוגל להיקשר לאתרים ספציפיים בפרומוטור של VEGFולגרום לרמת שעתוק מוגברת. הפקטור הזה פועל גם על גנים נוספים שנתונים לבקרה על ידי היפוקסיה .אחד מהם הוא – erythropoietinהורמון שנוכחותו מגבירה את קצב החלוקה של תאי stem cellsויצירה של תאי דם האדומים. בנוסף לשעתוק מוגבר ,קיימת הגברה ביציבות של mRNAשל .VEGFב utr 3קיימים אתרים האחראים על היציבות של ה mRNA-במצבים של רמת חמצן נמוכה בתא. תרפיות שקשורות ל:VEGF- אחד הניסיונות הראשונים שנעשו על מנת להראות את הקשר בין תהליך אנגיוגני לתאים סרטניים ,היה וריאציות על הנושא של השתלת תאים שמסוגלים לעורר גידול סרטני מתחת לעור של עכברים ותיעוד של קצב צמיחת כלי הדם לתוך התאים. מודל אחד היה להשתיל ספירואידים מתחת לעור ולראות את כלי הדם נכנסים לתוך הגידול. מודל שני היה לקחת תאים סרטניים ולשים אותם בתוך קפסולה שמאפשרת מעבר בררני של חומרים מתוך הגידול לזרם הדם ולחלל הבין תאי של העכברים שבתוכם הם הושתלו .מצד אחד הקפסולה לא מאפשרת לתאים של מערכת החיסון של העכבר לחסל את תאי הגידול .מצד שני מודל זה מאפשר לעשות אנליזה כתלות בתכונות המעבר של הקפסולה לסוג/גודל החומרים שעוברים מתוך הקפסולה לעכבר וגורמים לתהליך האנגיוגני .כלומר בעיקבות השימוש בקפסולה נמנע מעבר של מולקולות הסיגנל לתהליך האנגיוגני (אם זה VEGFאו אולי מולקולות נוספות) מתוך הקפסולה לעכבר וכתוצאה מכך נחסם תהליך אנגיוגני .ניתן לשלוט בגודל החורים שמקיפים את תאי הגידול והתאם לבדוק האם מדובר בחלבון גדול או לא וכו'. תופעה מוכרת נוספת שנובעת מהמחקרים של השתלת גידולים בעכברים זו תופעה שבה גידול ראשוני מדכא התפתחות של גידולים משניים .תופעה זו מנוגדת לכל מה שידוע על יצירה של גרורות .ככל הנראה בגידולים שונים ובשלבים שונים של התפתחות הגידול קיימים מצבים שבהם הגידול הראשוני במקביל ליצירה של חומרים פרו-אנגיוגניים מעורר יצירה של חומרים מקבוצת סאטיניים -חומרים אנטי-אנגיוגניים .חומרים אלו מונעים יצירה של גידולים נוספים בגוף של החיה במקומות אחרים .לתופעה זו קוראים דומיננטיות של הגידול הראשוני .תופעה זו כנראה קיימת בשלבים של התבססות הראשונית של הגידול. האם כדאי לעצור תהליך אנגיוגני כתרפיה לסרטן? שקף?Targeting tumor vasculature is more effective : קודם כל מדובר בתהליך רחב טווח ,כלומר לא צריך להתאים תרופה לכל סוג שלגידול ,ניתן להשתמש בו למגוון גדול של גידולים סרטניים .בדרך כלל לכל גידול סרטני יש הרבה מאוד שינויים גנטיים .כדי ליצור תרופה לסרטן שפוגעת רק בתאים הסרטניים עצמם ,צריך למצוא תרופה לכל סוג של גידול סרטני .בנוסף צריך לקחת בחשבון שגידול סרטני משתנה לאורך זמן לעומת תאי אנדותל נורמאליים.
הדרך הפשוטה ביותר לפגוע בתא סרטני היא כאשר תאי גידול יוצאים דופן מבחינתזיהוי של מערכת החיסון (זיהוי של נוגדים ,זיהוי של חלבונים יחודיים). כלומר אם היה על גידול ביטוי של איזשהו מרקר ,חלבון יחודי לסרטן שמתבטא על פני שטח התא ,היה אפשר להשתמש בו כיעד להכוונה של תרופות .ניתן היה לכוון אנטיגן לתא זה ,כאשר הוא קושר איזשהו רעלן או איזוטופ רדיואקטיבי (כדי שרק תאים באותו איזור יפגעו). בתאי האנדותל חלבוני השטח יחסית ספציפיים .אפשר לעשות הכוונה לאיזורים בהם מתבססים גידולים דרך השימוש בריכוז הגבוה של תאי אנדותל באותם תאים. סיבה נוספת למקד את הטיפול בסרטן בתהליך האנגיוגני ,היא הקורלציה של התהליךויצירת גרורות. מניחים שתרפיה מסוג זה תהיה יעילה בשילוב של תרופות אנטי-סרטניות נוספות.סוגים של תרפיה אנגיוגנית: שקףAnti-angiogenic Pharmaceuticals : .1כל האפשרויות לחסום את ה – ligand-את הגורם שנקשר לתאי אנדותל וגורם להם לאקטיבציה של תהליך האנגיוגינזה .קיימים ניסיונות להפיק נוגדן אשר ספציפי כנגד .VEGF .2אנחנו יודעים שבגוף התהליך האנגיוגני נשלט ומבוקר בצורה מחמירה על ידי חומרים שהם אנטי-אנגיוגניים .ניתן להשתמש באותם מעקבים טבעיים של תהליך האנגיוגני במקרים של סרטן. .3כיוון שלתאי אנדותל יש מרקרים ייחודיים ,ניתן להשתמש בהם כדי לעקב את התחלקותם .פעולה זו אינה בעייתית (יחסית) לכלל הגוף כיוון שקצב החלוקה הטבעי של כלי הדם הקיימים מאוד איטי ולכן קבוצת תאי אנדותל היחידה שמתחלקת בצורה מסיבית ,זה אותם תאים שמשתתפים בתהליך האנגיוגני של יצירת רשת כלי דם בתוך הגידול. בעיות הנובעות מסוגי תרפיות אלו: .1אנחנו לא בטוחים שזיהינו את כל הפקטורים שהם פרו-אנגיוגניים .עיקר המאמץ מושקע ב ,VEGF-אבל מאוד סביר להניח שלגידולים שונים יש יכולת ליצר פקטורים נוספים (חוץ מ ,)VEGFאשר משתתפים בתהליך האנגיוגני .