ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΡΤΗΡΙΟΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΗΣ ΘΡΟΜΒΙΝΗΣ ΣΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΙΣΧΑΙΜΙΑΣ ΚΑΤΩ ΑΚΡΩΝ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΑΤΣΑΝΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΠΑΤΡΑ 2009

2 2

3 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΡΤΗΡΙΟΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΗΣ ΘΡΟΜΒΙΝΗΣ ΣΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΙΣΧΑΙΜΙΑΣ ΚΑΤΩ ΑΚΡΩΝ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΑΤΣΑΝΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΠΑΤΡΑ

4 4

5 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: 1. ΝΙΚΟΣ ΤΣΟΠΑΝΟΓΛΟΥ, Επίκουρος Καθηγητής Φαρμακολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών, Επιβλέπων Καθηγητής 2. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΝΙΚΗΦΟΡΙΔΗΣ, Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 3. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΣΙΑΜΠΛΗΣ, Καθηγητής Ακτινολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: 1. ΝΙΚΟΣ ΤΣΟΠΑΝΟΓΛΟΥ, Επίκουρος Καθηγητής Φαρμακολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών, Επιβλέπων Καθηγητής 2. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΝΙΚΗΦΟΡΙΔΗΣ, Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 3. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΣΙΑΜΠΛΗΣ, Καθηγητής Ακτινολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 4. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΑΛΕΞΟΠΟΥΛΟΣ, Καθηγητής Καρδιολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 5. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΔΟΥΓΕΝΗΣ, Καθηγητής Καρδιοθωρακοχειρουργικής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 6. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΓΚΑΔΗΣ, Επίκουρος Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 7. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΑΡΝΑΜΠΑΤΙΔΗΣ, Επίκουρος Καθηγητής Επεμβατικής Ακτινολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 5

6 6

7 Στην οικογένειά μου, στους συνεργάτες και φίλους μου 7

8 8

9 Πίνακας Περιεχομένων 1. Εισαγωγή...11 Περιφερική αποφρακτική αγγειοπάθεια Αγγειογένεση Αρτηριογένεση Θεραπευτική αγγειογένεση Θρομβίνη Επιστημονικός σκοπός Υλικό και Μέθοδος...52 Πειραματικά μοντέλα ασθενειών Χειρουργικό μοντέλο ισχαιμίας οπίσθιων άκρων κονίκλου Ενδοαγγειακό μοντέλο ίσχαιμων οπίσθιων άκρων κονίκλου Διαωτιαία αγγειακή πρόσβαση Πρόκληση ισχαιμίας με διαωτιαίο ενδαρτηριακό εμβολισμό Ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία Ανάλυση και μετα-επεξεργασία των αγγειογραφικών εικόνων Διαωτιαία ενδαρτηριακή αγγειογραφία Πολυτομική υπολογιστική τομογραφία Δυναμική υπολογιστική τομογραφία - Dynamic CT Υπολογιστική τομογραφία αιματώσεως ιστών - Perfusion CT Υπολογιστική και μαγνητική τομογραφία (CT και MR imaging) Πειραματικά πρωτόκολλα Ιστοπαθολογική εξέταση Στατιστική ανάλυση Αποτελέσματα Μέρος Ι...95 Διαωτιαία αγγειακή πρόσβαση Απεικόνιση της αρτηριογένεσης με Perfusion CT Προκλητή υπεραιμία με προσωρινό ενδοαγγειακό αποκλεισμό Συμπεράσματα

10 4. Αποτελέσματα Μέρος ΙΙ Επίδραση της θρομβίνης, του VEGF και του bfgf στην αρτηριογένεση Eπίδραση υψηλής δόσης θρομβίνης στην αρτηριογένεση Ιστοπαθολογική εξέταση Η επίδραση της θρομβίνης στην αιμοδυναμική αποκατάσταση Συμπεράσματα Αποτελέσματα Μέρος ΙΙΙ Επαναλαμβανόμενη χορήγηση θρομβίνης Συμπεράσματα Συζήτηση Διαωτιαία αγγειακή πρόσβαση και ενδοαγγειακό μοντέλο ισχαιμίας142 Η δράση της θρομβίνης στην αρτηριογένεση και επαναιμάτωση Βιβλιογραφία Περίληψη Abstract Βιογραφικό σημείωμα

11 1. Εισαγωγή Περιφερική αποφρακτική αγγειοπάθεια Η αθηρωμάτωση αποτελεί μία φλεγμονώδη νόσο, που κατά κύριο λόγο συνίσταται στη συσσώρευση λιπιδίων στο αρτηριακό τοίχωμα [1]. Η αυξημένη συγκέντρωση χοληστερίνης στο πλάσμα (ιδίως LDL) αποτελεί έναν από τους κύριους ανεξάρτητους παράγοντες κινδύνου. Η καρδιαγγειακή αθηρωμάτωση προσβάλλει κυρίαρχα τις μεγάλες και μεσαίες αρτηρίες ελαστικού και μυϊκού τύπου οδηγώντας σε μειωμένη αιμάτωση και ισχαιμία της καρδιάς, του εγκεφάλου, των νεφρών και των περιφερικών άκρων. Αποτελεί την πρωτεύουσα αιτία θνησιμότητας και νοσηρότητας στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ευρώπη και σε πολλές χώρες της Ασίας [1, 2]. H περιφερική αποφρακτική αρτηριοπάθεια των κάτω άκρων (peripheral vascular disease; PAD) ορίζεται ως ο περιορισμός ή η διακοπή της αιμάτωσης του αρτηριακού δένδρου που τροφοδοτεί τα κάτω άκρα λόγω απόφραξης του αυλού των αγγείων (Εικόνα 1) [2-4]. Στην πλειοψηφία των ασθενών έχει σαν κύριο αίτιο την αθηρωμάτωση των περιφερικών αρτηριών και προκαλεί σημαντικές αλλαγές στον τρόπο ζωής των ασθενών οδηγώντας έως και στην απώλεια εργασίας ή χειρότερα στην αναπηρία. Η PAD εκτιμάται ότι προσβάλλει 7,4 εκατομμύρια ασθενείς ηλικίας άνω των 60 στις Ηνωμένες Πολιτείες [5]. Η επίπτωση της PAD αυξάνει με την ηλικία και κυμαίνεται από 1% σε ηλικία <50 ετών έως και >10% σε ηλικία >70 ετών [2-4]. Οι κύριοι παράγοντες κινδύνου για την εμφάνιση PAD είναι η ηλικία, το φύλο, το κάπνισμα, η υπερλιπιδαιμία, η υπέρταση και ο διαβήτης. Η PAD είναι συνήθως κλινικά σιωπηλή στα αρχικά στάδια εξέλιξης της νόσου και εκδηλώνεται με διαλείπουσα χωλότητα, δηλ. διαλείπων άλγος κυρίως στις γαστροκνημίες που εντείνεται με την κόπωση και υφίεται με την χαλάρωση των μυών, όταν ο βαθμός 11

