ანგიოგენინი - სისხლძარღვთა წარმომქმნელი მოლეკულა - მკურნალი.გე

ენციკლოპედიაგამომთვლელებიფიტნესიმერკის ცნობარიმთავარიკლინიკებიექიმებიჟურნალი მკურნალისიახლეებიქალიმამაკაციპედიატრიასტომატოლოგიაფიტოთერაპიაალერგოლოგიადიეტოლოგიანარკოლოგიაკანი, კუნთები, ძვლებიქირურგიაფსიქონევროლოგიაონკოლოგიაკოსმეტოლოგიადაავადებები, მკურნალობაპროფილაქტიკაექიმები ხუმრობენსხვადასხვაორსულობარჩევებიგინეკოლოგიაუროლოგიაანდროლოგიარჩევებიბავშვის კვებაფიზიკური განვითარებაბავშვთა ინფექციებიბავშვის აღზრდამკურნალობასამკურნალო წერილებიხალხური საშუალებებისამკურნალო მცენარეებიდერმატოლოგიარევმატოლოგიაორთოპედიატრავმატოლოგიაზოგადი ქირურგიაესთეტიკური ქირურგიაფსიქოლოგიანევროლოგიაფსიქიატრიაყელი, ყური, ცხვირითვალიკარდიოლოგიაკარდიოქირურგიაანგიოლოგიაჰემატოლოგიანეფროლოგიასექსოლოგიაპულმონოლოგიაფტიზიატრიაჰეპატოლოგიაგასტროენტეროლოგიაპროქტოლოგიაინფექციურინივთიერებათა ცვლაფიტნესი და სპორტიმასაჟიკურორტოლოგიასხეულის ჰიგიენაფარმაკოლოგიამედიცინის ისტორიაგენეტიკავეტერინარიამცენარეთა მოვლადიასახლისის კუთხემედიცინა და რელიგიარჩევებიეკოლოგიასოციალურიპარაზიტოლოგიაპლასტიკური ქირურგიარჩევები მშობლებსსინდრომიენდოკრინოლოგიასამედიცინო ტესტიტოქსიკოლოგიამკურნალობის მეთოდებიბავშვის ფსიქოლოგიაანესთეზიოლოგიაპირველი დახმარებადიაგნოსტიკაბალნეოლოგიააღდგენითი თერაპიასამედიცინო ენციკლოპედიასანდო რჩევები