לכן כאשר משתמשים באופציה הראשונה ,צריכים לדעת מה הם הפקטורים האנגיוגניים ושניתן לחסות את כולם בטיפול. .2קיימת הנחת מוצא לכל תרפיה אנגיוגנית שאומרת שקפילרות של כלי דם בתאי גידול ובתאים נורמאליים הם אותם כלי דם .בפועל ידוע שזה לא לחלוטין נכון .כלומר לקפילרות בתוך גידול יש תכונות גנטיות ופיזיולוגיות שונות מעט מאשר לקפילרות במקומות אחרים בגוף .אחד מהשינויים הגדולים היא תכונת הנוזליות (ליקיות) - מעבר נוזלים ומרכיבים מתוך הדם פנימה והחוצה בגידולים ,לעומת רקמה נורמאלית. .3בעיה חמורה נוספת שמחייבת שימוש בתרפיה אנגיוגנית ותרפיה כנגד הגידול היא: נניח והצלחנו לחסום גידול של כלי דם לכיוון של הגידול ,עדיין המסה של הגידול הראשוני קיימת .אומנם הוא לא גודל מעבר לגודל המחייב את ,angiogenic switch אבל עדיין קיימים תאים בגוף שמבחינת המטען הגנטי שלהם נמצאים בדרגת ממאירות גבוה (מסוגלים לשלוח גרורות. :Angiogenesis and Tumor Dormancy בעכברים עקבו לאורך זמן אחרי גודל של גידולים ,כאשר במספר נקודות זמן הוסיפו לזרם הדם של אותם עכברים חומרים שמעקבים אנגיוגנזה .בדקו האם ניתן לראות נסיגה בגודל הגידול.
התוצאה :הגידולים הראשוניים הצטמקו בצורה מאוד משמעותית .כתוצאה מהתערבות נהרסו כל כלי הדם שנוצרו עד לרגע הנתון ויחד איתם מתו התאים שניזנו מהם .הבעיה היא שהתאים שנשארו הם פוטנציאל לגידול חדש. הרבה פעמים תוצאות שמושגות בעכברים הרבה יותר גדולות מאשר התוצאות שמושגות בבני אדם. :Angiogenesis Inhibitors and Metastasis בניסוי נוסף (מאותה משפחה) בדקו את האפקט של מעקבים לתהליך האנגיוגני על גרורות. תהליך הניסוי :הכניסו גידול ראשוני ,איפשרו לו ליצור גרורות ואחרי זה הוציאו אותו .במקביל הזריקו חומרים מעקבים לתהליך האנגיוגינזה. בדקו האם המעקבים ישפיעו על יצירת הגרורות בחיה ,כאשר המדד היה מספר הגרורות שיווצרו. תוצאות :לחומר המעקב היה אפקט מאוד משמעותי .בעכבר שקיבל את המעקבים כמות הגרורות היתה נמוכה בצורה משמעותית של בערך פי ,10ביחס לעכברים שלא קיבלו את המעקבים. בבני אדם טיפול זה אינו מספיק .אומנם הוא מוריד מכמות הגרורות הקיימות בגוף ,אך אינו מרפא לגמרי.
Angiogenesis שם כללי שמתאר את היצירה של כלי דם חדשים מכלי דם קיימים. מנקודה מסוימת בהתפתחות העוברים ולאורך כל חיי הפרט הבוגר ,כל כלי דם חדש נוצר מכלי דם קיים (מתרחשת הנצה מתוך כלי דם קיים של כלי דם חדשים). תהליך של יצירת כלי דם חדשים נתון לבקרה מאוד מחמירה בכמה רמות .למעשה תהליך זה לא אמור להתקיים ללא סיבה טובה. תאי אנדותל – תאים שמרכיבים את כלי הדם. קפילרה – נים דם (כלי דם הקטן ביותר) .חילוף החומרים ודיפוזיה מתרחש בתוך הקפילרות ובכלים הגדולים הדם זורם ממקום למקום בלבד. :Closed Circulatory System בעלי חיים בעלי מערכת דם פתוחה הם למשל חרקים .יש להם מעין צינורות דם וחללים בהם הדם נמצא .זה מאפשר חילוף חומרים בין תאי הרקמות לבין נוזל הדם על ידי דיפוזיה .אך זו לא מערכת זורמת. מערכת דם סגורה (לסירקולציה) מאפשרת: .1הגדלה מאוד מסיבית של אורגניזמים. .2מעבר מבעלי דם קר לבעלי דם חם (השמירה על טמפ' של הגוף מתבצע דרך מערכת הדם). .3הופעה של המערכת האנדוקרינית .ההובלה והפיזור של ההורמונים בתאים שונים בגוף .כך ניתן להפריש הורמון דרך בלוטת הפרשה באיזור אחד בגוף ובעזרת הזרימה הוא יגיעה לכל אחד מהתאים שאליהם הוא אמור להגיע. .4המערכת משמשת כנישא למערכת החיסון .לכל התאים מסוג Tומסוג .Bהיציאה והמעבר בין תאי הדם ללימפה וכו'. .5הפונ' העיקרית :הובלה של מגוון חומרים מעבר למערכת האנדוקרינית .בין השאר חמצן ,סוכר ,חומצות אמינו .כל מה שנספג במערכת העיקול ומועבר לסירקולציה לצורך הפצה בכלל הגוף. ?Is it Enough המרכיבים שמנינו עד היום להופעה של סרטן :הופעה של אונקוגנים ,שינויים ביציבות של כרומוזומים ,הופעה של מוטציות מסוגים שונים שגורמות לחוסר הענות לסיגנלים חיצוניים, לחלוקה ,לאימורטיליות וכו' .האם כל הפרמטרים הללו מספיקים מבחינה פיזיולוגית להופעה של הגידול הסרטני בתאים מהצורה שמתפתח ,משנה את המופעים הגנטיים שלו ,מסוגל ליצור גרורות בהמשך וכו'. במהלך מחקר על סרטן התברר שכל אלה הם תנאים הכרחיים ,אך לא מספיקים .את הגידולים הסרטניים מלווה תהליך של יצירת כלי דם ייעודיים עבור הגידול הסרטני .כלי דם אלה מספקים חמצן וכל שאר המרכיבים שזורמים בדם לתוך תאי הגידול .למעשה אם נמנע מגידול סרטני את