12 αρτηριακής στένωσης γίνει >50% [4]. Η φυσική πορεία της νόσου είναι σταδιακή επιδείνωση της ισχαιμίας με μετάπτωση σε κρίσιμη ισχαιμία του άκρου (άλγος ηρεμίας ή/και γάγγραινα) και τελικά ακρωτηριασμό του επαπειλούμενου σκέλους. Αν και το 50% των ασθενών με PAD είναι ασυμπτωματικό, έως και το ένα τρίτο περίπου θα εκδηλώσει συμπτώματα διαλείπουσας χωλότητας. (Εικόνα 2) [2-4]. 12

13 Εικόνα 1. Περιφερική αποφρακτική αρτηριοπάθεια των κάτω άκρων (peripheral vascular disease; PAD) [3, 4]. Η εκδήλωση PAD συνηγορεί υπέρ γενικευμένης αθηρωμάτωσης του κυκλοφορικού συστήματος και συνυπάρχει με στεφανιαία νόσο ή/και ενδοκράνια αρτηριοσκλήρυνση σε ποσοστό έως και 50% [3]. Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι οι ασθενείς με PAD έχουν τον ίδιο σχετικό κίνδυνο θανάτου από καρδιαγγειακά αίτια με τους ασθενείς που έχουν ιστορικό εμφράγματος του μυοκαρδίου ή αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου [2]. Εικόνα 2. Διαγραμματική απεικόνιση της νοσηρότητας και θνησιμότητας των ασθενών με συμπτωματική περιφερική αποφρακτική αρτηριοπάθεια από τη στιγμή της εμφάνισης των συμπτωμάτων διαλείπουσας χωλότητας [3, 4]. Ένα ποσοστό 5-10% των ασθενών με PAD θα μεταπέσει σε κρίσιμη ισχαιμία (άλγος ηρεμίας ή/και γάγγραινα) με τελικό ακρωτηριασμό του άκρου έως και στο 40% και θνησιμότητα έως και 25% ετησίως [3, 4]. Η χρόνια κρίσιμη ισχαιμία των κάτω άκρων (Critical Limb 13

14 ischemia; CLI) ορίζεται ως το άλγος ηρεμίας που απαιτεί τακτική αναλγησία ή μη ιάσιμο έλκος ή γάγγραινα των κάτω άκρων που οφείλεται σε αποδεδειγμένη αρτηριακή αποφρακτική νόσο [3]. Η CLI έχει ετήσια επίπτωση /1,000,000 πληθυσμού και συνοδεύεται από 45% θνησιμότητα από καρδιαγγειακά αίτια στα 5 έτη [3, 6-8]. Οι ευρέως αποδεκτοί σύγχρονοι μέθοδοι για την καταστολή της αθηρωματικής διεργασίας και την άρση της ισχαιμίας των ιστών είναι αφενός συντηρητικές (αλλαγή τρόπου ζωής, διακοπή του καπνίσματος, φαρμακευτική αγωγή για την αντιμετώπιση του διαβήτη, της υπερλιπιδαιμίας, και της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας) και αφετέρου επεμβατικές (χειρουργική ή ενδοαγγειακή αποκατάσταση της βατότητας των αγγείων). Οι ασθενείς με CLI είναι κατά κανόνα υψηλού εγχειρητικού κινδύνου (συννοσηρότητες όπως διαβήτης, ισχαιμική καρδιοπάθεια, κ.α.), ενώ συχνά δεν διαθέτουν αυτόλογο φλεβικό μόσχευμα ή το κατάλληλο αγγείο απορροής ώστε να υποβληθούν σε επιτυχή επαναγγείωση με χειρουργική παράκαμψη (bypass). Έως και 20% των ασθενών με κρίσιμη ισχαιμία των κάτω άκρων πάσχουν από πολυεπίπεδη και διάχυτη αθηρωμάτωση που δεν επιτρέπει ούτε την αγγειοπλαστική με αεροθάλαμο ή/και μεταλλικές ενδοπροθέσεις (stents) [9, 10]. Χωρίς άμεση επαναγγείωση η CLI συνοδεύεται από πολύ υψηλό κίνδυνο ακρωτηριασμού. Ο Wolfe και συνεργατές περιέγραψαν τη φυσική πορεία της νόσου και τη φτωχή πρόγνωση που την χαρακτηρίζει σε περισσότερους από 6000 ασθενείς. Χωρίς καμία θεραπευτική αγωγή, μείζων ακρωτηριασμός απαιτήθηκε στο 73% των ασθενών με άλγος ηρεμίας και στο 95% των ασθενών με τροφικά έλκη και απώλεια ιστου στο 1 έτος. Η παράπλευρη ανάπτυξη αρτηριδίων δεν επαρκεί για την αποκατάσταση της αιματικής ροής μετά από απόφραξη κύριων αρτηριών σε ασθενείς με CLI (Εικόνα 3), ενώ το πρόβλημα επιδεινώνεται με την συνύπαρξη διαβητικής μικροαγγειοπάθειας [6-8]. Εντός του 1 έτους από τη διάγνωση της CLI, το 40-50% των διαβητικών ασθενών θα 14

