Angiogenesi: differenze tra le versioni

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{{F|fisiologia|giugno 2008}}

L{{'}}'''angiogenesi''' consiste nello sviluppo di nuovi [[Vaso sanguigno|vasi sanguigni]] a partire da altri già esistenti; di contro, la [[vasculogenesi]] è la nascita ex-novo dei vasi sanguigni negli embrioni. È un processo di fondamentale importanza in molti processi fisiologici, quali la normale crescita del tessuto, lo sviluppo embrionale, la cicatrizzazione delle ferite, il ciclo mestruale, e patologici.

== Caratteristiche dell'angiogenesi ==

Le costituenti dei vasi sanguigni sono:

* [[endotelio|cellule endoteliali]] (EC), a diretto contatto col [[sangue]];

* [[periciti]] subendoteliali;

* [[Muscolatura liscia|cellule della muscolatura liscia]] (vSMC);

* [[fibroblasti]];

* [[membrana basale]] (BM);

* [[matrice extracellulare]] (ECM).

Spesso, sia i periciti che le cellule della muscolatura liscia sono detti "cellule murali".

La formazione di un vaso passa attraverso diversi stadi ben definiti, caratterizzati da

modificazioni dell'endotelio e della matrice extracellulare.

Possiamo considerare varie tappe nel processo angiogenico:

# Liberazione, da parte di un tessuto, di mediatori pro-angiogenetici, come ad esempio i [[VEGF]] (Vascular Endothelial Growth Factor). Solitamente questa liberazione è causata da uno stato di ipossia (mancanza di ossigeno) ed è mediata dall'azione del fattore di trascrizione HIF (Hypoxia-inducible factor). HIF è formato da due subunità: α e β. Normalmente, la subunità α si trova nel citoplasma e, in presenza di ossigeno, viene idrossilata dalle HIF prolil-idrossilasi (PHD). L'idrossilazione ne causa l'[[Ubiquitina|ubiquitinilazione]] e la conseguente [[Proteasoma|degradazione proteosomiale]]. In caso di ipossia, invece, la subunità α non viene degradata e può entrare nel nucleo, dove si associa alla subunità β. Il complesso che si viene a formare può quindi svolgere la propria attività di fattore di trascrizione favorendo la trascrizione dei geni che presentano un HRE (Hypoxia response element) nel proprio promotore, tra cui i geni che codificano per i VEGF.

# Destabilizzazione dei vasi preesistenti in seguito ad un aumento della permeabilità vasale e ad una perdita delle connessioni tra le cellule endoteliali. In questa fase si assiste anche al distacco dei periciti, stimolato dall'[[Angiopoietina|angiopoietina-2]]<ref>{{cita pubblicazione|autore=Teichert, M. ''et al.'' |titolo=Pericyte-expressed Tie2 controls angiogenesis and vessel maturation |rivista=Nat Commun |volume=8 |anno=2017 |PMID=28719590 |doi=10.1038/ncomms16106}}</ref>.

# Migrazione e proliferazione delle cellule endoteliali in una zona del tessuto dove si necessita la formazione di nuovi vasi. In questa fase occorre la liberazione di [[Proteasi|enzimi proteolitici]] che modificano la matrice extracellulare, facilitando la migrazione delle cellule endoteliali. Le cellule endoteliali migrano seguendo un gradiente di VEGF. L'attivazione delle cellule endoteliali le porta ad assumere un fenotipo che può essere "tip" o "stalk". Le cellule "tip" sono più mobili ed hanno più filopodi rispetto alle "stalk", che invece sono caratterizzate da una maggiore capacità proliferativa. Le cellule "tip" poi esprimono VEGFR-2 e VEGFR-3, due recettori per il VEGF con attività pro-angiogenetica, mentre quelle "stalk" esprimono VEGFR-1, un decoy receptor per il VEGF. Nelle cellule "tip", il legame del VEGF-A (il principale membro della famiglia VEGF) con il recettore VEGFR-2 causa un aumento nell'espressione di DLL-4, un ligando [[Notch]]. DLL-4 va a legarsi al recettore [[Notch 1|Notch-1]] delle cellule "stalk", diminuendo in queste ultime l'espressione di VEGFR-2 e -3 ed aumentando invece quella di VEGFR-1. Il risultato di questo processo è che le cellule "tip" inibiscono l'assunzione di un fenotipo "tip" da parte delle cellule adiacenti, facendole invece diventare "stalk": questo fenomeno è noto come ''inibizione laterale''.

