Активаторы плазминогена в ремоделировании сосудов при экспериментальной баллонной ангиопластики и снижении кровотока

Ишемическая болезнь сердца (HBG), вызванная развитием стенозирующего атеросклероза коронарных сосудов, уже на протяжении нескольких десятилетий входит в ряд наиболее значимых причин смертности и инвалидизации населения развитых стран (HilleganW. et al., 1993; Levine G. et al, 1995; Gottsauner-Wolf Met al., 1996). Современные подходы к лечению ишемической болезни сердца направлены на реваскуляризацию миокарда либо с помощью хирургических, либо с помощью эндоваскулярных методов. Эндоваскулярные методы, такие как ангиопластика, стентирование или атероэктомия не уступая по эффективности аортокоронарному шунтированию выгодно отличаются от него малой инвазивностью, меньшей стоимостью, отсутствием необходимости длительной реабилитации. Хотя совершенствование техники вмешательства позволило повысить эффективность процедур и снизить число осложнений, остается определенная часть больных, у которых через несколько месяцев после проведения ангиопластики развивается! рестеноз, В основе развития рестеноза лежат два механизма образование неоинтимы и отрицательное геометрическое ремоделирование в участке повреждения артерии. Рост неоинтимы, активируемый повреждением сосуда, приводит к увеличению объема ткани, ограниченного внутренней эластической мембраной, в результате чего просвет сосуда суживается: При ремоделировании сосуда сужение просвета происходит не за счет увеличения объема ткани внутри эластической мембраны, аза счет структурной перестройки наружных слоев артерии, приводящих к ее сужению, — или не позволяющей ей компенсаторно расшириться в ответ на. рост неоинтимы (Gruentzig et al. 1987; Hillegas et al., 1993). Характер ремоделированиясосуда при ангиопластике и атерогенезе важнейшая детерминанта развития стеноза его просвета. При одинаковом объеме неоинтимы или бляшки положительное ремоделирование (увеличение диаметра артерии) может компенсировать потерю просвета, усугублять вызванную потерю ростом просвета. бляшки или неоинтимы, и, а отрицательное (констриктивное) ремоделирование (уменьшение диаметра артерии), напротив будет Патоморфологические экспериментальные исследования показали, что именно геометрическое ремоделирование, а не рост неоинтимы, определяет развитие рестеноза после баллонной ангиопластики (Glagov, 1994; Kakuta et al., 1994). Основным фактором, запускающим ремоделирование, считается локальное изменение напряжения сдвига в результате изменения линейной скорости кровотока. Во время ангиопластики просвет сосуда резко увеличивается, а скорость кровотока и, соответственно, напряжение сдвига в этом участке сосуда уменьшаются, что запускает ремоделирование, приводящее к уменьшению диаметра сосуда, которое вместе с ростом неоинтимы восстанавливает скорость кровотока и напряжение сдвига (Glagov, 1994). Есть данные, позволяющие считать, что типы ремоделирования сосудов могут быть генетически детерминированы и могут влиять на прогноз заболевания (Allan P.L. et al., 1997; Lange L.A. et al., 2002; Gheng K.S. et al., 2002). С помощью внутрисосудистых ультразвуковых исследований было установлено, что при исходном положительном ремоделировании в области атеросклеротической бляшки реже развивался рестеноз после анпюпластики, чем при исходном отрицательном ремоделировании (Dangas et al., 1999). Результаты Роттердамского исследования (Bots ML et al., 1997) показали, что такой индекс сосудистого ремоделирования как утолщеггае интимы/медии сонных артерий является фактором риска развития инсультов и инфарктов. Ключевыми процессами структурной перестройки сосудистой стенки являются пролиферация, миграция клеток сосудов, перестройка внеклеточного матрикса, активирующиеся при различных воздействиях (Clowes et al., 1983; Austin et al., 1985; Garratt et al., 1990; Ciezki et al-, 1999; Ruef et al., 2000). Эти процессы управляются факторами роста и цитокинами, а также системами протеолтггических ферментов, среди которых ведущие роли играют фибринолитическая система (система активаторы плазминогена плазмин) и система матриксных металлопротеиназ. Эти системы обеспечивают локальный внеклеточный протеолиз, необходимый для направленного движения клеток в тканях, активации факторов роста, перестройки внеклеточного матрикса (Dumler et al, 1998; Не S.C., 1989; Matrisian L.M., 1992; Carmeliet, Collen, 1995; Clowes et al., 1990). Значение этих систем для образования неоинтимы и ремоделирования сосудов показано в нескольких работах, включая исследования, выполненные в Лаборатории молекулярной эндокринологии Российского Кардиологаческого Научнопроизводственного плазминогена Комплекса Росздрава. Так установлено, uPA) является что активатор урокиназного типа (урокиназа, обязательным участником реакции сосуда на повреждение (Парфенова Е. В/ с соавт., 2001; More et al., 1995) — Синтез урокиназы клеткаЛ1 сосудистой стенки локально увеличен в атеросклеротической бляшке (Соломатина М. с соав., 2004) и возрастает при повреждении сосуда вовремя ангиопластики, урокиназа способствует развитию рестенозов, стимулируя рост неоинтимы (Парфенова с соавт., 2001; Plekhanova О et al., 2001; Pariyonova, Ye. et aL, 2004), a у трансгенных мышей, лишенных, гена урокиназы образование неоинтимы подавлено (Garmeliet Р. et al., 1997). Трансгенная гиперэкспрессия урокиназы в интиме сосуда у кроликов с экспериментальной моделью атеросклероза стимулирует констриктивное ремоделирование артерии (Falkenberg М. et al.,. 2002). Увеличение синтеза урокиназы обнаружено в интиме сосудов, подвергающихся ремоделированиго в ходе адаптивного артериогенеза, вызванного ишемией задней конечности (Deindel Е. et al., 2003). И, наконец, повышенное содержание урокиназы. в периферической крови больных, подвергаюпцгхся аппюпластике и стентированию коронарных артерийсоотрюсится с высоким риском развития рестенозов (Strauss et al., 1999; Алексеева И. А., 2001). Однако молекулярные механизмы участия активаторов плазминогена и матриксньтх металлопротеиназ, роль отдельных компонентов этих систем и взаимодействие этих систем в процессах ремоделирования сосудов остаются неясными. Между тем активаторы плазминогена, и тканевой (tPA) и урокиназный (uPA), широко применяются в медицинской практике в виде рекомбинантных белков для тромболизисш Создано несколько ингибиторов матриксных металлопротеиназ, которые уже начинают применять в клинике (Margolin L. et al., 2002; Herget J. et al., 2003; PfefferkomT. Rosenberg G.A., 2003; van Beusekom H.M. etal., 2003; Hanessian S, Moitessier N., 2004; Maquoi E. et al, 2004; Araujo CM. et al., 2005). Bee это диктует необходимость углубления имеющихся представлений о механизмах участия активаторов плазминогена и матриксных металлопротеиназ в ремоделировании сосудов и развитии рестенозов.