15 υποστούν κάποιας μορφής ακρωτηριασμό και το 20-25% θα πεθάνει [11]. Παγκοσμίως, ένας διαβητικός ασθενής υποβάλλεται σε ακρωτηριασμό του άκρου κάθε 30 δευτερόλεπτα [12]. Η CLI συνοδεύεται επίσης από δυσβάσταχτο κόστος για το σύστημα υγειονομικής περίθαλψης. Εκτιμάται ότι η περίθαλψη ασθενών με CLI στοιχίζει Δις Δολάρια στις Ηνωμένες Πολιτείες ετησίως, ενώ μία μείωση των ακρωτηριαστικών επεμβάσεων των άκρων ποδών λόγω ισχαιμίας κατά 25% θα γλίτωνε στο αμερικανικό σύστημα υγείας 2,9-3 Δις Δολάρια κάθε έτος [12, 13]. Εικόνα 3. Παράδειγμα κρίσιμης ισχαιμίας δεξιού κάτω άκρου σε άρρεν ασθενή με αναφερόμενο άλγος ηρεμίας, παρουσία τροφικού έλκους και καθυστέρηση της επούλωσης κατόπιν ακρωτηριασμού του 5 ου δακτύλου λόγω ισχαιμίας και ξηρή γάγγραινα του 2 ου δακτύλου. Οιδηματώδης εμφάνιση του άκρου πόδα. Το έλκος του διαβητικού ποδιού εμφανίζεται στο 15% περίπου των ασθενών που πάσχουν από διαβήτη και αποτελεί την δεύτερη 15

16 σημαντικότερη μετά τα ατυχήματα αιτία ακρωτηριασμού των κάτω άκρων [14, 15]. Μετά από απόφραξη αρτηρίας, η επαγόμενη αγγειογένεση είναι ένα σημαντικός μηχανισμός αποκατάστασης που μπορεί να περιορίσει το αποτέλεσμα της ισχαιμίας. Πολυάριθμες μελέτες όμως έχουν δείξει ότι η αγγειογένεση που επάγεται μετά από κρίσιμη ισχαιμία, στους διαβητικούς ασθενείς, υπολείπεται του φυσιολογικού [16, 17]. Συνεπώς στους διαβητικούς ο μηχανισμός επούλωσης πληγών δεν συμβαίνει φυσιολογικά όχι μόνο λόγω διαταραχών στις κυτταρικές αποκρίσεις και στην απόκριση σε αυξητικούς παράγοντες αλλά και λόγω ισχαιμίας [14]. Περισσότεροι από 100 γνωστοί φυσιολογικοί παράγοντες εμπλέκονται σε βλάβες του μηχανισμού επούλωσης των ισχαιμικών ελκών των άκρων που αντιμετωπίζουν οι διαβητικοί ασθενείς. Σε αυτούς περιλαμβάνονται η μειωμένη παραγωγή αυξητικών παραγόντων, η μειωμένη αγγειογενετική απόκριση, η δυσλειτουργία των μακροφάγων, η μειωμένη συγκέντρωση κολλαγόνου και κερατινοκυττάρων, ο περιορισμένος πολλαπλασιασμός και μετανάστευση των ινοβλαστών και μειωμένη επούλωση των ιστών [14-18]. Οι επιπλοκές που παρατηρούνται στους διαβητικούς και σχετίζονται με την αγγειογένεση οφείλονται σε βλάβες στην κυτταρική και μέσω των κυτοκινών απόκριση στην ισχαιμία καθώς και σε διαταραχές στην κινητοποίηση, κυκλοφορία και εγκατάσταση των πρόδρομων ενδοθηλιακών κυττάρων στα σημεία που ξεκινάει η αγγειογένεση [14, 19]. Η αποκατάσταση της αιμοδυναμικής του κυκλοφορικού σε διαβητικούς ασθενείς επηρεάζεται επίσης από την παρουσία δυσλειτουργικών ενδοθηλιακών και λείων μυϊκών κυττάρων και την μειωμένη ικανότητα διαστολής των αγγείων, που αποδίδονται σε βλάβη της επαγόμενης συνθάσης του μονοξειδίου του αζώτου (enos) λόγω της υπεργλυκαιμίας [15, 19]. Ο αυξημένος σχηματισμός των τελικών προϊόντων προχωρημένης γλυκοζυλίωσης (advanced glycation end products, AGE) σχετίζεται με τις επιπλοκές που υπάρχουν στην νεοαγγείωση στον διαβήτη. Ενδιαφέρον 16

17 παρουσιάζει το γεγονός ότι ο διαβήτης είναι μια ασθένεια που παρατηρείται το παράδοξο της υπέρμετρης αγγείωσης στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του οφθαλμού και αντιθέτως ανεπαρκούς και ελλιπούς αγγείωσης και σχηματισμού παράπλευρου αγγειακού δικτύου σε ίσχαιμα κάτω άκρα και την καρδιά. Η χορήγηση αγγειογενετικών αυξητικών παραγόντων για ενίσχυση του σχηματισμού παράπλευρου δικτύου αρτηριδίων θεωρείται πλέον η βέλτιστη οδός αντιμετώπισης της ισχαιμικής νόσου, αν και δεν υπάρχει ακόμα αποτελεσματική φαρμακευτική αγωγή για ασθενείς με κρίσιμη ισχαιμία κάτω άκρου. 17

