Los vasos sanguíneos son las líneas de suministro del cuerpo humano, transportan nutrientes y oxígeno a las células y transportan los desechos. Controlar el crecimiento de estas líneas de suministro puede ser una táctica eficaz para combatir varios tipos diferentes de trastornos, incluidos el cáncer, el accidente cerebrovascular yun nuevo estudio dirigido por la profesora asistente de bioingeniería, la princesa Imoukhuede, ha agregado una capa de matices a nuestra comprensión de las señales que dirigen el crecimiento de los vasos sanguíneos.
El equipo de investigación de la Universidad de Illinois también incluyó a los estudiantes graduados Spencer Mamer y Si Stacie Chen, así como a otros miembros del grupo de laboratorio de Imoukhuede. Su trabajo examinó dos sistemas de señalización distintos dentro del cuerpo que influyen en el crecimiento de los vasos sanguíneos y descubrieron esas moléculasde un sistema pudieron interactuar con moléculas del otro. El trabajo fue publicado en Informes científicos .
"Si aprendemos cómo las proteínas se unen y causan la función de la proteína, entonces puedes imaginar que se pueden desarrollar medicamentos que bloqueen la forma en que las cosas se unen y otras drogas que mejoren la forma en que las cosas se unen", dijo Imoukhuede, quientambién es miembro del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica. "Desbloquear esta comprensión conduciría a un mejor diseño de medicamentos para tratar varias enfermedades, incluidos cánceres e incluso enfermedades cardiovasculares".
Muchos aspectos del desarrollo y el crecimiento están regulados por factores de crecimiento, moléculas producidas por el cuerpo que dirigen el crecimiento de los tejidos y alientan a las células a dividirse. Cada tipo de factor de crecimiento juega un papel único en tejidos y fases de desarrollo específicos, y esta individualidad dela función se refleja en la individualidad de la forma: la forma tridimensional particular de cada tipo de factor de crecimiento le permite interactuar con un conjunto específico de receptores, moléculas que recubren la superficie de las células y traducen las señales externas en internas.Unión.
Se sabe que dos factores de crecimiento diferentes, el factor de crecimiento endotelial vascular VEGF y el factor de crecimiento derivado de plaquetas PDGF, juegan un papel importante en el crecimiento de los vasos sanguíneos. Se han utilizado medicamentos que influyen en la actividad de señalización de cada una de estas moléculastratar varios trastornos. En particular, los medicamentos que influyen en la señalización de VEGF han sido un foco principal de las terapias contra el cáncer.
"Muchos medicamentos anti-VEGF, incluido Avastin [un medicamento utilizado para tratar una variedad de cánceres] han fallado debido a la resistencia a los medicamentos, lo que hace que el tratamiento sea ineficaz y difícil de manejar", dijo Chen. "Nuestra pregunta inicial de investigación fue comprender mejorcómo el microambiente tumoral desarrolla resistencia a los fármacos antiangiogénicos y, finalmente, crea mejores modelos para predecir la eficacia del fármaco ".
El grupo se dio cuenta de que la resistencia a los medicamentos, así como la menor eficacia en algunas personas, podrían explicarse si el cuerpo fuera capaz de compensar la pérdida de un tipo de señal reemplazándola por otra similar. Los investigadores recordaron unestudio que muestra que el VEGF a veces puede interactuar con los receptores para PDGF. ¿Qué pasaría si PDGF hiciera algo similar, uniéndose a los receptores de VEGF y actuando como un jugador de fútbol de segunda fila, manteniendo el juego en ausencia del atleta titular?
Imoukhuede y sus coautores probaron su idea al examinar la fuerza de cada combinación de interacciones emparejadas entre los dos factores de crecimiento y sus familias de receptores. Debido a las indicaciones de investigaciones anteriores de que los dos factores de crecimiento podrían ser flexibles en su asociación con los receptores,no se sorprendieron al ver que PDGF podría formar un enlace con uno de los receptores de VEGF. Lo que los sorprendió fue la fuerza de esa atracción química.
"La unión entre familias se ha observado, pero se ve muy débil, la molécula no es la misma, no encaja bien, por lo que nunca es una unión estrecha a ese receptor", dijo Mamer ".Lo hubiéramos imaginado órdenes y órdenes de magnitud más débiles, y algunas de las interacciones que encontramos estaban casi al nivel de VEGF, lo que significaba que podían ser clínicamente significativas ".
Estos hallazgos son en parte un recordatorio de que las moléculas no están vinculadas de ninguna manera por los nombres que les damos. Los nombres de productos celulares a menudo se eligen en función del contexto en el que se descubrieron por primera vez; aunque este sistema tiene algunas ventajas, puedeTambién conducen a un sesgo inconsciente en qué hipótesis se desarrollan en torno a esas moléculas y sus funciones.
"Si bien las personas pueden ser flexibles en su pensamiento, creo que estos nombres a menudo hacen que las personas no exploren la posibilidad de que todas estas sean proteínas similares", dijo Mamer. "Si no nos preocupamos demasiado por sus nombres, tal vez nosbuscaría más estas interacciones en [diferentes sistemas de señalización] "
El grupo espera que explorar este tipo de complejidades en la señalización del factor de crecimiento eventualmente contribuya al desarrollo de terapias más efectivas ya sea para promover la señalización para ayudar a la recuperación de afecciones como lesiones o derrames cerebrales, o para inhibirlo y bloquear el crecimiento del tumor.El siguiente paso hacia este objetivo es descubrir los resultados funcionales de la unión cruzada entre los sistemas de señalización VEGF y PDGF.
"El hecho de que dos moléculas interactúen no significa que esto realmente pueda inducir los cambios en la estructura que son necesarios para todos los eventos de señalización que se producen", dijo Mamer.
"El próximo objetivo es determinar si la unión conduce a la actividad de la proteína, y si es así, medir cuánta actividad vemos y cómo eso conduce al crecimiento celular y al movimiento celular", dijo Imoukhuede. "Finalmente queremos determinar si esto'segunda cadena' puede funcionar tan bien como nuestros titulares, y para determinar fundamentalmente si están jugando el mismo juego "
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Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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