Föreslagen mekanism för Angiopoetin-1 (Ang-1) inducerad antipermeabilitetseffekt i humana mikrovaskulära endotelceller. Bilden till vänster visar blodkärlsceller som är färgade för att identifiera platsen för proteinet TIE2. När aktivatorn Angiopoeitin-1 (Ang-1) appliceras, TIE2 är lokaliserade nära cellytan där Ang1-Tie2 bildar en bro som håller ihop cellerna. I efterföljande experiment, det har visat sig att Ang1-bindning kan förmedla cellulära förändringar genom att öka antingen fosforylering av Akt eller Erk, vilket sedan hjälper till att stabilisera mikrotubulierna för att upprätthålla cellulär struktur. Kredit:National University of Singapore
NUS-forskare har upptäckt en kontrollmekanism som reglerar trafiken av celler och ämnen över blodkärlen. Denna effekt kan ha betydande inverkan på cancermetastaser.
Nanopartiklar används i olika biomedicinska tillämpningar, inklusive diagnos och behandling av cancer. Läkemedelsfrisättande nanopartiklar kan programmeras för att leverera läkemedel lokalt vid tumörstället. Dock, nyare studier har visat att dessa nanopartiklar kan leda till bildandet av mikrometerstora luckor i blodkärlens väggar, gör dem "läckande". Hos cancerpatienter, dessa luckor kan göra det lättare för överlevande cancerceller att fly från sina primära platser till andra delar av kroppen.
En forskargrupp bestående av professor HO Han Kiat från farmaciavdelningen, NUS och professor David LEONG från institutionen för kemi- och biomolekylär teknik, NUS upptäckte att Angiopoeitin-1 (en typ av protein) kan hjälpa till att stänga luckorna i blodkärlen som orsakas av nanopartiklar och minska deras permeabilitet. Detta, i tur och ordning, kontrollerar passagen av ämnen och molekyler genom blodkärlens väggar. Genom att justera mängden Angiopoetin-1 i kroppen, forskarna fann att de kan begränsa och vända "läckage" som induceras i blodkärl som orsakas av nanopartiklar i biomedicinska tillämpningar.
I sina experiment, forskargruppen administrerade bröstcancerceller under huden på murina modeller och introducerade sedan titandioxidnanopartiklar i sina blodkärl. De fastställde att nanopartiklarna ökade läckaget av cancerceller in i blodkärlen. Denna läckageeffekt kan förbättra förflyttningen av cirkulerande cancerceller till avlägsna vävnader, vilket kan resultera i bildandet av nya sekundära cancerställen som tidigare inte var tillgängliga för cancercellerna.
Följer upp detta, teamet fann att Angiopoetin-1 fungerar som en tillväxtfaktor för TIE2, en cellyteregulator som finns naturligt i våra blodkärl. När det finns mer Angiopoetin-1, TIE2-protein är lokaliserat och stimuleras för att täta luckorna i blodkärlen som kan orsakas av nanopartiklarna. Detta minskar i sin tur blodkärlens permeabilitet och begränsar mängden cancerceller som läcker ut i blodomloppet.
Prof Ho sa, "Studien visade att Angiopoeitin-1 potentiellt skulle kunna användas som en motmekanism för att begränsa och vända läckaget som induceras av nanopartiklar. Detta hjälper till att minska extravasationen och transporten av cancerceller till andra vävnader hos cancerpatienter."