18 Αγγειογένεση Ο όρος αγγειογένεση εμφανίζεται για πρώτη φορά το 1935 από τον Hertig προκειμένου να περιγράψει το σχηματισμό νέων αγγείων στον πλακούντα, και αργότερα χρησιμοποιήθηκε το 1971 από τον Judah Folkman για την περιγραφή της νεοαγγείωσης που συνοδεύει την ανάπτυξη των συμπαγών όγκων [20]. Ο Folkman πρότεινε την επιστημονική υπόθεση ότι η εγκατάσταση και διατήρηση ενός αγγειακού δικτύου αιμάτωσης αποτελεί βασική προυπόθεση για την ανάπτυξη του φυσιολογικού, αλλά και του νεόπλαστου καρκινικού ιστού [9]. Διακρίνονται 3 διαφορετικοί τύποι δημιουργίας και ανάπτυξης των αιμοφόρων αγγείων. Κατά την εμβρυογένεση παρατηρείται διαφοροποίηση των πρόδρομων ενδοθηλιακών κυττάρων (endothelial progenitor cells; EPCs) σε νησίδες αίματος που σταδιακά συνενώνονται για να σχηματίσουν τα πρώτα τριχοειδή πλέγματα του εμβρύου (vasculogenesis) [21]. Από αυτά τα τριχοειδή πλέγματα θα αναπτυχθούν κατόπιν οι αρτηρίες και φλέβες του κυκλοφορικού συστήματος κατά την οργανογένεση του νέου οργανισμού [22]. Μέχρι πρόσφατα, ο επιστημονικός κόσμος πίστευε ότι η παραπάνω διαδικασία εξελισσόταν μόνο κατά την περίοδο ανάπτυξης του εμβρύου. Ωστόσο, η άποψη αυτή αναθεωρήθηκε ριζικά με την απομόνωση κυκλοφορούντων πρόδρομων ενδοθηλιακών κυττάρων (EPCs) στο περιφερικό αίμα [23, 24]. Χαρακτηριστικά βρέθηκε ότι ο αριθμός των κυκλοφορούντων EPCs αυξάνεται μετά από ερεθίσματα ιστικής ισχαιμίας. Τα πρόδρομα ενδοθηλιακά κύτταρα EPCs προέρχονται από το μυελό των οστών, χαρακτηρίζονται από το επιφανειακό κυτταρικό αντιγόνο CD-34 και ενσωματώνονται σε περιοχές ενεργού αγγειογένεσης στον ενήλικα (postnatal vasculogenesis) [25, 26]. Η αγγειογένεση (angiogenesis) είναι η διαδικασία κατά την οποία νέα αιµοφόρα αγγεία σχηματίζονται από πλήρως διαφοροποιημένα 18

19 ενδοθηλιακά κύτταρα προϋπαρχόντων αγγείων, τα οποία, όπως αναφέρθηκε, με τη σειρά τους προήλθαν από διαφοροποίηση πρόδρομων μεσεγχυµατικών κυττάρων (EPCs) κατά τη διαδικασία της ανάπτυξης του οργανισμού (vasculogenesis) [27]. Η αγγειογένεση είναι µια σημαντική διαδικασία κατά την ανάπτυξη του οργανισμού και αποτελεί το µέσο µε το οποίο το έμβρυο αναπτύσσεται σαν ολοκληρωμένος οργανισµός [28, 29]. Εκτός από την εμβρυογένεση, η αγγειογένεση εμφανίζεται σε διάφορες φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις ως απάντηση σε ερεθίσματα υποξίας, μηχανικής πίεσης και φλεγμονής [22, 29]. Φυσιολογική αγγειογένεση εμφανίζεται κατά την επούλωση πληγών, την ισχαιμία του μυοκαρδίου, και το γυναικείο αναπαραγωγικό κύκλο [30, 31]. Σε αυτές τις περιπτώσεις η αγγειογένεση είναι ελεγχόμενη, δηλ. ενεργοποιείται για σύντοµα χρονικά διαστήματα και µετά αναστέλλεται. Αντιθέτως, η αγγειογένεση που εμπλέκεται σε παθολογικές καταστάσεις, είναι συνεχής και χωρίς έλεγχο και συντελεί στην παθογένεια πολλών ασθενειών, όπως η διαβητική αµφιβληστροειδοπάθεια και η ρευματοειδής αρθρίτιδα [32-34]. Η αγγειογένεση συνδέεται µε την ανάπτυξη των όγκων και αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την μετάσταση των κακοηθών όγκων [35-37]. Επιπλέον η ικανότητα για αγγειογένεση έχει συσχετιστεί µε το βαθµό της κακοήθειας ενός όγκου. Ένας όγκος πρέπει διαρκώς να διεγείρει την ανάπτυξη νέων αιµοφόρων αγγείων προκειμένου να αναπτυχθεί, ενώ παράλληλα τα νέα αιµοφόρα αγγεία µέσα στην καρκινική µάζα διευκολύνουν την διήθηση των παρακείμενων ιστών, την είσοδο των καρκινικών κυττάρων στην κυκλοφορία και την µετάστασή τους σε απομακρυσμένα όργανα [20, 36, 38]. Η αγγειογένεση αποτελεί γενικά μία πολύπλοκη πολυπαραγοντική διαδικασία που περιλαμβάνει την ενεργοποίηση, μετανάστευση και πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων, την πρωτεόλυση του εξωκυττάριου υλικού, το σχηματισμό νέων τριχοειδικών αυλών (capillary tubes) και την αναδιαμόρφωση του τοιχώματος των νεότευκτων αγγείων [9]. 19