ანგიოგენინი - სისხლძარღვთა წარმომქმნელი მოლეკულა

საკვები მას ზრდისა და მეტასტაზირებისთვის სჭირდება. ფოლკმანმა შეამჩნია, რომ როდესაც წარმონაქმნის ზომა რამდენიმე მილიმეტრს მიაღწევს, იწყება უახლოესი სისხლძარღვებისგან სისხლძარღვთა ახალი განშტოებების შექმნა, რომლებმაც მზარდი სიმსივნე უნდა კვებოს. ქირურგმა ივარაუდა, რომ სიმსივნური უჯრედები გამოყოფენ სპეციალურ ნივთიერებას, რომელიც სისხლძარღვთა ზრდას იწვევს და ამ ნივთიერებას სიმსივნის ანგიოგენეზური ფაქტორი უწოდა, მე-20 საუკუნის 70-იან წლებში კი დაიწყო იმ გზების ძიება, რომლებიც ამ ნივთიერების გამომუშავებას ხელს შეუშლიდა - იმედი ჰქონდა, ამით სიმსივნის ზრდისა და მეტასტაზირების პროცესი დაითრგუნებოდა. ფოლკმანის ვარაუდი გამართლდა: მრავალმა მეცნიერმა დაადასტურა, რომ სიმსივნური ზრდის დროს სისხლძარღვთა ინტენსიური წარმოქმნა მიმდინარეობს და თუ შეწყდა იმ ახალ სისხლძარღვთა წარმოქმნა, რომლებიც სიმსივნეს კვებავს, წარმონაქმნის ზრდა და მეტასტაზირება შეუძლებელი გახდება. ფოლკმანის ამ აღმოჩენამ სათავე დაუდო ახალ გამოკვლევებს, მათ კი სიმსივნის განვითარების ანგიოგენეზურ თეორიას ჩაუყარეს საფუძველი. ბერტა ველიც სიმსივნურ უჯრედებს იკვლევდა, ოღონდ, ფოლკმანისაგან განსხვავებით, რომელიც ლაბორატორიულ ცხოველებზე განაგრძობდა კვლევებს, მან ადამიანის მსხვილი ნაწლავის სიმსივნური უჯრედები აირჩია კვლევის საგნად. 1985 წელს ბერტა ველის ჯგუფმა გამოაქვეყნა სტატია, სადაც ადამიანის სიმსივნური უჯრედებიდან გამოყოფილ ნივთიერებას აღწერდა. ამ ნივთიერებას მან ანგიოგენინი უწოდა. მისი ერთი მილიგრამის მისაღებად მკვლევარებს ადამიანის სიმსივნური უჯრედების 2 000 ლიტრი კულტურის გადამუშავება მოუხდათ. ქათმის კვერცხზე ჩატარებულმა ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ნივთიერება ანგიოგენინი სულ მცირე დოზებითაც კი ასტიმულირებდა იმპლანტაციის ადგილას სისხლძარღვთა ხშირი ქსელის წარმოქმნას. ამრიგად, მიუხედავად იმისა, რომ გულ-სისხლძარღვთა სისტემის აგებულების, ფუნქციისა და მისი დაავადებების შესწავლა მედიცინის ერთ-ერთი ფუნდამენტური მიმართულება იყო და არის, სისხლძარღვთა წარმოქმნისა და ზრდის თაობაზე კვლევებს სულ სხვა დარგში, კერძოდ, ონკოლოგიაში ჩაეყარა საფუძველი. დღეს კი ეს კვლევები თანამედროვე დონეზე მიმდინარეობს - მათში ჩართულია გენური ინჟინერია.  ცილა ანგიოგენინი ხელს უწყობს ახალი სისხლძარღვების შენებას და დაზიანებულთა აღდგენას. ამ პროცესს ანგიოგენეზი ეწოდება. ანგიოგენეზს დიდი მნიშვნელობა აქვს ტრავმის შემდგომ სისხლის მიმოქცევის აღსადგენად. ცილა ანგიოგენინი ორგანიზმის სხვადასხვა ქსოვილსა და უჯრედებში გვხვდება. იგი სისხლშიც ცირკულირებს. გამოკვლევათა შედეგები ცხადყოფს, რომ ამ ნივთიერებას აქვს ანტიმიკრობული თვისებებიც - მას შეუძლია, წინააღმდეგობა გაუწიოს ბაქტერიულ და სოკოვან ინფექციებს.  ანგიოგენეზი ფიზიოლოგიური პროცესია. ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში სისხლძარღვები, ჩვეულებრივ, აღარ წარმოიქმნება, მაგრამ ტრავმის (ჭრილობის, ინსულტის) შემდეგ აუცილებელია, აღდგეს დაზიანებული ქსოვილის სისხლით მომარაგება. აი, ამ დროს იწყება ახალ სისხლძარღვთა წარმოქმნის ბუნებრივი პროცესი - ანგიოგენეზი. ანგიოგენეზი მიმდინარეობს აგრეთვე ქალის ორგანიზმში რეპროდუქციული ციკლისა და ორსულობის პერიოდში. მაინც რა აიძულებს ორგანიზმს, ახალ სისხლძარღვთა შენება დაიწყოს? ანგიოგენეზის პროცესში მიმდინარე მოვლენები კარგად არის შესწავლილი. ისინი რამდენიმე ეტაპად მიმდინარეობს. აღმოჩნდა, რომ ორგანიზმის ზოგიერთი ქსოვილი, აგრეთვე - სიმსივნის სწრაფად მზარდი ქსოვილიც, გამოიმუშავებს განსაკუთრებულ ნივთიერებებს - ცილოვან მოლეკულებს, რომლებიც ასტიმულირებენ სისხლძარღვთა წარმოქმნის პროცესს. ამ მოლეკულებს ზრდის ფაქტორებს უწოდებენ. დღეისათვის 20-ამდე ასეთი ნივთიერებაა აღმოჩენილი. მათ შორის ყველაზე მნიშვნელოვანი კაპილართა ენდოთელიუმის ზრდის ფაქტორია. იგი 1989 წელს ფრანგმა ექიმმა ნაპოლეონ ფერერამ გამოყო. გენეტიკოსებმა შეძლეს იმ გენის ამოცნობა, რომელიც ამ ნივთიერების სინთეზს აკონტროლებს. ანგიოგენეზი იწყება მაშინ, როდესაც დაზიანებული ქსოვილი ანგიოგენური ზრდის ფაქტორის გამომუშავებას დაიწყებს. ეს პირველი ეტაპია. შემდგომ მოვლენები ასე ვითარდება:

  • სინთეზირებული ზრდის ფაქტორი ანუ სასიგნალო ნივთიერება უკავშირდება სისხლძარღვის ენდოთელური უჯრედების გარსზე მოთავსებულ რეცეპტორებს (ენდოთელური უჯრედები სისხლძარღვის შიდა ზედაპირზე არიან განლაგებულნი).
  • ენდოთელური უჯრედი აქტიურდება, სიგნალი მის ბირთვს გადაეცემა და ენდოთელური უჯრედები იწყებენ დამშლელ ფერმენტთა სინთეზს.
  • დამშლელი ფერმენტები სისხლძარღვის გარსს შლიან და სისხლძარღვში ადგილ-ადგილ წარმოიქმნება ფორები.
  • ენდოთელური უჯრედები მიგრირებენ ფორებისკენ, გამოდიან სისხლძარღვის გარეთ, მრავლდებიან და ახალ სისხლძარღვს "აშენებენ". ეს უჯრედები ისე ლაგდებიან, რომ მილი წარმოიქმნება.
  • დამშლელი ფერმენტები აქაც ეხმარებიან ენდოთელურ უჯრედებს: ისინი "არბილებენ" ქსოვილის უჯრედშორის სივრცეს და საშუალებას აძლევენ ახალ სისხლძარღვს, ქსოვილში საჭირო მიმართულებით გაიკვლიოს გზა.
  • როგორც კი სისხლძარღვი შენებას დაასრულებს, ფერმენტთა აქტივობა ეცემა და სისხლძარღვის ირგვლივ ქსოვილი აღდგება, იბრუნებს პირვანდელ სახეს.

ყოველი ახალი სისხლძარღვი დაკავშირებულია იმ სისხლძარღვთან, რომელშიც სისხლი ცირკულირებს. დადგენილია, რომ სისხლძარღვები დღე-ღამეში რამდენიმე მილიმეტრით იზრდება. ჯანმრთელ ორგანიზმში არსებობს როგორც სისხლძარღვთა წარმომქმნელი ფაქტორები - სტიმულატორები, ისე მათი ზრდის დამთრგუნველი ფაქტორები - ინჰიბიტორებიც. ეს ორი პროცესი ერთგვარად გაწონასწორებულია. მრავალი დაავადების დროს ეს წონასწორობა ირღვევა. სისხლძარღვთა ინტენსიური ზრდისკენ წონასწორობა გადაიხრება ონკოლოგიური დაავადებების შემთხვევაში, ხოლო ისეთი საშიში დაავადებების დროს, როგორიც არის ინსულტი, კორონარული არტერიების დაავადებები, ახალ სისხლძარღვთა წარმოქმნა ითრგუნება. საინტერესოა სისხლძარღვთა წარმომქმნელი სტიმულატორებისა და ინჰიბიტორების რაოდენობის თანაფარდობაც: აღმოჩენილია 20-მდე ანგიოგენეზის სტიმულატორი, მაშინ როდესაც ინჰიბიტორთა რაოდენობა 300-ს აღწევს. დღეს მეცნიერები ინტენსიურად მუშაობენ სიმსივნეთა მკურნალობაში ანგიოგენეზის ინჰიბიტორთა გამოყენების შესაძლებლობის დასადგენად. დეტალურად შეისწავლება ამ ნივთიერებათა მოქმედების მექანიზმი. მათი აღმოჩენაც სიმსივნური უჯრედების კვლევას უკავშირდება. ონკოლოგებმა დიდი ხანია იციან, რომ პირველადი სიმსივნის ამოკვეთის ან მასზე პრეპარატებით აქტიური ზემოქმედების შედეგად ორგანიზმში მეორეულ სიმსივნეთა და მეტასტაზირების პროცესი ჩქარდება. ამ მოვლენის მიზეზი დიდხანს უცნობი რჩებოდა, სანამ არ გამოითქვა ვარაუდი, რომ სიმსივნის პირველადი კერა უნდა გამოყოფდეს რაღაც ნივთიერებას, რომელიც თრგუნავს სისხლძარღვთა ზრდას მეორეულ სიმსივნურ წარმონაქმნებში, რითაც მეტასტაზებს ზრდის საშუალებას არ აძლევს (მეტასტაზი სისხლის ან ლიმფის ნაკადით დაავადების პირველადი კერის სიმსივნური უჯრედების გადატანაა, რაც ორგანიზმის სხვადასხვა ადგილას დაავადების მეორეული კერების წარმოქმნას იწვევს).