היכולת שלו ,למשוך יצירה של כלי דם לתוכו ,נגביל באופן משמעותי את יכולת הגדילה שלו ואת יכולת הפיזור ויצירת הגרורות בגוף של בעל חיים. המרחק שכל תא בגוף יכול להיות מכלי דם קיים ,מאוד מוגדר .מרחק זה יכול להיות מילימטר או שניים .הוא נובע מהגבלות של קצב הדיפוזיה בתאים. הגידול הסרטני הראשוני ,לפני צמיחת כלי דם לתוכו יכול להיות בגודל של מילימטר או שניים בשלישית .כלומר לא יותר מהמרחק המינימאלי הדרוש מכלי הדם הקרוב ביותר .במידה והגידול עובר את הגודל המינימאלי ,נצפה לראות כלי דם חדשים שחוצים את הגידול. כתוצאה מכך שהגידול זקוק לכלי דם חדשים על מנת להתפתח ,גודלו תלוי ביכולת שלו לעורר צמיחה של כלי דם אלו. לנקודה בה לתאים הסרטניים יש את היכולת לשחרר פקטורים וליצור השראה ליצירה של כלי דם חדשים קוראים .Angiogenic switchהשינוי שמאפשר לעבור ממצב של גידול המוגבל בגודל לגידול שאינו מוגבל על ידי הסביבה בכושר החלוקה שלו. מצבים בהם מתקיים התהליך האנגיוגני : שקף.Physiological and Pathological Angiogenesis : .1תהליך פיזיולוגי – התהליך התקין (הטבעי). .1תהליך תיקון הפצע .כאשר הרקמה נחתכת ,כל התאים באיזור החתך לא מקבלים חמצן כי כלי הדם נפצעו .על מנת לרפא את הפצע : התאים בשוליים של החתך מתחלקים על מנת לסגור את הרקמהשנפצע. הקפילרות שנחתכו נסתמות ועוברות תהליך של פירוק וספיגה.במקומם קיימת יצירה של נימים חדשים וחיבור של רשת כלי הדם חזרה. .2במערכת המין הנקבית -כל מחזור ביוץ חדש מלווה בתהליך אנגיוגני ב: בזמן יצירה של ביצית ,הבשלה שלה ,יצירה של תאיםמסביב לביצית שמהווים את בית הגידול שלה. במהלך הביוץ .קיימת חריגה של ביצית ויצירה שלהגוף שנקרא – corpus luteumגופיף צהוב שתפקידו להפריש הורמונים ולתמוך בקיום של הביצית ובקיום של עובר עד לשלב של ההשרה ברחם. ברירית רחם שגדלה וצמחה לקראת השרשה שלעובר. .3באנשים בשלבי גדילה והוספת מסאת גוף ,קיימת צמיחה של נימי דם כחלק מאותו גידול. .2תהליך פתולוגי .מתחלק לשתי קטגוריות: .1עודף של יצירה של כלי דם: במצבים של סרטן.עיוורון שהוא על רקע הרשתית בכלי דם (מאוד נפוץבחולי סכרת בגילאים מאוחרים) .הרשתית מסתירה בצורה פיזית את האור. - Psoriasisדלקות של פרקים..2חוסר ביצירה של כלי דם: פגים שנולדים מאוד קטנים ונכנסיםלאינקובאטורים .יצירה של כלי דם בראש ובראשונה מווסתת על ידי רמות של חמצן .באינקובאטורים, כיוון שהראות של פגים לא מפותחות ,אחוז החמצן באוויר מאוד גבוה .כתוצאה מכך קיים דיכוי בהתפתחות של הרשתית .כתוצאה מכך קיים אחוז גדול יותר של עיוורות בפגים מאשר בילדים רגילים.
במחלות לב קיימת היצרות של העורקים והופעה שלמעקפים טבעיים. הערה: לכלבים אין התקפי לב ,כיוון שיש להם יכולת טבעית ליצר מעקף טבעי. במצבים של חוסר פריון.אנחנו נתמקד במצבים של עודף ביצירה של כלי דם. בקרה על יצירה של כלי דם (:)angiogenesis is severely regulated ניתן לראות את הבקרה המחמירה על התהליך בשתי רמות: .1קיימת יצירה בגוף של חומרים המעקבים יצירה של .angiogenesisהם נמצאים בגוף כל הזמן. .2אם בודקים את קצב החילוף של תאי אנדותל שמרכיבים את נימי הדם ,רואים שכל התהליך מבוקר בצורה צמודה ,כיוון שהקצב מאוד איטי .זמן מחצית החיים של תא בתוך כלי דם (כלשהו) הוא בערך 3שנים. :The Angiogenic Process בשלב ראשון :מתקבל איזשהו סיגנל .סיגנל זה מסמן לתאי אנדותל של מערכת הקפילרות ,כי קיים צורך ביצירה של כלי דם חדש. בשלב שני :כתגובה לסיגנל קיימת הרחקה מכלי דם קיים ,תאים שנקראים .Pericytes – Pericytesבכל כלי הדם שלנו ,למעט חלק מהקפילרות במוח ,מסביב לתאי אנדותל שבונים את כלי הדם ,יש תאים תומכים ,שמחזיקים את המבנה הצינורי של כלי הדם הקיימים. Pericytesמתרחקים מאיזור מסוים בכלי הדם .איזור זה יהווה את נקודת ההנצה של כלי הדם החדש .חזרה שלהם תסמן את ההשלמה של יצירת כלי דם החדש וההתחברות שלו לכלי דם קיים לצורך סגירת הרשת. בשלב שלישי: מתרחשת נדידה וחלוקה של תאי אנדותל לאיזור ממנו התרחקו ,pericytesעל מנתלספק מספיק תאים ליצירה של כלי דם חדש. במקביל מכינים מקום בין התאים של הרקמה הקיימת לכלי הדם החדש שיווצר.תהליך זה נשלט על ידי אנזימים בעלי יכולת עיקול ,אשר יכולים לפרק את הקשרים בין התאים. יחד עם זאת מתבצעת בקרה על אותם האנזימים מעקלים על ידי אנזימים מעקבים,על מנת למנוע פירוק חסר הבחנה של הרקמה. בעצם במקום בו מתרחש תהליך אנגיוגני קיים שילוב בביטוי של גנים .מצד אחד קיים ביטוי של אנזימים ששייכים לקבוצה שנקראת metalloproteases. (proteasesשמשתמשים ב- cofactorשל יוני ברזל לצורך פעילות שלו) .מצד שני קיים ביטוי של מעקבים לאותם .metalloproteasesדוגמא למעקב כזה הוא קבוצה של חלבוני TIM (tissue inhibitor .)metalloproteases תאי אנדותל שעברו נדידה וחלוקה מתארגנים למבנים צינוריים ,מתרחשת השלמה שלהמבנה הקפילרי ליצירה של כלי דם. בשלב האחרון :תהיה סגירה של הקפילרה לתוך המערכת הקיימת וחזרה של .pericytes •ברקמה סרטנית הסיגנל הראשוני שמפעיל את כל המערכת מיוצר ברמה מאוד גבוה.