20 Τις τελευταίες δύο δεκαετίες γίνονται εντατικές προσπάθειες µελέτης της αγγειογένεσης σε κυτταρικό και µοριακό επίπεδο. Μελέτες σε οπτικό και ηλεκτρονικό µικροσκόπιο έχουν δείξει ότι η διαδικασία του σχηματισμού νέων αγγείων συμβαίνει µε µία συγκεκριμένη αλληλουχία σταδίων. Τα στάδια αυτά είναι πάντα τα ίδια και ανεξάρτητα από την προέλευση των ερεθισμάτων που τα προκαλούν [27, 39]. Μπορούν να συνοψισθούν ως εξής: Τα ενδοθηλιακά κύτταρα προϋπαρχόντων µικροαγγείων, που κάτω από φυσιολογικές συνθήκες βρίσκονται σε κατάσταση ηρεµίας, διεγείρονται από κάποιο αγγειογενετικό ερέθισμα και αποδοµούν την βασική τους µεµβράνη [40-44]. Δηµιουργείται αύξηση του αριθµού των οργανιδίων των κυττάρων, δηµιουργούνται ψευδοπόδια, και τα ενδοθηλιακά κύτταρα αρχίζουν να µεταναστεύουν στο υποκείµενο εξωκυττάριο στρώμα προς το αγγειογενετικό ερέθισµα [40, 44]. Εν συνεχεία, τα κύτταρα διαφοροποιούνται πάλι σε φυσιολογικά ενδοθηλιακά κύτταρα και συντάσσονται ανάλογα ώστε να σχηματίσουν τους αυλούς των νέων αγγείων. Έπειτα, περικύτταρα µεταναστεύουν κατά µήκος του νεοσχηµατισθέντος αγγείου και δηµιουργούν την εξωτερική επιφάνεια του αγγείου. Τέλος, σχηµατίζεται η βασική µεµβράνη από τα ενδοθηλιακά κύτταρα µε τη συµµετοχή και των περικυττάρων [45-49]. Αυτά τα νέα τριχοειδή είναι δυνατόν να προκαλέσουν το σχηµατισµό νέων εκβλαστήσεων (sprouts), και να δηµιουργήσουν τελικά ένα ολόκληρο τριχοειδικό πλέγµα. Τα νεοσχηµατιζόµενα τριχοειδή επιµηκύνονται µε την µετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων στα άκρα τους, καθώς επίσης και µε τον πολλαπλασιασµό των ενδοθηλιακών κυττάρων στο µέσο της τριχοειδικής διακλάδωσης. Έτσι σχηµατίζεται πρώτα ο σκελετός του νέου τριχοειδούς και στη συνέχεια ο νέος αυλός. Οι νέες διακλαδώσεις αναστοµώνονται µεταξύ τους και δημιουργούνται νέα τριχοειδή µέσα από τα οποία αρχίζει η ροή του αίµατος [50-52](Εικόνα 4). Τα ενδοθηλιακά κύτταρα είναι πεπλατυσµένα πολυγωνικά µήκους µm και πλάτους 10-15µm. Είναι κύτταρα πολύ λεπτά στα άκρα 20

21 (1µm στις αρτηρίες και λιγότερο από 0,1 µm στα τριχοειδή και στις φλέβες) αλλά το πάχος τους φθάνει τα 3µm στην περιοχή του πυρήνα. Σχηµατίζουν ένα µονοκυτταρικό στρώµα στο εσωτερικό των αιµοφόρων αγγείων και έχουν τον κατά µήκος άξονά τους προσανατολισµένο κατά τη φορά της ροής του αίµατος. Και οι δύο επιφάνειες των ενδοθηλιακών κυττάρων (προς τον αυλό και προς τους ιστούς) καλύπτονται από ένα γλυκοκάλυκα πλούσιο σε υδατάνθρακες [53-56]. Περιέχουν τα συνηθισµένα κυτταροπλασµατικά οργανίδια, και κυτταρικό σκελετό που αποτελείται από ακτίνη και µυοσίνη. Έχουν επίσης ένα χαρακτηριστικό οργανίδιο, το Weibel-Palade του οποίου η ακριβής λειτουργία παραμένει άγνωστη. Πρόσφατες µελέτες έχουν δείξει ότι αυτό περιέχει τον παράγοντα Von-Willebrand (vwf) [57, 58]. H παρουσία του παράγοντα vwf αποτελεί σηµαντικό δείκτη αναγνώρισης των ενδοθηλιακών κυττάρων και εκφράζεται σε ιστούς και όργανα ανθρώπων και ζώων, τόσο in vivo όσο και in vitro. 21

22 Εικόνα 4. Σχηματική περιγραφή των διαφόρων σταδίων (1-10) σχηματισμού νέων αγγείων με τη διαδικάσια της αγγειογένεσης (ΛΜΚ: Λεία μυικά κύτταρα, ΕΚ: Ενδοθηλιακά κύτταρα) Ο ρόλος των ενδοθηλιακών κυττάρων στη διαδικασία της αγγειογένεσης είναι ιδιαίτερης σημασίας. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα δεν αποτελούν µόνο το στόχο των καρκινικών και πολλών άλλων 22

