Vasos sanguíneos cultivados en laboratorio están ayudan a investigadores a comprender enfermedades que pueden conducir a la demencia y al accidente vascular cerebral
El daño a los vasos puede hacer que ocurran filtraciones al cerebro
Las pruebas de laboratorio revelaron medicamentos que podrían detener este daño y potencialmente sellar las filtraciones.
LUNES, 20 de noviembre de 2023 (HealthDay News) -- Los vasos sanguíneos cultivados en laboratorio están proporcionando una nueva comprensión sobre cómo el daño a los pequeños vasos en el cerebro puede hacer que se filtren, contribuyendo a la demencia y al accidente cerebrovascular.
Aún mejor, esta investigación ha identificado un objetivo farmacológico que podría tapar estas filtraciones y potencialmente reducir el riesgo de una persona de sufrir fugas de vasos sanguíneos dañinos para el cerebro.
Los fármacos antibióticos y anticancerígenos que inhiben una clase de bioquímicos llamados metaloproteinasa (MMPs) revirtieron el daño que ocurre en los vasos sanguíneos cultivados en laboratorio y detuvieron las filtraciones.
"Estos fármacos en particular vienen con efectos secundarios potencialmente significativos, por lo que no serían viables en sí mismos para tratar la enfermedad de los pequeños vasos", dijo la autora del estudio, la Dra. Alessandra Granata, del departamento de ciencias neurológicas clínicas de la Universidad de Cambridge en Inglaterra.
"Pero demuestran que, en teoría, apuntar a las MMPs podría detener la enfermedad", agregó Granata en un comunicado de prensa de la universidad. "Nuestro modelo podría escalarse relativamente fácilmente para probar la viabilidad de futuros fármacos potenciales".
La enfermedad de los pequeños vasos cerebrales (SVD) contribuye a casi la mitad (45%) de los casos de demencia en todo el mundo, dijeron los investigadores en notas de fondo.
También es responsable de aproximadamente uno de cada cinco (20%) accidentes cerebrovasculares isquémicos, que ocurren cuando un coágulo de sangre bloquea el flujo sanguíneo al cerebro. La mayoría de los casos están asociados con enfermedades crónicas como la presión arterial alta y la diabetes tipo 2, y suelen afectar a personas de mediana edad.
Para este estudio, los investigadores de Cambridge recolectaron células de biopsias de piel de pacientes con una forma genética rara de enfermedad de pequeños vasos, causada por una mutación en un gen llamado COL4.
El equipo de investigación reprogramó las células de la piel en células madre, que tienen la capacidad de desarrollarse en casi cualquier tipo de célula dentro del cuerpo.
Luego, usaron estas células madre para generar vasos sanguíneos cerebrales, creando un modelo que imita los defectos vistos en pacientes con enfermedad de pequeños vasos.
"A pesar del número de personas afectadas en todo el mundo por la enfermedad de pequeños vasos, tenemos poco en términos de tratamientos porque no entendemos completamente qué daña los vasos sanguíneos y causa la enfermedad", explicó Granata.
"La mayor parte de lo que sabemos sobre las causas subyacentes tiende a provenir de estudios en animales, pero son limitados en lo que pueden decirnos", señaló. "Es por eso que recurrimos a células madre para generar células de los vasos sanguíneos cerebrales y crear un modelo de enfermedad 'en un plato' que imita lo que vemos en los pacientes".
Los vasos sanguíneos se construyen alrededor de un andamio llamado matriz extracelular, que recubre y soporta los pequeños vasos en el cerebro. El gen COL4 es importante para la salud de esta matriz.
Los investigadores descubrieron que la alteración de esta matriz conduce a que los pequeños vasos sanguíneos se vuelvan permeables.
Además, los investigadores identificaron a las MMPs como desempeñando un papel clave en este daño. Las MMPs típicamente son importantes para mantener la matriz, pero si se producen en exceso, pueden dañar la estructura.
El nuevo estudio fue publicado el 16 de noviembre en la revista Stem Cell Reports.
Más información
La Clínica Cleveland tiene más información sobre la enfermedad de los pequeños vasos cerebrales
FUENTE: Universidad de Cambridge, comunicado de prensa, 16 de noviembre de 2023.
Nuevos fármacos podrían algún día ayudar a proteger los cerebros envejecidos de la enfermedad de pequeños vasos, la cual contribuye a la demencia y al accidente vascular cerebral.
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Lab-grown blood vessels are helping researchers understand diseases that can lead to dementia and stroke
Damage to the vessels can cause them to leak into the brain
Lab tests revealed drugs that could stop this damage and potentially plug leaks
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MONDAY, Nov. 20, 2023 (HealthDay News) -- Lab-grown blood vessels are providing new insight into how damage to the tiny vessels in the brain can cause them to leak, contributing to dementia and stroke.
Even better, this research has identified a drug target that could plug these leaks and potentially reduce a person’s risk of brain-damaging blood vessel leaks.
Antibiotic and anti-cancer drugs that inhibit a class of biochemical called metalloproteinases (MMPs) reversed damage occurring in the lab-grown blood vessels and stopped leakages.
“These particular drugs come with potentially significant side effects, so wouldn’t in themselves be viable to treat small vessel disease,” said study author Dr. Alessandra Granata, of the department of clinical neurosciences at the University of Cambridge in England.
“But they show that in theory, targeting MMPs could stop the disease,” Granata added in a university news release. “Our model could be scaled up relatively easily to test the viability of future potential drugs.”
Cerebral small vessel disease (SVD) contributes to almost half (45%) of dementia cases worldwide, researchers said in background notes.
It is also responsible for about one in five (20%) ischemic strokes, which occur when a blood clot blocks blood flow to the brain. Most cases are associated with chronic illnesses like high blood pressure and type 2 diabetes, and they typically affect people in middle age.
For this study, Cambridge researchers gathered cells from skin biopsies of patients with a rare genetic form of small vessel disease, which is caused by a mutation in a gene called COL4.
The research team reprogrammed the skin cells into stem cells, which have the capacity to develop into nearly any type of cell within the body.
They then used these stem cells to generate brain blood vessels, creating a model that mimics the defects seen in patients with small vessel disease.
“Despite the number of people affected worldwide by small vessel disease, we have little in the way of treatments because we don’t fully understand what damages the blood vessels and causes the disease,” Granata explained.
“Most of what we know about the underlying causes tends to come from animal studies, but they are limited in what they can tell us,” she noted. “That’s why we turned to stem cells to generate cells of the brain blood vessels and create a disease model ‘in a dish’ that mimics what we see in patients.”
Blood vessels are built around a scaffolding called an extracellular matrix, which lines and supports the tiny vessels in the brain. The COL4 gene is important for the health of this matrix.
Researchers found that disruption of this matrix leads to small blood vessels becoming leaky.
Further, researchers identified MMPs as playing a key role in this damage. MMPs typically are important for maintaining the matrix, but if too many are produced they can damage the structure.
The new study was published Nov. 16 in the journal Stem Cell Reports.
More information
The Cleveland Clinic has more about cerebral small vessel disease.
SOURCE: University of Cambridge, news release, Nov. 16, 2023
New drugs might one day help protect aging brains from small vessel disease, which contributes to dementia and stroke.
