Россиянам сулят чудо-препарат для лечения сосудов. Сосудисто-эндотелиальный фактор роста (VEGF human) Что такое VEGF
Фа́ктор ро́ста эндоте́лия сосу́дов (VEGF ; англ. Vascular endothelial growth factor ) - сигнальный белок , вырабатываемый клетками для стимулирования васкулогенеза (образование эмбриональной сосудистой системы) и ангиогенеза (рост новых сосудов в уже существующей сосудистой системе). В настоящее время известно несколько различных факторов данного семейства (которое, в свою очередь, является подклассом достаточно обширного на сегодняшний день класса факторов роста).
Белки VEGF служат частью системы, отвечающей за восстановление подачи кислорода к тканям в ситуации, когда циркуляция крови недостаточна. Концентрация VEGF в сыворотке крови повышена при бронхиальной астме и сахарном диабете . Основные функции VEGF - создание новых кровеносных сосудов в эмбриональном развитии или после травмы, усиление роста мышц после физических упражнений, обеспечение коллатерального кровообращения (создание новых сосудов при блокировании уже имеющихся).
Повышенная активность VEGF может привести к возникновению различных болезней. Так, со́лидные раковые опухоли не могут вырасти крупнее некоторого ограниченного размера, не получив адекватного кровоснабжения; опухоли же, способные экспрессировать VEGF, могут расти и метастазировать . Избыточная экспрессия VEGF может вызвать сосудистые заболевания тех или иных частей тела (в частности, сетчатки глаз). Некоторые созданные в последние годы лекарственные препараты (такие, как бевацизумаб) способны, ингибируя VEGF, контролировать или замедлять течение таких заболеваний.
Текущие исследования показывают, что белки VEGF - не единственный активатор ангиогенеза. В частности, FGF2 и HGF также являются мощными ангиогенными факторами.
Классификация
Наиболее важную роль в организме человека играет белок семейства VEGF, называемый VEGF-A . В данное семейство также входят плацентарный фактор роста (PGF ) и белки VEGF-B , VEGF-C , VEGF-D . Все они были обнаружены позже, чем VEGF-A (до их обнаружения белок VEGF-А назывался просто VEGF). Наряду с перечисленными были открыты белок VEGF, кодируемый вирусами (VEGF-E ), и белок VEGF, содержащийся в яде некоторых змей (VEGF-F ).
| Тип | Функция |
|---|---|
| VEGF-A |
|
| VEGF-B | Эмбриональный ангиогенез (в частности, тканей миокарда) |
| VEGF-C | Ангиогенез лимфатических сосудов |
| VEGF-D | Развитие лимфатических сосудов в лёгких |
| PIGF | Васкулогенез (а также ангиогенез при ишемии, воспалении, заживлении ран и раке) |
Активность белка VEGF-А изучалась (как следует из его названия) в основном на клетках эндотелия сосудов, хотя он оказывает влияние на функционирование и других типов клеток (например, стимулирует миграции моноцитов /макрофагов, действует на нейроны, клетки раковых опухолей, почечные эпителиальные клетки). В исследованиях in vitro было показано, что VEGF-A стимулирует митогенез эндотелиальных клеток и их миграции. VEGF-A также усиливает и увеличивает проницаемость микрососудов и был первоначально назван «Сосудистый фактор проницаемости».
Альтернативная классификация
Понятие «белков VEGF» - широкое понятие, охватывающее две группы белков, которые возникают в результате альтернативного сплайсинга матричной РНК (мРНК) одного гена, содержащего 8 экзонов . Эти две группы различаются сайтом сплайсинга терминального 8-го экзона: белки с проксимальным сайтом обозначаются как VEGFxxx, а с дистальным - как VEGFxxxb. Кроме того, альтернативный сплайсинг 6-го и 7-го экзонов изменяет их гепарин-связывающие свойства и аминокислотный состав (у людей: VEGF121, VEGF121b, VEGF145, VEGF165, VEGF165b, VEGF189, VEGF206; у грызунов ортологи этих белков содержат на одну аминокислоту меньше). Эти области имеют важные функциональные последствия для вариантов VEGF, так как сайт сплайсинга терминального участка (8-й экзон) определяет, будут ли белки проангиогенными (проксимальный сайт сплайсинга, используемый в ходе ангиогенеза) или антиангиогенными (дистальный сайт сплайсинга, используемый в нормальной ткани). Кроме того, включение или исключение 6-го и 7-го экзонов обеспечивают взаимодействия с гепарансульфатными протеогликанами и нейропилиновыми корецепторами на поверхности клетки, увеличивая их способность связывать и активировать рецепторы VEGF (VEGFR ). Недавно было показано, что у мышей белок VEGF-C является важным индуктором нейрогенеза в субвентрикулярных зонах, не оказывающим ангиогенных эффектов.