23 διεγερτικών παραγόντων, αλλά επίσης το µηχανικό φραγμό τον οποίο πρέπει να υπερβούν τα καρκινικά κύτταρα ώστε να εισέλθουν και να εξέλθουν από την κυκλοφορία του αίματος κατά τη µετάσταση [20, 43, 49, 55]. Τα περισσότερο σημαντικά και για τις δύο περιπτώσεις είναι τα ενδοθηλιακά κύτταρα που επενδύουν τα αγγεία µικρής διαµέτρου, κυρίως τα τριχοειδή και τα φλεβίδια, αφού σ αυτό τα επίπεδο τα καρκινικά κύτταρα έχουν πρόσβαση στην κυκλοφορία. Το ενδοθήλιο χαρακτηρίζεται από ορισµένες κοινές ιδιότητες ανεξάρτητες από το µέγεθος των αγγείων. Αναπτύσσεται σαν µια µονή στοιβάδα κυττάρων στενά συνδεδεµένων µε τη βασική µεµβράνη του αγγειακού τοιχώµατος, διατηρώντας έτσι ανοιχτό τον αυλό των αγγείων. Το ενδοθήλιο είναι υπεύθυνο για τη µεταφορά των θρεπτικών συστατικών και άλλων διαλυτών ουσιών από το αίµα προς τους ιστούς. Αποτελεί µια µηθροµβογενετική επιφάνεια στην οποία δεν προσκολλούνται αιµοπετάλια και άλλα κύτταρα του αίµατος [56, 59-62]. Τέλος ρυθµίζει τον αγγειακό τόνο µέσω σύνθεσης και έκκρισης αγγειορυθµιστικών παραγόντων, όπως η προστακυκλίνη, το µετατρεπτικό ένζυµο της αγγειοτενσίνης και το μονοξείδιο του αζώτου (NO) [61, 63]. Ο µεγαλύτερος αριθµός των ενδοθηλιακών κυττάρων των αιµοφόρων αγγείων βρίσκεται στα µικρά αιµοφόρα αγγεία και κυρίως στα τριχοειδή. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα των τριχοειδών διαφέρουν σε σηµαντικά σηµεία, µε εκείνα των µεγάλων αγγείων. Έτσι, σε ορισµένες παθολογικές καταστάσεις (αρθρίτιδα, ψωρίαση, νεοπλασία) τα τριχοειδή πολλαπλασιάζονται ταχύτατα, χωρίς να παρατηρείται ιδιαίτερη αλλαγή στα ενδοθηλιακά κύτταρα των µεγάλων αγγείων, ενώ σε άλλες παθολογικές καταστάσεις επηρεάζονται επιλεκτικά τα µεγάλα αγγεία (αθηρωμάτωση). Περιβάλλουν ατοµικά τον αυλό µε χαρακτηριστική κυρτότητα, ενώ στα µεγάλα αγγεία τα κύτταρα αυτά είναι πεπλατυσµένα, πολυγωνικά και σχηµατίζουν επίπεδες µονοστιβάδες. Ανατοµικά το ενδοθήλιο των τριχοειδών σχηµατίζει ποικίλες µορφές διακυτταρικής επαφής: (α) το συνεχές ενδοθήλιο µε στενές 23

24 διακυτταρικές συνδέσεις, (β) το ασυνεχές που χαρακτηρίζεται από κενά µεταξύ παραπλεύρων κυττάρων και (γ) το θυριδωτό ενδοθήλιο µε µεσοκυττάρια κενά µέσα στο κυτταρόπλασµα του κάθε κυττάρου ξεχωριστά. Στα τριχοειδή και φλεβίδια το τοίχωµα των αγγείων αποτελείται κυρίως από µια στοιβάδα ενδοθηλιακών κυττάρων και τη βασική µεµβράνη. Στο εξωτερικό τοίχωµα των αγγείων αυτών είναι προσκολληµένα περικύτταρα. Αυτά είναι µακριά και στενά κύτταρα ( µm µήκος και 10-25µm πλάτος) και εντοπίζονται µέσα στη βασική µεµβράνη, σχηµατίζοντας ένα ασυνεχές στρώµα που εκτείνεται µεταξύ των αρτηριδίων και των µυϊκών φλεβών. Τα περικύτταρα προκαλούν συστολή και προσδίδουν µηχανική υποστήριξη στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Έχει βρεθεί, ότι αναστέλλουν τον πολλαπλασιασµό των ενδοθηλιακών κυττάρων, έχουν φαγοκυτταρική ικανότητα και µπορούν να αποτελέσουν πηγή αδιαφοροποίητων µεσεγχυµατικών κυττάρων σε περιπτώσεις φλεγµονής ή βλάβης [29, 42, 61, 64]. Ακρογωνιαίος λίθος για την έναρξη του φαινομένου της αγγειογένεσης είναι η ενεργοποίηση των ενδοθηλιακών κυττάρων από έναν αυξητικό παράγοντα, συνήθως στα πλαίσια της ισχαιμίας. Οι αυξητικοί παράγοντες (growth factors) είναι ρυθμιστές της ανάπτυξης και διαφοροποίησης των κυττάρων [65]. Σημαντική πρόοδος έχει επιτελεσθεί στην κατανόηση των αλληλοεπιδράσεών τους µε υποδοχείς στη µεµβράνη των κυττάρων, μέσω των οποίων ασκούν την δράση τους. Η εξειδίκευση της δράσης των αυξητικών παραγόντων προέρχεται όχι µόνο από δέσµευσή τους σε συγκεκριμένους υποδοχείς της κυτταρικής επιφάνειας, αλλά και από τις αλληλεπιδράσεις τους µε άλλα συστατικά του εξωκυττάριου στρώματος [65]. Τα τελευταία χρόνια διάφοροι αγγειογενετικοί παράγοντες έχουν ταυτοποιηθεί σε καθαρή µορφή. Επίσης, έχουν αποµονωθεί και άλλοι αυξητικοί παράγοντες µερικοί από τους οποίους είναι λιπίδια. Οι παράγοντες αυτοί, σύµφωνα µε τον υποτιθέµενο στόχο τους, μπορεί να δρουν άμεσα ή έμμεσα στο φαινόμενο της αγγειογένεσης. Άμεσα δρουν οι παράγοντες που 24