:The Angiogenic Process: Effectors בכלי דם קיימת תכונה שנקראה ליקיות – מה קצב מעבר החומרים בין הדם שזורם בו לבין הרקמה החיצונית. מצד אחד קיימים כלי דם בהם קצב הדיפוזיה וקצב מעבר החומרים איטי יותר .כלי דם אלה נקראים סגורים .תאי אנדותל בהם יושבים מאוד צפוף אחד לשני .דוגמא לכלי דם אלו הם כלי הדם המקשרים בין מערכת הדם של הגוף לבין מערכת העצבים המרכזית .במוח קיים מחסום על כלי הדם שלו ,כאשר מדובר בעצם בכלי דם שהאינטרקציה בין תאי האנדותל בהם מאוד הדוקה, כך שלא כל מה שיש בזרם הדם בגוף רואים גם תאי המוח .למשל לא נמצא תאים של מערכת החיסון בתוך מערכת העצבים המרכזית ,כי הם לא יכולים לעבור את הנימים שמרשתים את המערכת העצבים. מצד שני קיימים קפילרות שבהם מעבר של חומרים מאוד גמיש – יש מרווח מאוד גדול בין התאים ,כך שקיימת דיפוזיה של חומרים מאוד מסיבית. בכלי דם של גידול סרטני מאוד נפוצה התופעה השנייה .קיימים בהם כלי דם נוזלים ,כך שקיים מעבר חומרים מאוד מסיבי .בדרך כלל התאים ה pericyte-שמקיפים את קפילרות הדם ושומרים על המבנה שלהם ,לא קיימים בקפילרות שנמצאות בתוך גידול. :Angiogenic Factors תהליך אנגיוגני מאוד מבוקר כל עוד לא מתרחש בגוף סרטן .קיימות מגבלות מאוד ברורות לתהליך. מה שעוזר לקיים את המגבלות האלה זה באלנס בין חומרים מעקבים ,אשר באופן טבעי נמצאים ברקמות ברמה גבוהה ומעקבים את התהליך לבין חומרים אקטיבטורים ,שנוכחותם ברקמה מהווה סיגנל להתחלה של התהליך האנגיוגני. :Angiogenesis Model Systems לצורך חקירה של תהליך אנגיוגני נוצרו מספר מערכות מודל שמחכות את המודל האנגיוגני .הם מתחלקות לשתי קטגוריות: .1מערכות – in-vitroמערכת בתרבית תאים שניתן בעזרתה לבדוק את הצלחת יצירת תהליך אנגיוגני ,למשל עבור חומר ספציפי (רוצים לדעת האם הוא אקטיבטור או מעקב של התהליך). שתי מערכות מאוד דומות מבחינת הקונספט ,שאומרות :לתאי אנדותל יש את היכולת להתארגן בצורה של קפילרה .כאשר נגדל אותם לתרבית תלת מימדית (בתוך ג'לי של קולגאן או איזשהו מטריקס) ,אם החומר שנוסיף יהיה חומר מסוג של אקטיבטורים אזי הוא יגרום לצמיחה של נימים דמויי קפילרות לכיוון האיזור בו נמצא החומר. כמובן שלא תהיה זרימה של דם אבל ניתן יהיה לראות את התכונה של תאי אנדותל שהיא התארגנות לכלי דם גם בתוך התרבית(.דקות 24 – 20חלק .)2 .2מערכת – in-vivoבתוך הגוף החיי ,אבל במקומות שהם יחסית קלים לגישה ובהם ניתן לדעת בוודאות שנוצר כלי דם חדש. בשני המודלים לקחו רקמות בעלות יכולת יצירת כלי דם ,אך היצירה באופן טבעי היא מועטה. מודל ראשון משתמש בגלגל העין – .corneaגלגל העין לבנה ,ללא כלי דם נראים .ברגע שהעין מקבלת זיהום קטן רואים את ההופעה של הנימים .לכן ניתן לקחת גלגל עין של בעל חיים ,לשים שתל קטן על הגלגל עם חומר החשוד כאקטיבטור לאנגיוגינזה ולבדוק הופעה של רשתי דם. מודל שני משתמש בעובר תרנגולת – ( CAM Assayהממבראנה שמקיפה את השלייה שבתוכה העובר נמצא) .שמים שתל אם איזשהו חומר באיזור של ממבראנה אליו בדרך
כלל לא צומחים כלי דם .בודקים האם במקום הזה נוצרים כלי דם חדשים ,כתוצאה מהוספת החומר החשוד כפרו-אנגיוגני. בעזרת סוגי ניסויים אלו ניסו לעשות איזשהו מיפוי של האקטיבטורים .גילו שאחוז מאוד גבוהה מהפקטורים שמסוגלים לגרום לחלוקה של תאים יוצרים במבחנים האלה תגובה של תהליך אנגיוגני( .במיוחד במבחני ה corney-וה .)CAM-לא כל החומרים שהתגלו בניסויים הללו ,באמת משתתפים בתהליך האנגיוגני הטבעי או הפתולוגי שמתרחש בגוף החיי. לכן עברו משיטות המחקריות לבדיקה של תהליכים פיזיולוגיים בגוף החיי ,בהם מתרחשת אנגיוגנזה באופן טבעי (או במערכת המין הנקבית או במהלך תיקון פצע או במהלך יצירה של כלי דם בגידול סרטני) .במערכות אלו חיפשו את החומרים שהקיום שלהם נמצא בקורולציה עם התהליך האנגיוגני. :The Angiogenic Signal במספר מערכות מסוג זה ,בדקו את .VEGFגילו שהוא אקטיבטור של התהליך האנגיוגני. – VEGFפקטור גידול לתאי אנדותל וסקולאריים בלבד .