Рецептор VEGF
Все члены семейства белков VEGF стимулируют клеточный отклик, связываясь с рецепторами с тирозинкиназной активностью на поверхности клетки; активизация данных белков происходит путём их трансфосфорилирования. Все VEGF-рецепторы имеют внеклеточную часть, состоящую из 7 иммуноглобулин-подобных областей, один трансмембранный участок и внутриклеточную часть, содержащую тирозинкиназный домен.
Известно три типа рецепторов, которые обозначаются как VEGFR-1, VEGFR-2 и VEGFR-3. Также, в зависимости от альтернативного сплайсинга, рецепторы бывают мембраносвязанные и свободные.
Белок VEGF-A связывается с рецепторами VEGFR-1 (Flt-1) и VEGFR-2 (KDR/Flk-1); при этом рецептор VEGFR-2 выступает как посредник почти во всех известных реакциях клетки на VEGF. Функции рецептора VEGFR-1 определены менее чётко (хотя полагают, что он модулирует сигналы VEGFR-2). Ещё одна функция VEGFR−1 - он может выступать как «пустой» рецептор, изолируя белок VEGF от рецептора VEGFR-2 (что представляется особенно важным при ангиогенезе во время развития зародыша).
Белки VEGF-C и VEGF-D (но не VEGF-A) являются лигандами для третьего рецептора (VEGFR-3), выступающего посредником лимфангиогенеза .
Продукция клетками
Производство белков VEGFxxx может быть вызвано в клетках, которые не получают достаточного количества кислорода. Когда клетка испытывает дефицит в кислороде, она производит один из факторов транскрипции - фактор, индуцируемый гипоксией (HIF ). Данный фактор (помимо других функций - в частности, модуляции эритропоэза , т. е. процесса образования эритроцитов в костном мозге) стимулирует высвобождение белков VEGFxxx. Циркулирующий белок VEGFxxx затем связывается с VEGF-рецептором на клетках эндотелия и активирует действие тирозинкиназы , запуская ангиогенез.
У пациентов, страдающих от эмфиземы легких, было установлено снижение уровня VEGF в лёгочных артериях.
В почках повышенная экспрессия VEGFxxx в клубочках непосредственно вызывает гломерулярную гипертрофию, связанную с протеинурией.
Изменения уровня VEGF могут указывать на ранние стадии развития преэклампсии .
Анти-VEGF терапия
Анти-VEGF терапия играют важную роль в лечении некоторых видов рака (в частности -
Наши эксперты - доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной хирургии медицинского факультета РУДН Алексей Зудин
и сердечно-сосудистый хирург Ярославской областной клинической больницы, доктор медицинских наук, профессор кафедры хирургии -ИПДО Ярославского государственного медицинского университета Юрий Червяков.
Масштаб проблемы
Два миллиона россиян страдают ишемией нижних конечностей. Болезнь проявляется перемежающей хромотой - болью в голенях во время ходьбы, которая не позволяет человеку пройти без остановки - кому больше 1 км, а кому и больше 25 м. И если не лечиться, состояние будет только ухудшаться.
У 40% тех, кто страдает перемежающей хромотой, в перспективе - ампутация ноги, инвалидность, у многих гибель в ближайшие 5 лет после операции. Причём такие перспективы не только у российских больных, но и у пациентов из других стран. Частота ампутаций на 1 млн населения в год по причине ишемии ног: 400 - в Швеции, 300 - в Великобритании, 280 - в США, 500 - в России.