Цель исследования: Исследовать участие активаторов плазминогена и их взаимоотношение с матриксными металлопротеазами в ремоделировании сосудов при уменьшении кровотока и экспериментальной баллонной ангиопластике. Задачи: 1. Исследовать динамику структурных изменений сонной артерии при уменьшении кровотока у инбредных мышей двух линий, характеризующихся детерминированными различными типами ремоделирования артерий. генетически 2. Исследовать динамику содержания активаторов плазминогена и матриксных металлопротеаз в сонных артериях двух линий инбредных мышей методом иммуногистохимии и сопоставить с динамикой структурных изменений артерий 3. Изучить эффекты периадвентициального нанесения рекомбинантных активаторов плазминогена на баллонированную сонную артерию крысы: изменение структуры сосуда, экспрессию матриксных металлопротеиназ, аккумуляцию моноцитовмакрофагов в ранний период после экспериментальной баллонной ангиопластики. 4. Оценить динамику изменения структуры сосуда в течении месяца после периадвентициального нанесения рекомбинантных активаторов плазминогена на баллонированную сонную артерию крысы. Научная новизна Впервые установлено, что экспрессия активаторов плазминогена увеличивается в ответ на падение кровотока в артерии, а динамика этой экспрессии совпадает с генетически детерминированными типами структурных изменений артерии. Показано противоположное влияние активаторов плазминогена урокиназного и тканевого типов на ремоделирование сосудов, индуцированное.

1. Увеличение объема интимымедии в ответ на экспериментальное уменьшение кровотока в артерии является важной детерминантой, определяющей развитие геометрического ремоделирования сосуда.

2. Падение кровотока в артерии сопровождается активацией пролиферации клеток в сосудистой стенке и инфильтрацией ее лейкоцитами в течение первой недели после уменьшения кровотока, выраженными значительно больше у мышей линии FVB, характеризующихся развитием утолщения интимы/медии.

3. Содержание активаторов плазминогена в стенке сосуда увеличивается в ответ на уменьшение кровотока в артерии и это увеличение более выражено у мышей, характеризующихся развргтием выраженного утолщения интимы/ медии. Динамика содержания урокиназы положительно коррелирует с динамикой роста неоинтимы, в то время как динамика содержания тканевого активатора плазминогена коррелирует с развитием положительного геометрического ремоделирования артерии.

4. Снижение кровотока в артерии сопровождается увеличением содержания матриксных металлопротеиназ (ММП-2 и ММП-9) и их ингибитора (ТИМП-2), но это увеличение не коррелирует со структурными изменениями артерии.

5. Рекомбинантные активаторы плазминогена при нанесении на сосуд после экспериментальной баллонной ангиопластики оказывают противоположное влияние на его структуру: урокиназа стимулирует развитие неоинтимы и констриктивное ремоделирование артерии, в то время как тканевой активатор плазминогена — подавляет рост неоинтимы и вызывает положительное ремоделирование.

6. Урокиназа стимулирует экспрессию и активацию 2-й и 9-й матриксных металлопротеиназ в баллонированной сонной артерии крысы. Подобного эффекта не вызывает тканевой активатор плазминогена.

7. Активаторы плазминогена могут представлять собой новые функциональные мишенидля воздействий, направленных на предотвращение развития рестенозов после ангиопластики и неблагоприятного ремоделирования сосудов при сердечно-сосудистых заболеваниях.