Теперь, совместная команда исследователей от Подразделения Hemostasis и Thrombosis в Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) и Институте Wyss в Гарвардском университете обнаружила, что синтетический продукт, APC-подражающий маленьким молекулам, названным «parmodulins», обеспечивает противовоспалительную и антитромбическую защиту к эндотелиальным клеткам наравне с APC’s, не вмешиваясь в нормальное свертывание крови и коагуляцию, делая их привлекательными новыми кандидатами препарата. Эта работа была позволена, усилив Орган Института Wyss на Технологии изготовления микросхем к образцовому тромбозу в человеческом кровеносном сосуде в пробирке. О результатах сообщают в проблеме этой недели Слушаний Национальной академии наук.
«Мы по существу выполнили мини-преклинический суд над эффектом parmodulin на эндотелий, и не только определили путь, через который parmodulins функционируют, но также и продемонстрировали, что помогают защитить эндотелиальные клетки от подстрекательского повреждения», говорит бывший Wyss postdoc Абхишек Джэйн, доктор философии, который является теперь доцентом и директором Биовдохновленной Переводной лаборатории Микросистем в Техасском университете A&M.Целевой белок, на котором и акт APC и parmodulins – трансмембранный активированный протеазой рецептор 1 (PAR1) белка, который присутствует и на эндотелиальных клетках и на пластинках, которые циркулируют через кровь и способствуют свертыванию, делая механистический анализ трудным. PAR1 был первоначально идентифицирован как рецептор для тромбина, который является ключевой ролью воспалительного процесса. Однако, когда PAR1 активирован APC на эндотелии, это вызывает противовоспалительное средство, антиапоптотические, и укрепляющие барьер пути, все из которых помощь защищает клетки от отрицательных эффектов воспламенения.
В дополнение к активации PAR1 APC также независимо запрещает поколение тромбина, который является важной составляющей здорового свертывания крови – но тромбин запрещения слишком много приводит к безудержному кровотечению. Зная, что parmodulins связывают с PAR1, команды ученых и клиницистов намереваются находить способ активировать эндотелиальный PAR1 и уменьшить thrombic ответы, не разбавляя крови, и таким образом обеспечить лучшую альтернативу APC.Оценить деятельность parmodulins на эндотелии, Карен Де Кенинкк, докторе философии, товарище постдиссертации в BIDMC и первом авторе статьи, выведенных человеческих эндотелиальных клеток с parmodulin 2 в пробирке в течение 4 часов и затем выставило их вызывающим тромбин подстрекательским агентам lipopolysaccharide (LP) или некроз опухоли factor-α (TNF-α).
В parmodulin-выставленных клетках способность обоих агентов произвести тромбин была уменьшена на более чем 50% по сравнению с non-parmodulin-exposed клетками. Однако parmodulin 2 не запрещал деятельность фактора V или фактора X, белки та функция в свертывании крови. «Мы были заинтригованы понятием, что parmodulin 2 запретил LP – и установленные ФНО протромбические эффекты на эндотелиальную поверхность, не ослабляя свертывание крови,» говорит Де Кенинкк.Чтобы подтвердить эту теорию, команда использовала Wyss-развитый сосуд из крови на чипе, состоящем из микрожидких каналов, включенных в ясный чип полимера, покрытый коллагеном, и выровняла человеческими эндотелиальными клетками. Целая кровь была полита через чип, чтобы моделировать условия потока в человеческих кровеносных сосудах, на которые были добавлены отличающиеся про – и противовоспалительные комплексы, чтобы оценить ответ эндотелия.
Когда эндотелиальные клетки были выставлены TNF-α прежде чем быть политым целой кровью пластинки накопились на эндотелии в типичном подстрекательском ответе; если клетки были сначала выставлены parmodulin 2 и затем TNF-α накопление пластинки было запрещено, и эндотелий возобновил свою нормальную функцию. Эти результаты указали, что parmodulin воздействие блокирует тромбический ответ эндотелия к подстрекательским стимулам, не затрагивая свертывание крови в людях – существенное улучшение по APC.
Ряд тестов, в пробирке выполненных co-first автором Кристианом Питерсом, доктором философии в BIDMC, подтвердил, что parmodulin 2’s активация PAR1 также вызывает cytoprotective ответы в эндотелиальных клетках, запрещая апоптоз (апоптоз), вызванный тромбином, TNF-α и апоптотический алкалоид staurosporine через сигнальный путь, который начинается с parmodulin 2’s связывающий с определенным местом на цитоплазматической стороне PAR1. «Мы заметили, что cytoprotective ответ, вызванный parmodulin 2, произошел очень быстро и подтвердил свое быстрое начало в курсе времени и испытании экспрессии гена», говорит Питерс.Кроме того, в естественных условиях исследования у мышей показали, что parmodulin 2 уменьшает закрепление лейкоцитов к кровеносным сосудам и ослабляет пластинку и накопление фибрина на местах травмы во время подстрекательского ответа, подтверждая антитромбическую деятельность и деятельность антикоагулянта parmodulin 2, наблюдаемого в пробирке.
Кроме того, parmodulins не взаимодействуют со многими другими обязательными партнерами APC, делая его намного больше предназначенным к PAR1 и уменьшая другие побочные эффекты.«Открытие противовоспалительной молекулы, которая предотвращает эндотелиальный тромбоз, но также и сохраняет нормальное свертывание крови, является главным шагом к альтернативному и лучшему подходу к лечению воспалительного заболевания», говорит Роб Фломенхэфт, Доктор медицины, доктор философии, профессор Медицины в Медицинской школе Гарварда, Руководителе Подразделения Hemostasis и Thrombosis в BIDMC и соответствующего автора статьи. «Кроме того, почти все другие фармацевтические препараты, которые предназначаются для трансмембранных подобных PAR1 рецепторов, связывают с внешней стороной рецептора; parmodulin 2 представляет изменение парадигмы для комплексов, предназначающихся для этих рецепторов, потому что он действует на клеточную сторону белка. Мы счастливы видеть, можем ли мы продвинуть его к клиническим испытаниям».«Эта работа обеспечивает другой пример того, как орган на технологии изготовления микросхем может позволить более быстрое и более безопасное развитие и оценку наркотиков, которые могли помочь пациентам во всем мире», говорит Директор-основатель Института соавтора и Wyss Дональд Ингбер, Доктор медицины, доктор философии, который является также профессором Джуды Фолкмена Сосудистой Биологии в HMS и Сосудистой Программы Биологии в Бостоне Детская Больница, а также профессор Биоинженерии в Школе Джона А. Полсона Гарварда Технических и прикладных наук (МОРЯ).
Среди дополнительных авторов статьи Сара Хиггинс, доктор философии, также Научный сотрудник в BIDMC; Омозуэнвбо Эйсику, доктор философии, бывший Товарищ Постдиссертации в Подразделении Hemostasis и Thrombosis в BIDMC и в настоящее время ученом из Лаборатории Инструментовки; Дженнифер Фич-Тьюфик, доктор философии, бывший Постдокторский Научный сотрудник в Подразделении Hemostasis и Thrombosis в BIDMC и в настоящее время учителе в Юго-восточной Региональной Профессиональной Технической Средней школе; Шарджил Чоудхри, Преддокторский Товарищ в Подразделении Hemostasis и Thrombosis в BIDMC; Крис Докендорфф, доктор философии, доцент в Университете Маркетт; и Самир Пэрих, Доктор медицины, Адъюнкт-профессор в HMS.Это исследование было поддержано Национальным Сердцем, Легким, и Институтом Крови и Институтом Wyss Биологически Вдохновленной Разработки в Гарвардском университете.