40 тысяч человек у нас остаются без ноги ежегодно. А потери для бюджета страны на одного обезножившего пациента - 700 тысяч рублей. Вот как в цифрах выглядит эта проблема.
В чём причина?
Отчего в ногах ухудшается кровоснабжение? В основе заболевания - тот же атеросклероз, который приводит к инсультам и инфарктам. Только в случае ишемии ног холестериновые бляшки забивают не крупные артерии, а мелкие капилляры. Мышцы не получают достаточно кислорода, начинают болеть при ходьбе, ноги мёрзнут, кожа на них становится бледной, голень из-за плохого питания утончается, ногти на ногах медленно растут, ломаются…
При этом ишемия нижних конечностей встречается чаще других сосудистых заболеваний, таких, например, как ишемическая болезнь сердца или инсульт. 42 тысячи новых пациентов с таким диагнозом появляются у нас ежегодно.
Как до недавнего времени лечили, да и сейчас ещё во многих местах лечат, ишемию ног?
Назначают сосудорасширяющие препараты. Но так как у них есть опасный побочный эффект - риск инфаркта, - такое лечение теперь признано неэффективным.
В 30% случаев ишемии ног кровоток пытаются восстановить хирургическим путём. Удаляют из крупных сосудов бляшки, ставят стенты, которые расширяют артерии, заменяют старые сосуды на искусственные… Но в мелкие сосуды со скальпелем не заберёшься и стент в них не поставишь. Так что для 30% больных с ишемией ног медицина ещё совсем недавно была бессильна.
Новый метод
Но недавно появился новый метод: генно-терапевтический, который позволяет вырастить новые капилляры.
Это всего лишь 2 курса уколов, когда в мышцы вводится ген, который приводит в действие фактор роста сосудов ног, и этот фактор заставляет периферические сосуды расти. Рост может продолжаться до трёх лет.
Безопасность метода была подтверждена во время клинических исследований, проходивших в 33 медицинских учреждениях России и Украины. С этого года препарат, созданный нашими учёными, зарегистрированный и производимый в России, входит в список жизненно необходимых лекарств.
Шесть лет прошло с того времени, как первые пациенты получили генную терапию и у них выросли новые капилляры. Так они и остались, снабжают ткани ног кровью и позволяют бывшим больным ходить без боли.Факторы риска развития ишемической болезни ног:
1. Возраст: атеросклероз сосудов ног у мужчин начинает проявляться после 45 лет, у женщин - после 55 лет;
2. Мужской пол;
3. Курение: 90% больных ишемией ног - злостные курильщики;
4. Сахарный диабет: у пациентов с этим заболеванием вероятность ампутации возрастает в 10 раз;
5. Ожирение: риск атеросклероза повышается, если объём талии у мужчины больше 102 см, у женщины - больше 88 см;
6. Гипертония;
7. Повышенный уровень холестерина в крови: это фактор риска появления бляшек, закупоривающих сосуды;
8. Наследственность: в группе риска те, у чьих родственников были инфаркты и инсульты.
Новые вены вместо старых вырастит инъекция
«Институт стволовых клеток человека» представил препарат, способствующий выращиванию новых кровеносных сосудов вместо деформированных
Российская биотехнологическая компания первой в мире запустила в серийное производство препарат, выращивающий новые кровеносные сосуды взамен старых, забитых холестериновыми бляшками. Лекарство называется «Неоваскулген» , его инъекции заставляют капиллярную сеть хаотично разрастаться. Разработчики говорят, что такой способ лечения ишемии - единственная альтернатива проведению операции в запущенных случаях болезни.
