1.3.2. Angiogênese de brotação
As etapas básicas da angiogênese de brotação incluem degradação enzimática da membrana basal capilar, proliferação de células endoteliais (CE), migração dirigida de CEs, tubulogênese (formação de tubos de CE), fusão de vasos, poda de vasos e estabilização de pericilatos. A angiogênese de brotação é iniciada em tecidos mal perfurados quando os mecanismos sensores de oxigênio detectam um nível de hipoxia que exige a formação de novos vasos sanguíneos para satisfazer as necessidades metabólicas das células parenquimatosas (Figura 1.4). A maioria dos tipos de células parenquimatosas (miócitos, hepatócitos, neurônios, astrócitos, etc.) responde a um ambiente hipóxico secretando um fator chave de crescimento proangiogênico chamado fator de crescimento endotelial vascular (VEGF-A). Não parece haver mecanismos redundantes de fatores de crescimento que possam substituir o papel do VEGF-A na angiogênese induzida pela hipóxia.
FIGURA 1,4
VEGF-A direcionou o crescimento capilar para tecidos mal perfundidos. (A) As células endoteliais expostas à maior concentração de VEGF-A tornam-se células de ponta (verdes). O tecido hipóxico é indicado pelo desbotamento circular azul. (B) As células da ponta levam o broto em desenvolvimento (mais…)
Uma célula da ponta endotelial guia o broto capilar em desenvolvimento através do ECM para um estímulo angiogênico como o VEGF-A . Processos celulares longos e finos nas células da ponta chamada filopodia secretam grandes quantidades de enzimas proteolíticas, que digerem um caminho através do ECM para o broto em desenvolvimento . Os filopódios das células terminais são altamente dotados de receptores VEGF-A (VEGFR2), permitindo-lhes “sentir” as diferenças nas concentrações de VEGF-A e fazendo com que se alinhem com o gradiente VEGF-A (Figura 1.5). Quando um número suficiente de filopódios em uma determinada célula da ponta tiver ancorado no substrato, a contração dos filamentos de actina dentro do filopódio puxa literalmente a célula da ponta em direção ao estímulo VEGF-A. Enquanto isso, as células do talo endotelial proliferam enquanto seguem atrás de uma célula da ponta, fazendo com que o broto capilar se alongue. Vacúolos se desenvolvem e coalescem, formando um lúmen dentro de uma série de células do talo. Estas células de talo tornam-se o tronco do capilar recém formado. Quando as células da ponta de dois ou mais brotos capilares convergem na origem da secreção VEGF-A, as células da ponta fundem-se criando um lúmen contínuo através do qual o sangue oxigenado pode fluir. Quando os tecidos locais recebem quantidades adequadas de oxigênio, os níveis de VEGF-A voltam ao normal. A maturação e estabilização do capilar requer o recrutamento de pericíticos e a deposição de ECM junto com a tensão de cisalhamento e outros sinais mecânicos .
FIGURA 1,5
Microanatomia de um broto capilar e seleção das células da ponta. (A) É mostrado um gradiente intersticial para VEGF-A e um gradiente de célula endotelial para VEGFR2. Pensa-se que a migração das células da ponta depende do gradiente VEGF-A e a proliferação de células do talo é (mais…)
A sinalização de dente-de-grau é um componente chave da formação do broto (Figura 1.5). É um sistema de sinalização de células em que o ligando, tipo Delta-4 (Dll4), acasala com seu receptor de entalhe em células vizinhas. Tanto o receptor como o ligando são ligados a células e, portanto, agem apenas através do contacto célula célula/célula. O VEGF-A induz a produção de Dll4 pelas células de ponta, o que leva à ativação dos receptores de entalhes nas células do talo. A ativação do receptor de entalhes suprime a produção de VEGFR2 em células de talo, o que amortece o comportamento migratório em comparação com o das células de talo. Assim, as células endoteliais expostas à maior concentração de VEGF-A são mais propensas a se tornarem células pontiagudas. Embora as células terminais estejam expostas à maior concentração de VEGF-A, sua taxa de proliferação é muito menor em comparação com a das células de talo.
Nem todos os aspectos do caminho de sinalização Delta-Notch são totalmente compreendidos, mas é claro que a produção de uma vasculatura normal depende muito da concentração de VEGF-A nos tecidos. Uma redução de 50% da expressão do VEGF-A é letal embrionariamente devido a defeitos vasculares , e o excesso de VEGF-A em tumores induz a superprodução de células da ponta levando a uma vasculatura desorganizada . Essa dependência crítica das concentrações fisiológicas do VEGF-A para a construção de vasos sanguíneos viáveis pode ajudar a explicar porque as tentativas de induzir angiogênese em tecidos pouco perfurados com a administração do VEGF-A e a terapia genética não têm sido muito bem sucedidas.