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# Biologia # Biologia do Desenvolvimento

A Ciência por trás da Saúde dos Vasos Sanguíneos

Descubra como Lats1 e Lats2 mantêm a estabilidade dos vasos sanguíneos.

Mitzy A. Cowdin, Tuli Pramanik, Shelby R. Mohr-Allen, Yuting Fu, Austin Mills, Victor D. Varner, George E. Davis, Ondine Cleaver

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Estabilidade dos Vasos Estabilidade dos Vasos Sanguíneos Explicada vascular. Papéis chave do Lats1 e Lats2 na saúde
Índice

Os vasos sanguíneos são como estradas pra nosso sangue. Eles transportam oxigênio e nutrientes pra cada célula do nosso corpo, sendo essenciais pra vida. A formação e manutenção desses vasos é super importante, principalmente nas fases iniciais do desenvolvimento. Assim como as estradas precisam ser construídas e mantidas, os vasos sanguíneos passam por uma série de processos pra serem formados e remodelados.

Como os Vasos Sanguíneos São Formados

Nas fases bem iniciais do desenvolvimento de um embrião, os vasos sanguíneos são formados através de dois processos principais: vasculogênese e Angiogênese.

Vasculogênese

A vasculogênese é como a cerimônia de inauguração dos vasos sanguíneos. Envolve células progenitoras que se juntam pra criar os primeiros vasos sanguíneos simples. Esse processo acontece quando o embrião é bem novinho e estabelece a base pra futuros vasos.

Angiogênese

Depois que a base tá pronta, a angiogênese assume. É aí que os vasos sanguíneos existentes crescem e se expandem. Pense nisso como adicionar novas faixas às nossas estradas. As forças hemodinâmicas, que são as forças do fluxo sanguíneo, têm um papel enorme na formação desses vasos durante a angiogênese.

O Que Acontece Quando As Coisas Saem Erradas?

Se houver defeitos no desenvolvimento dos vasos sanguíneos, pode causar sérios problemas de saúde, como malformações e derrames. Imagina se uma das nossas estradas desmoronasse de repente; ia causar uma confusão danada!

A Influência das Forças Mecânicas

As Células Endoteliais, que revestem nossos vasos sanguíneos, são super sensíveis às forças mecânicas do fluxo sanguíneo. Essas células reagem a mudanças no fluxo alterando sua forma, fortalecendo suas conexões e definindo seus papéis (como se vão se tornar artérias ou veias). Várias forças como estresse de cisalhamento e pressão moldam essas células e, no final, os vasos que elas criam.

Forças Hemodinâmicas

Entre as várias forças, o estresse de cisalhamento laminar, criado pelo fluxo sanguíneo suave, é especialmente importante. Ele ajuda a guiar o crescimento e a estabilidade dos vasos sanguíneos depois da formação inicial. Se o fluxo sanguíneo for interrompido, pode causar problemas na estrutura e funcionamento dos vasos.

Os Mecanismos Moleculares em Jogo

As células endoteliais têm um sistema complexo que permite que elas sintam e respondam a sinais mecânicos. Esses sinais são processados através de caminhos moleculares que já foram muito estudados.

Complexo Mecanossensorial

Um jogador chave nesse processo é o "complexo mecanossensorial." Esse complexo, localizado nas conexões entre as células endoteliais, ajuda-as a detectar e responder ao estresse de cisalhamento. Componentes importantes incluem proteínas como PECAM1 e VE-caderina, que são vitais pra formar junções apertadas entre as células.

A Via Hippo

Recentemente, pesquisadores descobriram que a via de sinalização Hippo também desempenha um papel significativo em como as células endoteliais sentem as forças mecânicas. Essa via pode influenciar a atividade dos coativadores transcripcionais YAP e TAZ, que estão envolvidos na proliferação e sobrevivência celular.

Quando a via Hippo tá ativa, as quinases LATS1 e Lats2 mantêm YAP e TAZ sob controle no citoplasma. Se a via Hippo não funcionar direito, YAP/TAZ podem entrar no núcleo e causar um crescimento celular excessivo, o que não é bom pros nossos vasos sanguíneos.

YAP e TAZ: As Abelhas Ocupadas da Célula

YAP e TAZ são como abelhas trabalhadoras que podem promover crescimento e divisão nas células. Mas se elas ficarem muito ativas, podem causar um caos como um enxame de abelhas dentro de um quarto pequeno!

Lats1 e Lats2: Os Guardiões da Estabilidade Endotelial

Lats1 e Lats2 são quinases importantes na via Hippo que ajudam a manter a integridade dos vasos sanguíneos. Pesquisas mostraram que quando Lats1 e Lats2 estão ausentes nas células endoteliais, leva a instabilidade e desenvolvimento inadequado dos vasos sanguíneos.

As Consequências da Exclusão de Lats1/2

Quando pesquisadores deletaram Lats1 e Lats2 especificamente nas células endoteliais de embriões em desenvolvimento, observaram anomalias severas na formação dos vasos sanguíneos. Embriões sem Lats1/2 desenvolveram problemas maiores nos vasos sanguíneos depois que começaram a se formar.

  • Letalidade Embrionária: A ausência de Lats1/2 pode levar à morte do feto causando insuficiência cardíaca e má circulação.