Мы сделали опытно-промышленную партию «Неоваскулгена». Сейчас она проходит государственную сертификацию, и после этого препарат поступит в продажу. Проведены все фазы клинических испытаний, Росздравнадзор одобрил его, Минздрав выдал регистрационное удостоверение. Я рассчитываю, что в течение месяца по различным программам препарат начнет поступать в больницы, - рассказал «Известиям» генеральный директор ИСКЧ Артур Исаев. Принцип действия препарата состоит в использовании специального гена VEGF 165, который заставляет организм выращивать новые сосуды. Большая часть препарата, попавшего в организм, разрушается почти сразу - его перерабатывают печень и селезенка. Но около 1% гена усваивается клетками в области его введения, и этот ген формирует в цитоплазме белок, отвечающий за создание новых сосудов. Белок выделяется из клеток в межклеточную среду - в мышечную ткань, расположенные поблизости клетки сосудов начинают делиться:вырастает новая ткань капилляров, в ней формируются просветы, образуются слои, в итоге формируется сеть сосудов. Процесс затухает и останавливается после того, как в клетке цитоплазмы происходит естественная чистка - вещество выводится из организма. Пациенту делают повторную инъекцию, и процесс продолжается до тех пор, пока не сформируется биологический шунт - сеть сосудов, которая соединяет кровоток по обе стороны от сужения. Таким образом, создается альтернативный путь, и кровоток восстанавливается.
В ИСКЧ говорят, что лекарство помогло 94% испытуемых: у них в несколько раз возросла дистанция безболевой ходьбы (ключевой показатель при ишемической болезни). Пятерым обследуемым из 140 не удалось избежать ампутации конечностей. Зато ее удалось отсрочить: рентгенограммы показали рост капиллярной сети у всех испытуемых.
По словам создателей препарата,началась регистрация препарата на Украине, затем они надеются выйти на рынок Европы, договорившись о продаже препарата партнеру.
Инвестиции в новое средство борьбы с ишемией, по словам Артура Исаева, составили несколько миллионов долларов,причем использовались средства инвесторов, в основном топ-менеджеров ИСКЧ, и прибыль дочернего предприятия, Гемабанка - банка хранения стволовых клеток пуповинной крови. «Неоваскулген» будут производить на базе Гематологического научного центра (ФГБУ ГНЦ) МЗСР РФ. В ИСКЧ планируют до конца года распространить 1 тыс. упаковок, затем производства нарастят и доведут до 40 тыс. упаковок в год. Одна упаковка препарата будет стоить у дистрибутора 80 тыс. рублей, курс лечения - 160 тыс рублей. Отметим, что альтернативные варианты лечения ишемии тоже недешевы: стандартная операция по протезированию сосудов, по словам, Исаева, стоит порядка 300 тыс. рублей.
Директор института не сомневается, что медицинский продукт будет коммерчески успешен из-за безрадостной ситуации с ишемической болезнью в стране. Сужением просвета сосудов и уменьшения их проходимости, по данным ИСКЧ, страдают не менее 1,5 млн россиян. При этом у 144 тыс. человек каждый год выявляется тяжелая форма заболевания, а 30–40 тыс. пациентам каждый год ампутируют конечности. Теоретически всем этим людям мог бы помочь «Неоваскулген».
В Минздраве подтверждают, что препарат эффективен и имеет перспективы для лечения атеросклероза или тромбоза.
Конечно, «Неоваскулген» будет показан для тех состояний, при которых нарушается кровоснабжение тканей. Но это широкая группа больных, и одного препарата для их лечения явно недостаточно. Для лечения ишемии нужен комплекс препаратов, так же как для гипертонии недостаточно, например, одного клофелина. В кардиоцентре имени Бакулева есть похожий препарат - «Корвиан», он проходит третью фазу испытаний. Аналогичные средства разрабатываются и за рубежом. И если они не прошли клинических испытаний, то значит, пока остаются вопросы к их эффективности, - говорит собеседник «Известий» в Минздраве.
Эксперты обращают внимание, что в разных странах мира сейчас пытаются изобрести порядка 20 лекарств, которые используют тот же принцип для решения тех же проблем, что и лекарство ИСКЧ.