ეს მოსაზრება შემდგომ წარმატებით დადასტურდა. 1994 წელს ამერიკელმა მეცნიერმა მაიკლ ო,რედლიმ ექსპერიმენტულ ცხოველებში გამოყო ნივთიერება, რომელიც თრგუნავდა სისხლძარღვთა კაპილარების ზრდას. ამ ნივთიერებას ანგიოსტატინი უწოდეს. აღმოჩნდა, რომ სიმსივნის პირველადი კერის ამოკვეთის შემდეგ ანგიოსტატინის დამთრგუნველი ზემოქმედება ქრება. შედეგად მეორეულ სიმსივნურ წარმონაქმნებში ინტენსიურად მიმდინარეობს ახალი სისხლძარღვების წარმოქმნა, რასაც სიმსივნეთა ახალი კერების სწრაფ ზრდამდე მივყავართ. ანგიოსტატინის მოქმედების მექანიზმის შესწავლა ამჟამად ინტენსიურად მიმდინარეობს. სისხლძარღვთა ზრდას თრგუნავს აგრეთვე ცილა თრომბოსპონდინი. მას სხვადასხვა უჯრედი ასინთეზირებს, მათ შორის - თვითონ სისხლძარღვთა კედლის უჯრედებიც. თრომბოსპონდინი თრგუნავს სისხლძარღვთა ენდოთელური უჯრედების გამრავლებას, რითაც სისხლძარღვთა ზრდას აჩერებს. სისხლძარღვთა ზრდის ინჰიბიტორებს მიაკუთვნებენ აგრეთვე ზოგიერთ ჰორმონს, ჰეპარინის ფრაგმენტებს, ინტერფერონსა და სხვა ნივთიერებებსაც. ანგიოგენეზის ინჰიბიტორთა გამოყენება მიზანშეწონილი იქნება:

  • თვალის დაავადებების დროს - თვალში სისხლძარღვთა ინტენსიური ზრდა ზოგიერთი დაავადების დროს მხედველობის დაკარგვას და სიბრმავესაც იწვევს;
  • ართრიტების დროს;
  • სიმსივნური ზრდის შესაჩერებლად.