זהו גן שמסוגל ליצור אפקט של ( proliferationהתרבות מהירה) אך ורק בתאי אנדותל .כלומר כאשר אנחנו שמים חלבון VEGF בתרבית של תאי אנדותל ,מקבלים אפקט של חלוקת התאים .כאשר אנחנו שמים את VEGFעל תרבית תאי פיברובפלסטים או תאי אפיתל אנחנו לא מקבלים שום אפקט. (כל החומרים שבאותה תקופה הסתכלו עליהם FGF, PDGF :וכו' ,אלא כולם פקטורי גידול שמשפיעים על תווך גדול מאוד של תאים). שורה של מחקרים שנעשו פחות או יותר באותה תקופה הראו שיש כמה סיגנלים פיזיולוגיים שמסוגלים לעורר תהליך אנגיוגני: .1אקטיבציה הורמונאלית .בכל מערכת המין הנקבית הפעלה של תהליך האנגיוגני תלויה בהפרשה של הורמונים מסוימים על ידי תאים מסוימים .למשל הגן של VEGF מגיב ברמת השעתוק לרמת הסטרואידים. .2בהקשר של טיפול פצע ותהליכים סרטניים התברר שהגן VEGFנתון לבקרה על ידי שני סוגים של סיגנלים: .aמצבים של היפוקסיה .אי הספקת דם לאיזור מסוים גורמת לחוסר חמצן .כשריכוז החמצן יורד מתחת לסף מסוים יש הגברה בביטוי של הגן ,הן ברמת השעתוק והן ברמת יציבות ה.mRNA- .bמצב של רמה נמוכה של סוכר (כתוצאה מאי אספקת דם לאיזור). מבחינה פיזיולוגית כיסינו את כל המצבים של אנגיוגנזה פעילה שאנחנו מכירים בתוך גוף חיי.
20/12/04 שתי מערכות בהם רואים תפקיד של VEGFבמצבים טבעיים של תהליך אנגיוגני שהוא תלוי ביטוי של הורמונים: בשקף של The Angiogenic Signalרואים תוצאות של היברדיזציה in-situלגן -VEGFשימוש בגלאי לצורך זיהוי של מולקולות mRNAעל גבי חתכים של רקמה .זה מאפשר לראות באיזה קבוצת תאים בדיוק בא לידי ביטוי גן. בהרבה מקרים כאשר משווים תוצאות של in-situותוצאות של Northernמתגלה שוני. למשל כאשר לוקחים תאי שחלה במצב של קונטרול ולאחר אינדוקציה הורמונאלית כלשהי ובודקים רמה של גן מסוים ,מקבלים את אותה התמונה בדיוק .הרבה פעמים כאשר בודקים את אותו המצב ב in-situ-אכן רואים את אותה רמה בביטוי הגן אבל לא באותה אוכלוסיית תאים. התוצאות שמראה השקף: .1הרקמה היא שחלות בשלב שבו הביצית רק מתחילה להתפתח. .2בשלב שבו יש תאי קומולוס שתומכים בביצית המתפתחת לקראת הביוץ. .3בשלב של אחרי ביוץ ,היצירה של הגופיף הצהוב. .4הגופיף הצהוב עצמו בשלב שהוא מייצר הורמונים. נסיונות אלה נתנו תמונה ברורה לכך ש VEGFהוא גן שמתבטא בתאים שמבטאים הורמונים סטרואידים (תאים סטראודוגניים). השלב שבו התאים תומכים בהתפתחות של ביצית ושלב של היצירה של הגופיף הצהוב מלווים בגלים של תהליך אנגיוגני כדי להזין את הרקמה המתפתחת. - Empbyo Implantation Siteאתר השרשה של עובר: כל התמונות לקוחות מחתכים בחולדה. בשקף רואים תמונה שמתארת אתר השרשה ,תאי השלייה ,האיזור שבו העובר נמצא ,כלי דם שמזינים את העובר הנוצר ואת התאים שמסביב שמהווים רקמה תומכת. בתור הראשון מימין רואים מרקר של .VEGF בתור האמצעי רואים מרקר של קישור חלבון VEGFלרקמה ,כאשר הוא מסומן רדיואקטיבית. בתור השמאלי רואים מרקר לחלבון שיחודי לתאי אנדותל ,כלומר אם מגיבים את הגלאי אם תאים ברקמה כלשהי נקבל צביעה של כלי דם. בתאים שמבטאים VEGFנצפה לראות רצפטור לפקטור זה .כלומר אם ניסיונות קישור של חלבון מסומן לרקמה מסומנת ,נצפה לראות ברקמה את אותם תאים שאליהם VEGFמסוגל להיקשר ובהתאם להגיב. כאשר משוואים את התמונות מהתור השמאלי ומהתור האמצעי ביחס למקום הקישור של ,VEGFמקבלים פחות או יותר את אותה התמונה .בעצם מסתכלים על כלי דם בתהליך פעיל של יצירה והתהוות .רואים ש VEGF-מסוגל להיקשר לרצפטור שיושב על תאי אנדותל שמרכיבים את כלי הדם ולעורר פעילות .בנוסף רואים שגם התאים שמקיפים את העובר מבטאים .VEGF בעצם חושבים שבתהליך ההשרשה של עוברים ברחם ,כאשר העובר עדיין מאוד קטן ולא ממוין, כאשר יש מסביבו תאים שמהווים את המסגרת של שק העובר ,התאים התומכים בעובר מבטאים את הגן ,VEGFכתוצאה מכך יש התחלה של תהליך האנגיוגנזה .תהליך זה יוצור את כל מערך כלי הדם שמאוחר יותר ישתתף ביצירה השלייה ובהזנת העובר.