25 επιδρούν απευθείας στα ενδοθηλιακά κύτταρα των τριχοειδών, προκαλώντας τον πολλαπλασιασµό τους και αυξάνοντας την κινητικότητά τους. Εδώ ανήκουν κυρίως οι αυξητικοί παράγοντες των ινοβλαστών (FGFs) και οι αυξητικοί παράγοντες των ενδοθηλιακών κυττάρων (VEGFs) [29, 35-37, 66]. Οι έµµεσοι αγγειογενετικοί παράγοντες συμμετέχουν σε μονοπάτια διεργασιών που µε τη σειρά τους απελευθερώνουν παράγοντες ανάπτυξης του ενδοθηλίου. Έχουν προταθεί δύο πιθανοί τρόποι δράσης αυτών των αγγειογενετικών παραγόντων. (1) Κινητοποίηση των µακροφάγων, τα οποία µε τη σειρά τους εκκρίνουν παράγοντες ανάπτυξης [67] ή και χηµειοτακτικούς παράγοντες [68, 69] για τα ενδοθηλιακά κύτταρα, και (2) απελευθέρωση ουσιών που είναι αποθηκευµένες στα ίδια τα κύτταρα ή στο εξωκυττάριο στρώµα οι οποίες προάγουν τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων [70]. Οι αγγειογενετικοί παράγοντες εκτός από την παρουσία τους σε όγκους όπου αναπτύσσεται νέα αγγείωση, υπάρχουν και σε φυσιολογικούς ιστούς, όπου δεν παρατηρείται αγγειογένεση, πράγμα που υποδηλώνει τη διαρκή καταστολή της έκφρασης αυτών των παραγόντων. Εκτός από τους αγγειογενετικούς παράγοντες, η διαδικασία της αγγειογένεσης επηρεάζεται από μηχανικούς παράγοντες (πίεση), κυτταρικές αλληλεπιδράσεις, και από το εξωκυττάριο στρώµα. Το 1907 πρωτοδιατυπώθηκε από τον Goldman η θεωρία της συµµετοχής της αγγειογένεσης στην ανάπτυξη των όγκων στην επιθεώρηση Τhe Lancet. Ακολούθησε ο Folkman το 1971, που πρότεινε σαν στρατηγική ελέγχου της ανάπτυξης των όγκων, την καταστολή της αγγειογένεσης [20]. Τα καρκινικά αγγεία στερούνται περικυττάρων τα οποία θεωρούνται ότι αναστέλλουν τον πολλαπλασιασµό των ενδοθηλιακών κυττάρων [64, 71]. Το ενδοθήλιο των τροφοφόρων αγγείων των όγκων παρουσιάζει φαινοτυπικές διαφορές µε το φυσιολογικό όπως είναι ο ψηλότερος ρυθµός πολλαπλασιασµού του, η διαφορετική έκφραση των αντιγόνων της κυτταρικής επιφάνειας, και η 25

26 αυξημένη έκφραση του υποδοχέα του FGF [72]. Στα καρκινικά αγγεία παρατηρείται επίσης αυξηµένη διαπερατότητα, πιθανόν λόγω της αλλαγής στη δοµή της βασικής µεµβράνης ή λόγω αυξηµένης πίεσης των υγρών του συνδετικού ιστού, σαν αποτέλεσµα της απουσίας λεµφικών αγγείων και του οιδήµατος που δηµιουργείται τοπικά [73]. Συνολικά, η ανάπτυξη του όγκου, η υποστροφή, η υποτροπή, και η επιθετικότητά του σχετίζονται άµεσα µε το φαινόμενο της καρκινικής αγγειογένεσης, η αναστολή της οποίας αποτελεί αντικείμενο εντατικής επιστημονικής έρευνας. Με στόχο την καταστολή της νεοαγγείωσης του καρκίνου, τα τελευταία χρόνια έγιναν προσπάθειες να βρεθούν παράγοντες ικανοί να δρουν ανασταλτικά στην αγγειογένεση. Πρώτος ο Eisenstein και οι συνεργάτες του το 1973 ανέφεραν την ύπαρξη αντιαγγειογενετικών παραγόντων [74-76]. Επίσης, αναστολείς της αγγειογένεσης βρέθηκαν στο υαλοειδές του µατιού και σε ιστούς που στερούνται αγγείων [75-79]. Παράγοντες που αναστέλλουν την αγγειογένεση είναι για παράδειγμα ο μεταλλακτικός παράγοντας ανάπτυξης - Βήτα (TGF-b) [80-84], ο καρκινικός παράγοντας νέκρωσης-άλφα (TNF-a) που προκαλεί αιµορραγία, νέκρωση και αναστολή της ανάπτυξης πολλών ειδών όγκων σε ανθρώπους και ποντίκια [31, 85], η ιντερφερόνη γ που αναστέλλει τον πολλαπλασιασµό και τη µετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων [86, 87], η αγγειοστατίνη, η οποία είναι ειδικός αναστολέας του πολλαπλασιασµού των ενδοθηλιακών κυττάρων και η θροµβοσπονδίνη που είναι ένα πολυπεπτίδιο το οποίο απελευθερώνεται από τα αιµοπετάλια [88]. Πρόσφατα κυκλοφόρησε το πρώτο φάρμακο με αντιαγγειογενετική δράση που μπλοκάρει τον υποδοχέα του VEGF (Avastin, Genentech, USA), ενώ εκτιμάται ότι στα επόμενα χρόνια περισσότερα από 500 εκατομμύρια άνθρωποι θα επωφεληθούν από την ανάπτυξη καινοτόμων θεραπειών με στόχο το φαινόμενο της αγγειογένεσης [66]. Μερικοί από τους κυριότερους ρυθμιστικούς 26

27 παράγοντες του φαινόμενου της αγγειογένεσης-αρτηριογένεσης συνοψίζονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Παράγοντες που ρυθμίζουν την αγγειογένεση Διεγέρτες VEGF, VEGFR afgf bfgf PDGF HGF PIGF GMCSF MMPs Ιντεγκρίνες αvβ3, αvβ5, α5β1 Αγγειοποιητίνες Οιστρογόνα Μονοξείδιο του Αζώτου (ΝΟ) Ενεργοποιητές πλασμινογόνου Αναστολείς Αγγειοστατίνη Θρομβοσπονδίνη Ενδοστατίνη Τροπονίνη Ι TIMPs PF4 IFN-α/-β/-γ IL4, IL12, IL18 Διαλυτός VEGFR TSP-1/-2 Προλακτίνη TGFa/b TNFa Η οικογένεια των αυξητικών παραγόντων των ενδοθηλιακών κυττάρων (vascular endothelial growth factor; family VEGFs) αποτελεί ίσως τον πιο σημαντικό εκκινητή της αγγειογένεσης, μεταξύ μίας πλειάδας αυξητικών παραγόντων που έχουν ήδη ταυτοποιηθεί. Έχει παρατηρηθεί μία «έκρηξη» απελευθέρωσης VEGF αμέσως μετά την πειραματική εγκατάσταση οξείας ισχαιμίας των σκελετικών μυών των άκρων [9]. Η υποξία αποτελεί ένα πολύ ισχυρό επαγωγέα της αγγειογένεσης και δρα μέσω δέσμευσης του επαγόμενου παράγοντα της υποξίας 1a (hypoxia inducible factor 1a; HIF-1a) στο τμήμα απόκρισης στην υποξία (hypoxia response element; HRE) του 27