ინტენსიური კვლევები მიმდინარეობს ანგიოგენური ნივთიერებების შესასწავლადაც. ამჟამად ცნობილი 20 ანგიოგენური ფაქტორიდან 5 გადის კლინიკურ გამოცდას კიდურების, თავის ტვინის და გულის სისხლძარღვთა აღდგენის შესაძლებლობის დასადგენად. ცნობილია, რომ სისხლძარღვთა ზრდის ანუ ანგიოგენეზის სტიმულირება შეიძლება წარმატებით გამოვიყენოთ:

  • პერიფერიული სისხლძარღვების დაავადებების, კიდურების სისხლძარღვთა იშემიის დროს, რათა თავიდან ავიცილოთ კიდურთა ამპუტაცია;
  • ქრონიკული იარების დროს, განგრენითა და ინფექციებით დაავადებულთათვის - ანგიოგენეზმა შესაძლოა ქრონიკული იარების შეხორცების პროცესი დააჩქაროს;
  • ინსულტის დროს - თავის ტვინში ანგიოგენეზის სტიმულირება ნევროლოგიურ ინვალიდობას შეამცირებს.

მიუხედავად იმისა, რომ ანგიოგენური ნივთიერების თვისებები ჯერ კიდევ 80-იანი წლებიდან იყო ცნობილი, ამ ნივთიერების კლინიკური გამოყენების ყოველი ცდა უშედეგოდ მთავრდებოდა. პირდაპირი ინექციის გზით შეყვანილი ანგიოგენური ნივთიერება პაციენტის ორგანიზმში რამდენიმე საათში იშლებოდა და სამკურნალო ეფექტის მოხდენას ვერ ასწრებდა, მუდმივი ინექციები კი მეტისმეტად ძვირი ჯდებოდა. მაშინ გენეტიკოსებმა კლინიცისტებს შესთავაზეს არა ამ ნივთიერების პირდაპირი ინექცია, არამედ ამ ნივთიერების მასინთეზებელი გენის შეყვანა. ეს არის გენური თერაპიის მეთოდი, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია ანგიოგენური ნივთიერების გენის გამოყოფა, კლონირება და იქ მიყვანა, სადაც ის სამკურნალო ეფექტს მოახდენს. ამ გენოინჟინერული კონსტრუქციის საშენებლად ვირუსები - ადენოვირუსები ან რეტროვირუსები გამოიყენება. უკვე მსოფლიოს რამდენიმე კლინიკამ სცადა ამ მეთოდით მკურნალობა და იმედის მომცემი შედეგებიც მიიღო. აშშ-ის ბრაუნის უნივერსიტეტის უორენ ალპერტის სამედიცინო სკოლის ლაბორატორიები უკვე რამდენიმე წელია კორონარული არტერიების მძიმე დაავადებების დროს გენური ვექტორების გამოყენების შესაძლებლობის დასადგენად მუშაობენ. მათ გამოაქვეყნეს მონაცემები, რომლებიც მიიღეს გენური ვექტორის ინტრამიოკარდიული ინექციითა და კლასიკური სამედიცინო მეთოდებით პაციენტთა მკურნალობის შედეგად. მათ 26 კვირის განმავლობაში აკვირდებოდნენ. პაციენტებს, რომლებსაც გენური ვექტორის ინტრამიოკარდული ინექცია ჩაუტარდათ, მდგომარეობა შესამჩნევად გაუუმჯობესდათ, თუმცა იქვე მიანიშნებდნენ არასასურველ გვერდით მოვლენებზეც: ერთ-ერთმა ანგიოგენურმა ნივთიერებამ სისხლძარღვების წარმოქმნასთან ერთად თრომბის წარმოქმნაც გამოიწვია, ხოლო მეორემ სისხლძარღვთა სიმსივნურ გარდაქმნას - ჰემანგიომას - მისცა დასაბამი (ჰემანგიომა კეთილთვისებიანი სიმსივნეა, რომელიც სისხლძარღვებისგან წარმოიქმნება). მკვლევრები ერთხმად აღნიშნავენ გულის იშემიური დაავადების დროს გენური თერაპიით მკურნალობის ეფექტურობას, მაგრამ იქვე მიანიშნებენ, რომ აუცილებელია კვლევის გაგრძელება, რათა გამოირიცხოს არასასურველი გვერდითი მოვლენები, რომლებიც მოსალოდნელია მოჰყვეს ანგიოგენური ნივთიერებების გამოყენებას. მაგალითად, ანგიოგენურმა ნივთიერებამ შესაძლოა გამოიწვიოს:

1. ანომალიურ, თხელკედლიან ან სქელკედლიან სისხლძარღვთა ზრდა. ასეთი სისხლძარღვი იშემიურ ქსოვილში ოქსიგენიზაციის პროცესში დაკისრებულ ფუნქციას ვერ შეასრულებს.

2. უჯრედთა გამრავლების პროცესისდა კვალად შესაძლოა გამოიწვიოს უჯრედთა არაბუნებრივი, მაგალითად, ავთვისებიანი სიმსივნური ზრდაც, თუმცა ეს ვარაუდი ჯერჯერობით ექსპერიმენტებით არ დადასტურებულა.

3. არსებობს ათეროსკლეროზული ფოლაქების წარმოშობის ალბათობაც.

4. დაბოლოს, ანგიომების ანუ ისეთი სისხლძარღვოვანი ქსელის ჩამოყალიბების ალბათობა, რომელიც სისხლის მიმოქცევასთან არ არის დაკავშირებული.

ჩინელმა მეცნიერებმა - ჯერჯერობით მხოლოდ ექსპერიმენტის საფუძველზე - ვირუსების მაგივრად ღეროვანი უჯრედების გამოყენების მეთოდი შემოგვთავაზეს. ექსპერიმენტულ ცხოველებზე შექმნეს მიოკარდიუმის ქრონიკული იშემიის მოდელი. შემდეგ ცხოველები ორ ჯგუფად დაყვეს. ერთ ნაწილს ჩაუტარდა ტრანსპლანტაცია ღეროვანი უჯრედებით, რომლებშიც ჩანერგილი იყო ანგიოგენინის გენი, მეორეს კი ისეთი ღეროვანი უჯრედებით, რომლებშიც ანგიოგენინის გენი არ იყო ჩანერგილი. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ პირველ ჯგუფში ახალ სისხლძარღვთა წარმოქმნა და გულის კუნთის ფუნქციონირების აღდგენა უფრო სწრაფად მოხდა. აღნიშნული მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნეს გულის ფუნქციის აღსადგენად ქრონიკული იშემიის დროს. ახალი ტიპის გენოინჟინერული კონსტრუქცია გამოიყენეს რუსმა მეცნიერებმა ქვედა კიდურის კრიტიკული იშემიის სამკურნალოდ. სამედიცინო პრობლემა ის გახლავთ, რომ დღემდე არსებული ვერც ერთი მეთოდი ვერ უმკლავდება დაავადებას და ექიმს მხოლოდ ერთი გამოსავალი რჩება - პაციენტს კიდურების ამპუტაცია ურჩიოს. დაკვირვებებმა და გამოკვლევებმა იმედის მომცემი შედეგები აჩვენა. მეცნიერებმა ვირუსების მაგივრად ე.წ. პლაზმიდები გამოიყენეს. ეს არის ბაქტერიული უჯრედის დნმ-ს მონაკვეთები, რომლებიც ბაქტერიული ქრომოსომისგან დამოუკიდებლად არსებობენ და გამრავლების უნარი შესწევთ. პლაზმიდებს ხშირად იყენებენ გენეტიკური ინფორმაციის გადასატანად. პლაზმიდა, რომელშიც ჩანერგილია საჭირო გენი, შეგვიძლია შევიყვანოთ უჯრედში. უჯრედის ციტოპლაზმაში პლაზმიდა მრავლდება. მრავლდება იმ გენის ასლებიც, რომელთა სამკურნალო ეფექტიც აინტერესებს მკვლევარს. ეს მეთოდი ძალზე მოხერხებულია, რადგან აღარც განმეორებითი ინექციებია აუცილებელი და აღარც სათანადო გენის უჯრედის ბირთვის დნმ-ში ჩანერგვა. სისხლძარღვთა ზრდის სტიმულატორთა და ინჰიბიტორთა მოქმედების მექანიზმების შესწავლა, მათი მასინთეზებელი გენების გაშიფვრა და გენური ინჟინერიის მეთოდების გამოყენება მრავალი დაავადების მკურნალობის შესაძლებლობას გვპირდება.