:Tumor Angiogenesis כפי שאמרנו מה שמגביל את יכולת הגדילה וההתפשטות של גידולים ,זה המרחק שלהם מכלי דם .כל עוד הגידול לא רכש לעצמו את היכולת לעודד תהליך אנגיוגני וכניסה של כלי דם לתוכו, הוא מוגבל בגודלו לסדרי גודל של מילימטר או שניים בשלישית. במהלך המחקר על אנגיוגינזה הגדירו מושג של – angiogenic switchנקודה ממנה הגידול מסוגל לבטא פקטור שמתחיל את התהליך האנגיוגני .כתוצאה מכך יש לגידול את היכולת למשוך כלי דם לתוכו ,לקבל אספקת דם בלתי מוגבלת ולכן להמשיך להתחלק בקצב מסיבי. היכולת של תאים סרטניים לעורר את התהליך האנגיוגני נמצא בקורלציה ליכולתם ליצור גרורות .כלומר בדרך כלל בגידול בעל הרבה גרורות ,קיימת כמות גדולה של כלי דם בגידול הראשוני. במחקרים שחקרו את הקשר בין ה angiogenic switch-לבין התפתחות מואצת בגידול ,ראו שלכל הגידולים יש את היכולת לייצר פקטורים אנגיוגניים .שני פקטורים עיקריים שמיוצרים בכמות רבה בתאי גידול ,אשר מסוגלים ליצור סיטואציה של אקטיבציה של התהליך האנגיוגני היו VEGF :ו.)EGF (Fibroblast Growth factor - מה בגידול הראשוני משתנה על מנת לגרום לתא ליצור את הפקטורים האנגיוגניים? יכולת זו תלויה בריכוזים של חמצן ושל גלוקוז .המצב בתאים סרטניים שקודם ל switch-הוא הימצאות של מרכז היפקוסי בגידול .כלומר :התאים מתחילים להתחלק ,איזור מסוים בתוך הגידול הופך להיות היפקוסי (חסר להם חמצן) .הגן הראשון שמתעורר בתגובה למצב היפוקסי זה הוא .VEGF הערה: קיימים גידולים שנמצאים במצב הקטן והרדום במשך שנים .ה switch-שגורם להם להתחיל להתפתח יכול להיות עוד מוטציה נוספת שמשחררת את תאי הגידול מעוד איזשהי מגבלה נוספת ובעיקבות כך התאים מתחילים להתחלק ,חורגים מהגודל המותר מבחינת המחרק הדיפוזי .נוצר איזור היפוקסי בתוך תאי הגידול .כתוצאה מכך מתרחשת אקטיבציה של הגן אשר גורמת להשראה לגידול כלי דם. :)Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF מיתוגן של תאי אנדותל בלבד.יש לו תפקיד של –attractant chemoמסוגל לעודד תנועה תאים לאיזור בו הריכוזשלו גבוה. פקטור שעומד בכל המבחנים של יצירת תהליך אנגיוגני in-vivo :ו.in-vitro-חלבון מופרש ,כלומר חלבון שמכיל – signal peptideפאפטיד קצר שנמצא בקצה שלחלבון .בעזרת איזור זה חלבונים מועברים דרך ממברנה מחוץ לתא .מדובר בפפטיד שמור שמופיע באחוז גבוה מהחלבונים שמופרשים מהתא .זה מאפשר ליצר בשיטות של הנדסה גנטית חלבון מופרש (ניתן לקחת גנים של חלבונים ,למזג עם איזור בדנ"א שמקודד ל signal peptide-וכך ליצור חלבון שהתא יפריש מחוץ לממברנה) . גן יחיד ,כלומר שני אללים בלבד בתא.הוא עובר תהליך של .alternative splicingכתוצאה מכך תאים יכולים ליצר 5צורותאלטרנטיביות של חלבונים .לכל אחת מהצורות האלה יש תפקיד מעט שונה .חלקן מוכרות יותר וחלקן פחות .הצורה הדומיננטית במרבית התאים היא צורה של 165 חומצות אמינו .הצורות הקצרות הן הצורות המופרשות .חלק הצורות הארוכות יותר עוברות לוקליזציה בגרעין בתפקיד לא ידוע. בתאי אנדותל בלבד ניתן למצוא שני רצפטורים שקושרים את הצורות השונות של.VEGF
VEGFמעבר לפעילות העיקרית ,בתור מיתוגן של תאי אנדותל ,משתתף בהגברה שלנזילות של כלי דם .הבדל בין שתי פעילויות האלה בא לידי ביטוי באחוז שני הרצפטורים השונים על פני כלי הדם. :Human Glioblastoma איך נוכיח את התאוריה שאומרת כי גידולים סרטניים יפעילו תהליך של אנגיוגנזה כתלות בקיום תאים הסובלים מהיפוסיה בתוך הגידול? בשקף רואים חתכים משני איזורים של גידולי .glioblastomaגידול של תאי – gliaתת קבוצה של תאים במערכת העצבים המרכזית (נמצאים בעיקר במוח). מאפיין גידולי :glioblastoma קצב גידול מאוד מהיר.בחתכים של ביופסיות מאיזור הגידול רואים איזורים נקרוטיים – איזורים בהם תאיהגידול התפתחו בקצב כל כך מוגבר כך שבמרכז האיזור התאים נמצאו מאוד רחוק מכלי דם למרות שתהליך האנגיוגני קיים .כתוצאה מכך הם לא קיבלו שום אספקה של חמצן או גלוקוז ולכן עברו תהליך של נמק( )necrosisומתו .כך מקבלים רקמה מחוררת ,כאשר החורים הם האיזורים של נמק. התמונה העליונה בשני החתכים נעשה שימוש בגלאי של .VEGFבשתי התמונות התחתונות נעשה שימוש בגלאי – VWFאותו פקטור שמסמן באופן ספציפי תאי אנדותל ששייכים לרקמה של כלי דם. מתוך השקף רואים שביטוי של שני גנים אלה ( VEGFו )VWF-נמצא בצמידות אחד לשני .מה שצבוע בלבן הם תאי גידול שמבטאים את VEGFאו VWFוהאיזורים שמסומנים על ידי אות N (שחור) הם האיזורים של נמק. :C6 Spheroids Model – C6תאים של מערכת העצבים. מודל זה משתמש בספירואידים – כדורים של תאים .כאשר מגדלים תאים בתרבית שנתונה כל הזמן לתזוזה ,התאים לא יכולים להיקשר לדופן התרבית ואחד לשני .תאים רגילים במצב כזה ימותו ותאים סרטניים יצרו כדורים. במודל זה: כל התאים מאותו מקור גנטי .מוטציות בהם הם חלק מהתהוות הגידול.הצורה של ספירואיד מאפשרת חקירה קלה של התאים .ניתן לבדוק את קצב הדיפוזיהשל חמצן וסוכר באיזורים שונים של הכדור .אפשר להראות שבכדורים האלה המרכז הוא איזור היפוקסי .ככל הכדור גדל איזור זה הופך לנמק. כאשר בודקים במודל זה את הקשר בין פעילות של VEGFלמצב של חוסר חמצן ,רואים שבכל האיזורים שסובלים מהיפקוסיה הגן מתבטא .האיזורים שמספיק קרובים למדיום ולכן החמצן עובר אליהם בדיפוזיה בצורה טובה לא מבטאים את הגן. :Spheroids Tumor in Mouse כאשר משתילים כדורים כאלה בעכברים מתחת לעור ,ניתן לייצר סיטואציה של גידול סרטני אנגיוגני .כלומר כיוון שתאים אלה מראש מבטאים ,VEGFברגע ההשתלה יכולים מיד לעורר צמיחה של כלי דם לתוך הגידול (מראש לא היו כלי דם בתאים של הגידול כי אין בתרבית מערכת שיכולה ליצר כלי דם).