  • Defeitos na Remodelação Vascular: Os vasos sanguíneos não conseguiam se remodelar direito, levando a um sistema vascular com problemas.

Observando o Efeito em Tempo Real

Em estudos com embriões de camundongos, os cientistas descobriram que as células endoteliais inicialmente cresciam normalmente, mas depois de um tempo, os vasos sanguíneos começaram a colapsar. Apesar do desenvolvimento normal no começo, os problemas de fluxo sanguíneo se tornaram evidentes à medida que o desenvolvimento avançava.

Pesquisadores observaram como as células endoteliais se comportavam em diferentes ambientes e descobriram que Lats1/2 eram essenciais pra respostas adequadas às forças mecânicas, especialmente o estresse de cisalhamento do fluxo sanguíneo.

Descobertas In Vivo e In Vitro

Modelos de Camundongo

Em experimentos com modelos de camundongo, os pesquisadores deletaram Lats1/2 e observaram efeitos severos na formação dos vasos sanguíneos embrionários e na viabilidade geral. Os embriões exibiram diferentes tipos de malformações vasculares e eram significativamente menores em comparação com embriões de controle.

Estudos em Cultura de Células

Células endoteliais da artéria pulmonar humana foram usadas pra explorar mais a função de Lats1/2 em um ambiente controlado. Células sem Lats1/2 falharam em se alinhar e moldar adequadamente em resposta ao estresse de cisalhamento, indicando sua importância no comportamento celular.

Implicações para Doenças e Tratamento

Entender como Lats1/2 regulam o crescimento e estabilidade dos vasos sanguíneos tem implicações importantes para tratar condições como aterosclerose e outras doenças vasculares. Se conseguirmos encontrar maneiras de direcionar as vias que envolvem Lats1/2, podemos desenvolver novas terapias para desordens relacionadas.

Uma Perspectiva Mais Ampla

A pesquisa destaca que o equilíbrio das vias de sinalização, incluindo a via Hippo, é crucial pra um desenvolvimento e funcionamento adequados do sistema vascular. Muito ou pouco sinal pode levar a consequências sérias, assim como um sistema de estradas mal projetado pode causar engarrafamentos!

Conclusão

O estudo de Lats1 e Lats2 oferece insights empolgantes sobre os mecanismos moleculares que regulam o desenvolvimento dos vasos sanguíneos. O papel deles em responder a forças mecânicas destaca a importância da sinalização celular na manutenção da saúde. À medida que vamos desvendando a dança complexa de proteínas e vias, nos aproximamos de entender como manter nossas "estradas" vasculares funcionando de boa, sem engarrafamentos.

Então lembre-se, da próxima vez que você admirar a estrutura complexa dos vasos sanguíneos no seu corpo, pode agradecer a Lats1 e Lats2 por desempenharem seu papel em manter essas estradas bem cuidadas!

Fonte original

Título: Lats1/2 are essential for developmental vascular remodeling and biomechanical adaptation to shear stress

Resumo: Blood vessels in mammalian embryos develop from initial aggregates of endothelial cell (EC) progenitors, which coordinate the opening and stabilization of central vascular lumens, all while under progressively increasing flow and pressure from blood circulation. Mechanical cues exerted by shear stress from the blood flow remodel an initial vascular plexus into a ramifying array of large and small vessels. As plasma starts to fill vascular lumens, these forces trigger changes in EC gene expression and dynamic alterations in cell shape and cell adhesion, as cuboidal angioblasts elongate and flatten into ECs. Little is known about how embryonic ECs sense and transduce hemodynamic signals as vessels form in vivo. Here, we report a critical requirement for the Lats1 and Lats2 Hippo pathway kinases during this process. We show that when Lats1/2 are genetically deleted in ECs, embryos develop severe defects in blood vessel formation, which lead to embryonic lethality by E11.5. We find that initial vessel patterning and circulation initiate properly, however remodeling of the initial vascular plexus fails due to lumen collapse and altered blood flow. When Lats1/2 are knocked down using siRNA approaches in cultured ECs, cells fail to elongate and polarize, similar to ECs in the mutant embryos. In addition, VE-cadherin (VEcad) based junctions fail to mature under shear stress. These data show that Lats1/2 deficient cells no longer respond to laminar shear stress, both in vivo and in vitro. This work identifies the Hippo pathway kinases Lats1 and Lats2 as critical transducers of biomechanical cues during the early steps of blood vessel remodeling. This study will provide new targets for treatment of vascular diseases and new directions for efforts to generate vascularized tissues for replacement therapies. HighlightsO_LILats1 and Lats2 mRNA and protein are expressed in murine embryonic endothelial cells (ECs). C_LIO_LIDeletion of Lats1/2 in embryonic endothelium results in severe vascular defects and embryonic lethality. C_LIO_LILoss of Lats1/2 leads to failure of both vascular remodeling and EC elongation upon exposure to flow, in vivo and in vitro. C_LIO_LILats1/2 are required for cell-cell VE-cadherin adhesion maturation under flow. C_LIO_LILoss of Lats1/2 results in cytoskeletal disorganization in response to shear stress. C_LI

Autores: Mitzy A. Cowdin, Tuli Pramanik, Shelby R. Mohr-Allen, Yuting Fu, Austin Mills, Victor D. Varner, George E. Davis, Ondine Cleaver

Última atualização: 2024-12-02 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.01.626284

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.01.626284.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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