28 υποκινητού του γονιδίου του VEGF [89, 90]. Ο HIF-1a προάγει επίσης την έκφραση της ερυθροποιητίνης, που ρυθμίζει την παραγωγή ερυθροκυττάρων από το μυελό των οστών [91]. Το ίσχαιμο ιστικό περιβάλλον προάγει επίσης τη σύνθεση και απελευθέρωση VEGF από τα πολυμορφοπύρηνα και μονοκύτταρα λευκοκύτταρα του περιφερικού αίματος, καθώς και από τα αιμοπετάλια [92]. Ο VEGF είναι ισχυρός μιτογόνος παράγοντας των ενδοθηλιακών κυττάρων και παράγεται σε διάφορες ισομορφές (VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D και PIGF). Πρόσφατα ανακαλύφθηκε μάλιστα ότι με εναλλακτικό splicing μπορεί να παραχθούν και αντι-αγγειογενετικοί υπότυποι του μορίου, η οικογένεια των λεγόμενων VEGFxxxb, π.χ. VEGF165b [93, 94]. Υπό φυσιολογικές συνθήκες ο VEGF δρα αγγειογενετικά δεσμευόμενος σε 2 υποδοχείς της κινάσης της τυροσίνης που βρίσκονται στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων, τον VEGFR1 (Flt-1) και τον VEGFR2 (KDR/Flk-1) [91]. Οι ισομορφές VEGF-B και VEGF-D δεσμεύονται στον υποδοχέα VEGFR3 και προκαλούν λεμφαγγειογένεση. Ουσιαστικά, ο VEGF προκαλεί μία σύμπλοκη απόκριση στα ενδοθηλιακά κύτταρα που περιλαμβάνει την έκφραση της επαγόμενης μορφής της συνθάσης του μονοξειδίου του αζώτου (enos) και μεταλλοπρωτεϊνασών (membrane metalloproteinases; MMPs) που είναι απαραίτητες για την αύξηση της τριχοειδικής αγγειακής διαπερατότητας και την αποδόμηση της βασικής μεμβράνης και του εξωκυττάριου υλικού [95]. Συνεργικά οι διάφορες ισομορφές του VEGF, οι αγγειοποιητίνες, οι ιντεγκρίνες και η enos ρυθμίζουν την ανάπτυξη και αναδιαμόρφωση των τριχοειδικών εκβλαστήσεων που παρατηρούνται ακτά την αγγειογένεση (capillary sprouting). Ο VEGF κυρίως επάγει τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων προς σχηματισμό εύθραυστων μικρών τριχοειδικών αγγείων, που δεν είναι ικανά να αντικαταστήσουν μία μεγαλύτερη αρτηρία [96]. Ο αυξητικός παράγοντας των ιστών β (tissue growth factor ; TGF-β) και ο αυξητικός παράγοντας που προέρχεται από τα αιμοπετάλια (platelet derived growth factor; PDGF) διεγείρουν την 28

29 παραγωγή νέου εξωκυττάριου υλικού και συλλέγουν περικύτταρα για τη σταθεροποίηση του τοιχώματος των νέων αγγειακών δομών [97]. Η οικογένεια των αυξητικών παραγόντων των ινοβλαστών (fibroblast growth factors; FGFs) περιλαμβάνει τουλάχιστον 20 μέλη, και ιδίως ο FGF2 έχει ταυτοποιηθεί σε μία ποικιλία φυσιολογικών και παθολογικών διεργασιών, μεταξύ των οποίων είναι και η επούλωση των πληγών (wound healing) και η μετεμβρυική δημιουργία νέων αγγείων (postnatal vasculogenesis). Κατά τη διάρκεια της αρτηριογένεσης τα περιαγγειακά μακροφάγα αποτελούν μία σημαντική πηγή FGF2, ο οποίος διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των λείων μυικών κυττάρων μέσω του υποδοχέα FGFR-1 [98]. Αν και ο FGFR-1 υπερεκφράζεται κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης νέων παράπλευρων αγγείων και τα επίπεδα πλάσματος του FGF2 είναι αυξημένα σε παράπλευρα αγγεία συγκριτικά με τη συστηματική κυκλοφορία, εντούτοις, η αρτηριογένεση δεν φαίνεται να επηρεάζεται σε μοντέλα ισχαιμίας τρωκτικών με γενετικό knockout του γονιδίου του FGF2 [99, 100]. Ενδιαφέρον είναι ότι τα συνολικά επίπεδα mrna των FGF1 και FGF2 παραμένουν σχετικά σταθερά στο μοντέλο χειρουργικής απόφραξης της μηριαίας αρτηρίας κονίκλου, ενώ ο υποδοχέας FGFR-1 υπερεκφράζεται στα πρώιμα στάδια της αρτηριογένεσης [98]. Αυτό υποδηλώνει ότι μάλλον η έκφραση του υποδοχέα και όχι η διαθεσιμότητα του συνδέτη αποφασίζει τις δράσεις του FGF στην αρτηριογένεση. Ωστόσο, η εξωγενής χορήγηση FGF2 προκαλεί σημαντική επαγωγή της αρτηριογένεσης [101, 102]. 29