בשקף רואים את הספירואידים שהוזרקו לעברים .בתוך זמן קצר רואים כלי דם שמתחילים לצמוח לתוך הספירואיד ,כאשר התריגר לצמיחה הוא הביטוי של VEGFשמתרחש במרכז הספירואיד. השימוש בספירואידים כמודל לגידולים סרטניים אפשר לעקוב גם אחרי קצב היצירה והבקרות השונות על תהליך היצירה של כלי דם לתוך גידול .בנוסף מודל זה מאפשר לבדוק :האם אנחנו יכולים להתערב בתהליך של יצירת כלי דם בשלבים שבהם הגידול מתבסס. :VEGF Regulation במנגנון באמצעותו VEGFעובר אינדוקציה כתוצאה מהיפוקסיה תלוי בפקטור שנקרא .HIF פקטור שמסוגל להיקשר לאתרים ספציפיים בפרומוטור של VEGFולגרום לרמת שעתוק מוגברת. הפקטור הזה פועל גם על גנים נוספים שנתונים לבקרה על ידי היפוקסיה .אחד מהם הוא – erythropoietinהורמון שנוכחותו מגבירה את קצב החלוקה של תאי stem cellsויצירה של תאי דם האדומים. בנוסף לשעתוק מוגבר ,קיימת הגברה ביציבות של mRNAשל .VEGFב utr 3קיימים אתרים האחראים על היציבות של ה mRNA-במצבים של רמת חמצן נמוכה בתא. תרפיות שקשורות ל:VEGF- אחד הניסיונות הראשונים שנעשו על מנת להראות את הקשר בין תהליך אנגיוגני לתאים סרטניים ,היה וריאציות על הנושא של השתלת תאים שמסוגלים לעורר גידול סרטני מתחת לעור של עכברים ותיעוד של קצב צמיחת כלי הדם לתוך התאים. מודל אחד היה להשתיל ספירואידים מתחת לעור ולראות את כלי הדם נכנסים לתוך הגידול. מודל שני היה לקחת תאים סרטניים ולשים אותם בתוך קפסולה שמאפשרת מעבר בררני של חומרים מתוך הגידול לזרם הדם ולחלל הבין תאי של העכברים שבתוכם הם הושתלו .מצד אחד הקפסולה לא מאפשרת לתאים של מערכת החיסון של העכבר לחסל את תאי הגידול .מצד שני מודל זה מאפשר לעשות אנליזה כתלות בתכונות המעבר של הקפסולה לסוג/גודל החומרים שעוברים מתוך הקפסולה לעכבר וגורמים לתהליך האנגיוגני .כלומר בעיקבות השימוש בקפסולה נמנע מעבר של מולקולות הסיגנל לתהליך האנגיוגני (אם זה VEGFאו אולי מולקולות נוספות) מתוך הקפסולה לעכבר וכתוצאה מכך נחסם תהליך אנגיוגני .ניתן לשלוט בגודל החורים שמקיפים את תאי הגידול והתאם לבדוק האם מדובר בחלבון גדול או לא וכו'. תופעה מוכרת נוספת שנובעת מהמחקרים של השתלת גידולים בעכברים זו תופעה שבה גידול ראשוני מדכא התפתחות של גידולים משניים .תופעה זו מנוגדת לכל מה שידוע על יצירה של גרורות .ככל הנראה בגידולים שונים ובשלבים שונים של התפתחות הגידול קיימים מצבים שבהם הגידול הראשוני במקביל ליצירה של חומרים פרו-אנגיוגניים מעורר יצירה של חומרים מקבוצת סאטיניים -חומרים אנטי-אנגיוגניים .חומרים אלו מונעים יצירה של גידולים נוספים בגוף של החיה במקומות אחרים .לתופעה זו קוראים דומיננטיות של הגידול הראשוני .תופעה זו כנראה קיימת בשלבים של התבססות הראשונית של הגידול. האם כדאי לעצור תהליך אנגיוגני כתרפיה לסרטן? שקף?Targeting tumor vasculature is more effective : קודם כל מדובר בתהליך רחב טווח ,כלומר לא צריך להתאים תרופה לכל סוג שלגידול ,ניתן להשתמש בו למגוון גדול של גידולים סרטניים .בדרך כלל לכל גידול סרטני יש הרבה מאוד שינויים גנטיים .כדי ליצור תרופה לסרטן שפוגעת רק בתאים הסרטניים עצמם ,צריך למצוא תרופה לכל סוג של גידול סרטני .בנוסף צריך לקחת בחשבון שגידול סרטני משתנה לאורך זמן לעומת תאי אנדותל נורמאליים.
הדרך הפשוטה ביותר לפגוע בתא סרטני היא כאשר תאי גידול יוצאים דופן מבחינתזיהוי של מערכת החיסון (זיהוי של נוגדים ,זיהוי של חלבונים יחודיים). כלומר אם היה על גידול ביטוי של איזשהו מרקר ,חלבון יחודי לסרטן שמתבטא על פני שטח התא ,היה אפשר להשתמש בו כיעד להכוונה של תרופות .ניתן היה לכוון אנטיגן לתא זה ,כאשר הוא קושר איזשהו רעלן או איזוטופ רדיואקטיבי (כדי שרק תאים באותו איזור יפגעו). בתאי האנדותל חלבוני השטח יחסית ספציפיים .אפשר לעשות הכוונה לאיזורים בהם מתבססים גידולים דרך השימוש בריכוז הגבוה של תאי אנדותל באותם תאים. סיבה נוספת למקד את הטיפול בסרטן בתהליך האנגיוגני ,היא הקורלציה של התהליךויצירת גרורות. מניחים שתרפיה מסוג זה תהיה יעילה בשילוב של תרופות אנטי-סרטניות נוספות.סוגים של תרפיה אנגיוגנית: שקףAnti-angiogenic Pharmaceuticals : .1כל האפשרויות לחסום את ה – ligand-את הגורם שנקשר לתאי אנדותל וגורם להם לאקטיבציה של תהליך האנגיוגינזה .קיימים ניסיונות להפיק נוגדן אשר ספציפי כנגד .VEGF .2אנחנו יודעים שבגוף התהליך האנגיוגני נשלט ומבוקר בצורה מחמירה על ידי חומרים שהם אנטי-אנגיוגניים .ניתן להשתמש באותם מעקבים טבעיים של תהליך האנגיוגני במקרים של סרטן. .3כיוון שלתאי אנדותל יש מרקרים ייחודיים ,ניתן להשתמש בהם כדי לעקב את התחלקותם .פעולה זו אינה בעייתית (יחסית) לכלל הגוף כיוון שקצב החלוקה הטבעי של כלי הדם הקיימים מאוד איטי ולכן קבוצת תאי אנדותל היחידה שמתחלקת בצורה מסיבית ,זה אותם תאים שמשתתפים בתהליך האנגיוגני של יצירת רשת כלי דם בתוך הגידול. בעיות הנובעות מסוגי תרפיות אלו: .1אנחנו לא בטוחים שזיהינו את כל הפקטורים שהם פרו-אנגיוגניים .עיקר המאמץ מושקע ב ,VEGF-אבל מאוד סביר להניח שלגידולים שונים יש יכולת ליצר פקטורים נוספים (חוץ מ ,)VEGFאשר משתתפים בתהליך האנגיוגני .לכן כאשר משתמשים באופציה הראשונה ,צריכים לדעת מה הם הפקטורים האנגיוגניים ושניתן לחסות את כולם בטיפול. .2קיימת הנחת מוצא לכל תרפיה אנגיוגנית שאומרת שקפילרות של כלי דם בתאי גידול ובתאים נורמאליים הם אותם כלי דם .בפועל ידוע שזה לא לחלוטין נכון .כלומר לקפילרות בתוך גידול יש תכונות גנטיות ופיזיולוגיות שונות מעט מאשר לקפילרות במקומות אחרים בגוף .אחד מהשינויים הגדולים היא תכונת הנוזליות (ליקיות) - מעבר נוזלים ומרכיבים מתוך הדם פנימה והחוצה בגידולים ,לעומת רקמה נורמאלית. .3בעיה חמורה נוספת שמחייבת שימוש בתרפיה אנגיוגנית ותרפיה כנגד הגידול היא: נניח והצלחנו לחסום גידול של כלי דם לכיוון של הגידול ,עדיין המסה של הגידול הראשוני קיימת .אומנם הוא לא גודל מעבר לגודל המחייב את ,angiogenic switch אבל עדיין קיימים תאים בגוף שמבחינת המטען הגנטי שלהם נמצאים בדרגת ממאירות גבוה (מסוגלים לשלוח גרורות. :Angiogenesis and Tumor Dormancy בעכברים עקבו לאורך זמן אחרי גודל של גידולים ,כאשר במספר נקודות זמן הוסיפו לזרם הדם של אותם עכברים חומרים שמעקבים אנגיוגנזה .בדקו האם ניתן לראות נסיגה בגודל הגידול.
התוצאה :הגידולים הראשוניים הצטמקו בצורה מאוד משמעותית .כתוצאה מהתערבות נהרסו כל כלי הדם שנוצרו עד לרגע הנתון ויחד איתם מתו התאים שניזנו מהם .הבעיה היא שהתאים שנשארו הם פוטנציאל לגידול חדש. הרבה פעמים תוצאות שמושגות בעכברים הרבה יותר גדולות מאשר התוצאות שמושגות בבני אדם. :Angiogenesis Inhibitors and Metastasis בניסוי נוסף (מאותה משפחה) בדקו את האפקט של מעקבים לתהליך האנגיוגני על גרורות. תהליך הניסוי :הכניסו גידול ראשוני ,איפשרו לו ליצור גרורות ואחרי זה הוציאו אותו .במקביל הזריקו חומרים מעקבים לתהליך האנגיוגינזה. בדקו האם המעקבים ישפיעו על יצירת הגרורות בחיה ,כאשר המדד היה מספר הגרורות שיווצרו. תוצאות :לחומר המעקב היה אפקט מאוד משמעותי .בעכבר שקיבל את המעקבים כמות הגרורות היתה נמוכה בצורה משמעותית של בערך פי ,10ביחס לעכברים שלא קיבלו את המעקבים. בבני אדם טיפול זה אינו מספיק .אומנם הוא מוריד מכמות הגרורות הקיימות בגוף ,אך אינו מרפא לגמרי.
Related Documents
Angiogenesis
November 2019 10
Angiogenesis
June 2020 15
Angiogenesis Cancer
October 2019 9
Neoplastic Angiogenesis
November 2019 12
Regulation Of Angiogenesis Via Vegfr
December 2019 7