У нас никто кроме ИСКЧ в этом направлении не продвинулся. Но это рискованный стартап для института, с учетом средств, которые они в него вкладывают, - говорит директор аналитической компании Cegedim Strategic Data, фармэксперт Давид Мелик-Гусейнов. - Как препарат будет вести себя на практике, пока неизвестно - стоят вопросы, связанные с медицинской доказанностью, фармоэкономикой этого средства. Кроме того, есть и другие консервативные способы лечения ишемии.
Медики ожидают прорыва в лечении сердечно-сосудистых заболеваний с помощью генной инженерии - открытия принципиально новых препаратов. В Минздраве говорят, что самые перспективные разработки связаны с ферментом урокиназы (применяется для лечения тромбоза), у которого такжеобнаружились свойства, стимулирующие рост сосудов. Препарат на основе этого белка «Юпикор» уже прошел фазу доклинических испытаний, впереди его проверка на людях.
Константин Пукемов
При хирургических вмешательствах у больных СД второго типа
При СД 2 типа происходит нарушение баланса ангиогенеза. СД характеризуется гипергликемией и различными нарушениями метаболизма. Они нарушают баланс между проангиогенными и антиангиогенными регуляторами и вести к неадекватному образованию новых сосудов при сахарном диабете (СД). В свою очередь, нарушения ангиогенеза и васкулогенеза являются важными механизмами в развитии сосудистых осложнений СД. Так развитие макрососудистых осложнений сопровождается подавлением интенсивности ангиогенеза и васкулогенеза.
при плохо контролируемом сахарном диабете (СД) процесс заживления мягких тканей замедляется. При этом один из факторов – это снижение уровня местных ростовых факторов, что ограничивает возможность наращивания мягких тканей десны в рамках имплантологических операций. Также доказано, что у пациентов с СД снижается количество продуцируемого фибробластами коллагена, что ведет к замедлению сокращения раны. Нарушение углеводного обмена влечет за собой повышение матриксных металлопротеаз (ММР) и снижение оксида азота (NO), транформирующего фактора роста бета-1 (TGFβ1), что является причиной замедления процессов формирования ЭЦМ. Клинические исследования показывают, что при сахарном диабете нарушения баланса ангиогенеза можно достичь как применением ингибиторов ангиогенеза, так и его стимуляторов. Стимуляция ангиогенеза и васкулогенеза с помощью стволовых клеток и ростовых факторов – перспективное направление лечения недостаточности агниогенеза при сахарном диабете, которая влияет на снижение процесса заживления мягких тканей, формирование макроагниопатий.
Учитывая отмеченное, в послеоперационный период у больных СД представляется перспективным стимулировать процесс ангиогенеза за счет цикотинов и фактора роста эндотелия сосудов.
Известно, что фактор роста эндотелия сосудов и цикотины стимулируют ангиогенез, и таким образом, повышают насыщение тканей кислородом (рО2), что является одним из факторов репарации мягких тканей. Снижение уровня данного фактора роста приводит к замедлению процесса эпителизации. Результаты исследований показывают, что факторы роста и цитокины оказывают определяющее влияние на скорость и качество репаративных процессов у больных сахарным диабетом.
Так в стоматологии при наращивании тканей десны, имплантологических операциях можно использовать коллагеновые мембраны, насыщенные фактором роста эндотелия сосудов или осуществлять процедуру «Плазмодент», основанную на введении богатой тромбоцитами плазмы, взятой из крови пациента. Такая плазма содержит в себе факторы роста и является стимулятором процесса ангиогенеза. В настоящее время имплантологические операции проводятся больным СД только при уровне гликированного гемоглобина менее 6,0. Такого показателя добиваются за счёт временного перевода больного на период операции и постоперационный период на инъекции инсулина. Однако, при СД 2 типа у больного присутствует гиперинсулинемия из-за инсулинрезистентности. Возможно, что использование фактора роста эндотелия сосудов для стимулирования процесса репарации мягких тканей позволит сдвинут показатель гликированного гемоглобина и до более высоких значения, скомпенсировав нарушения агниогенеза от гипергликемии фактором роста эндотелия сосудов. Представляется, что процедуру введения плазмы, насыщенной тромбоцитами, можно использовать при любых хирургических вмешательствах в отношении больных СД.