Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Adern brauchen Druck

01.03.2016

Der Blutdruck ist treibende Kraft bei der Angiogenese: Mit zeitlich hochaufgelösten Bildern hat ein Team um Prof. Holger Gerhardt am MDC erstmals gezeigt, wie sich Kapillaren bilden. Der Blutdruck presst die Zellmembran von Gefäßzellen nach innen, daraus wächst ein Gefäßschlauch heran. Die Zelle dirigiert den Prozess mithilfe der Fasern ihres Zellskeletts. Die Ergebnisse der Arbeit in Nature Cell Biology könnten helfen, die Angiogenese während der Embryonalentwicklung und bei Krebs zu verstehen (Mitteilung des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung (BIH), des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), der Charité und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC)).

Mit zeitlich hochaufgelösten Bildern hat die Arbeitsgruppe um Prof. Holger Gerhardt am MDC erstmals im Detail gezeigt, wie sich Blutkapillaren neu bilden: der Blutdruck presst die Zellmembran von Gefäßzellen nach innen, daraus wächst ein zusammenhängender Gefäßschlauch heran.


Im Randbereich der Netzhaut einer Maus bilden sich neue Kapillarschleifen. Bild: Véronique Gebala.

Die Zelle dirigiert den Prozess mit Hilfe der Fasern ihres Zellskeletts. Die Ergebnisse der Arbeit in Nature Cell Biology könnten helfen, die Angiogenese während der Embryonalentwicklung und bei Erkrankungen wie Krebs zu verstehen. Auch für die Störung der Gefäßbildung bei Diabetes könnte der Prozess eine Rolle spielen.

Die Forscherteams um Prof. Holger Gerhardt am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), Berliner Institut für Gesundheitsforschung (BIH), Deutschen Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) und am Flämischen Institut für Biotechnologie (VIB) in Belgien haben ein völlig neues Konzept der Neubildung von feinsten Kapillaren entdeckt.

Bekannt war, dass zunächst neue Zellen aus der Wand eines vorhandenen Blutgefäßes in die Umgebung sprießen. Wie genau sich anschließend der innere Hohlraum bildet, durch den später das Blut fließt, war bislang allerdings unklar.

Gerhardts Team nutzt modernste Konfokalmikroskopie und lebende Zebrafischembryonen, deren Gefäßzellen genetisch mit fluoreszierenden Proteinen markiert werden. Die Forscher beobachteten unter dem Mikroskop, wie der Blutdruck eine Einstülpung in die Gefäßsprosse presst und sie weiter vorantreibt. Die Zelle dirigiert den Prozess mit Proteinfasern aus Actin und Myosin. So wächst der Hohlraum der neuen Kapillare immer nur an der Spitze weiter.

Kapillaren werden gebildet, wenn neue Gewebeabschnitte mit Sauerstoff und Nahrung versorgt werden sollen: bei der Embryonalentwicklung oder der Wundheilung. Auch schnell wachsende Krebsgeschwüre lassen Gefäße sprießen, aber: „Die Gefäße in Tumoren sind nicht normal. Sie sind undicht und können den Gefäßdurchmesser häufig nicht kontrollieren“, sagt die Doktorandin und Erstautorin Véronique Gebala. Nicht nur für das Verständnis von Krebs sind die neuen Ergebnisse bedeutend.

„Wenn die Gefäßbildung wirklich so stark von der Hydrodynamik des Blutes abhängt, was bedeutet das für physiologische Blutdrucksituationen?“ fragt Gruppenleiter Gerhardt. Bei Diabetikern werden zum Beispiel die Gefäße der Netzhaut im Auge abgebaut, die natürlicherweise von starken Blutdruckschwankungen betroffen sind.

Inwieweit der neu entdeckte Mechanismus der Gefäßbildung für diese Krankheitsbilder mitverantwortlich ist, gilt es nun herauszufinden, sagt Gebala: „Der nächste logische Schritt ist die Untersuchung pathologischer Situationen.“

Holger Gerhardt ist Forschungsgruppenleiter am MDC und hat eine BIH-Professur für Experimentelle Herz-Kreislaufforschung an der Charité - Universitätsmedizin Berlin, sowie eine DZHK-Professur.

Véronique Gebala1,3, Russell Collins1,3, Ilse Geudens2, Li-Kun Phng2,4, Holger Gerhardt1,2,3,5,6 (2016): „Blood flow drives lumen formation by inverse membrane blebbing during angiogenesis in vivo.“ Nature Cell Biology. doi:10.1038/ncb3320
1 Vascular Biology Laboratory, Cancer Research UK London Research Institute, London, Vereinigtes Königreich; 2 Vascular Patterning Laboratory, Vesalius Research Center, VIB, Department of Oncology, Katholische Universität Leuven, Belgien; 3 Derzeitige Adresse: Integrative Vaskuläre Biologie, Max-Delbrück Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), Berlin; 4 Derzeitige Adresse: Abteilung für Zellbiologie, National Cerebral and Cardiovascular Center Research Institute, Osaka, Japan; 5 Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Standort Berlin; 6 Berliner Institut für Gesundheitsforschung (BIH), Berlin

Li-Kun Phng und Holger Gerhardt haben gleichermaßen zur Arbeit beigetragen.

Weitere Informationen:

https://insights.mdc-berlin.de/de/2016/02/neue-adern-spriessen-unter-druck/ -- Ausführlicher Artikel zum Thema

Josef Zens | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie