Pressmeddelande

Pressmeddelande

Pressmeddelande
17.4.2018
Åbo Akademi

Ny modell förutspår hur blodflödet påverkar blodkärl

Forskare har för första gången skapat en datoriserad beräkningsmodell för att förutspå hur väggarna i blodkärl påverkas av de sammanlagda mekaniska krafterna i omgivningen och signalerna mellan cellerna. Modellen kan öppna nya möjligheter för behandling av vaskulära sjukdomar, samt för att förutspå resultaten av medicinsk behandling.

Forskningen utfördes som ett delprojekt i Cecilia Sahlgrens projekt Mechanoregulation of jagged Notch signaling in vascular tissue homeostasis i samarbete mellan forskare vid Åbo Akademi, Eindhoven University of Technology och ETH Zürich. Sahlgrens projekt finansieras av Finlands Akademi och resultaten publicerades i den prestigefyllda amerikanska tidskriften PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Blodkärl består vanligen av tre lager, där det mellersta lagret av vaskulära glatta muskelceller är det vanligaste. Dessa är kontraktila, det vill säga hopdragbara, och reglerar blodkärlens form och funktionalitet i kroppen.

– Det finns en strävan efter jämvikt i kroppen, säger Cecilia Sahlgren, professor i cellbiologi vid Åbo Akademi och Eindhoven University of Technology.

– När mekaniska krafter i omgivningen, till exempel blodtrycket, förändras kan de vaskulära glatta muskelcellerna gå från att vara kontraktila till att bli syntetiska och börja dela på sig. Detta kan medföra en tillväxt av blodkärl, en förtjockning av blodkärlsväggen och på det sättet en återställning av jämvikten och blodkärlens hållbarhet och funktion.

Utöver omgivningens mekaniska påfrestning på cellerna, påverkas tillväxten av dem också av molekylära signaler mellan cellerna. En cellulär kommunikationsräcka som kallas Notch spelar en viktig roll i hur celler utvecklas, lever och dör, och är betydelsefull för hur blodkärlens väggar omformas.

Att förstå hur vaskulära glatta muskelceller påverkas och regleras av Notch-signalering och mekaniska krafter är grundläggande för att förstå uppkomsten av såväl friska blodkärl som blodkärlsrelaterade sjukdomar.

– Färska studier visar att Notch-signalering och mekanik interagerar då blodkärl omformas, men deras inverkan på vaskulär homeostas, det vill säga ett blodkärlsrelaterat jämviktstillstånd, är ännu oklar, säger Sahlgren.

För att förutspå den komplexa och dynamiska interaktionen mellan mekanisk påfrestning, Notch-signalering och blodkärlens uppbyggnad som ligger bakom ett jämviktstillstånd i blodkärlen behövs datoriserad modellering.

Planen är att inom en snar framtid utveckla modellen så att den blir tvådimensionell och sedan tredimensionell. Dessutom kommer man att utföra nya experiment för att bättre förklara de komplexa och heterogena processer som äger rum i pulsådrornas väggar.

– Den nuvarande endimensionella modellen innehåller fortfarande många förenklingar både vad gäller mekaniken och Notch-signaleringen i och runtom blodkärlen, säger Sandra Loerakker, forskarassistent vid Eindhoven University of Technology och medförfattare till artikeln.

– Vårt team sammanför experter inom många olika områden och vi har många spännande möjligheter för framtida forskning.

Artikeln: Sandra Loerakker, Oscar M.J.A. Stassen, Fleur ter Huurne, Marcelo Boareto, Carlijn V.C. Bouten, Cecilia M. Sahlgren. ”Mechanosensitivity of Jagged–Notch signaling can induce a switch-type behavior in vascular homeostasis”. PNAS, April 2, 2018. https://doi.org/10.1073/pnas.1715277115

Mera information:
Cecilia Sahlgren
Professor i cellbiologi vid Åbo Akademi
Tfn: +358 503009680
E-post: cecilia.sahlgren@abo.fi