# Differenziazione delle cellule endoteliali caratterizzata da un arresto della proliferazione cellulare e dalla formazione di [[capillari]] primitivi. In questa fase avviene l'apertura del lume del futuro capillare. Questo processo si basa sull'accumulo e la fusione di vescicole pinocitotiche nelle cellule endoteliali, che porta alla formazione di cavità all'interno delle cellule stesse, che vanno a fondersi con quelle delle cellule vicine. A questo punto, le cellule endoteliali hanno definito una nuova polarità: il dominio apicale (luminale) è quello che si affaccia su questa cavità. Questo dominio della membrana plasmatica viene poi ricoperto esternamente da glicoproteine cariche negativamente: la spinta repulsiva che ne consegue porta all'apertura del lume del nuovo capillare.

# Richiamo di cellule subendoteliali di supporto quali i periciti e le cellule della muscolatura liscia. Le cellule murali sono reclutate grazie al [[Pdgf|PDGF-B]] (Platelet-derived Growth Factor B) secreto dall'endotelio, che va a legarsi al recettore PDGFR-β espresso sulla loro superficie;

== Regolazione dell'angiogenesi ==

Nella [[vasculogenesi|genesi vascolare]] durante lo sviluppo embrionale diverse cellule endoteliali si formano

dalle [[cellule staminali]], al contrario nell'angiogenesi nuovi vasi sanguigni si formano da quelli preesistenti.

Negli individui adulti gli stimoli fisiologici, durante la cicatrizzazione delle ferite e durante il [[ciclo mestruale]], portano all'angiogenesi laddove la genesi vascolare non si verifica.

L'angiogenesi si attiva rapidamente in risposta a:

condizioni ipossiche o ischemiche, il rilassamento vascolare per es. mediato dall'ossido nitrico

(NO) è un prerequisito per la partecipazione delle cellule endoteliali al processo di angiogenesi.

== Angiogenesi in situazioni patologiche ==

L'angiogenesi [[patologia|patologica]] può essere suddivisa in attività a bassa attività angiogenica (ad esempio danneggiamento dei tessuti in seguito ad un'[[ischemia]] o l'[[insufficienza cardiaca]]) o ad alta attività angiogenica, come ad esempio avviene nel cancro (sia tumori solidi sia ematologici)

o in infiammazioni croniche ([[artrite reumatoide]], [[malattia di Crohn]], [[retinopatia diabetica]],

[[psoriasi]], [[endometriosi]] e l'[[arteriosclerosi]]).

=== Angiogenesi tumorale ===

La capacità di indurre l'angiogenesi è considerata uno degli "hallmark of cancer" necessari allo sviluppo delle neoplasie maligne<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Hanahan, D. |autore2=Weinberg, R. A. |anno=2000 |titolo=The hallmarks of cancer|rivista=Cell|volume=100|numero=1|pp=57-70|PMID=10647931|doi=10.1016/s0092-8674(00)81683-9}}</ref>. Per una neoplasia sarebbe infatti molto difficile continuare a crescere in assenza di nuovi vasi sanguigni poiché virtualmente ogni cellula dell'organismo deve trovarsi entro 100 µm da un capillare per ricevere un adeguato apporto di ossigeno. Nell'angiogenesi tumorale sono coinvolti gli stessi mediatori (es. VEGF) che sono responsabili dell'angiogenesi fisiologica, ma la loro produzione è sregolata, cosicché i vasi che vengono formati sono anormali, presentando un andamento tortuoso ed una permeabilità eccessiva che generano un flusso sanguigno irregolare.

Varie evidenze supportano l'ipotesi secondo la quale lo sviluppo di nuovi vasi sanguigni indotto dalle neoplasie non avviene solamente per angiogenesi, ma anche attraverso altri meccanismi, quali il richiamo di cellule progenitrici derivanti dal midollo osseo<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Lyden, D. ''et al.''|anno=2001|titolo=Impaired recruitment of bone-marrow–derived endothelial and hematopoietic precursor cells blocks tumor angiogenesis and growth|rivista=Nat Med|volume=7|pp=1194-1201|PMID=11689883|doi=10.1038/nm1101-1194}}</ref><ref name="Springer International Publishing">{{Cita libro|nome=Vladan|cognome=Milosevic|nome2=Reidunn J.|cognome2=Edelmann|nome3=Johanna Hol|cognome3=Fosse|titolo=Molecular Phenotypes of Endothelial Cells in Malignant Tumors|url=https://link.springer.com/10.1007/978-3-030-98950-7_3|accesso=2024-01-20|data=2022|editore=Springer International Publishing|lingua=en|pp=31-52|ISBN=978-3-030-98949-1|DOI=10.1007/978-3-030-98950-7_3}}</ref> ([[vasculogenesi]]) o la formazione si strutture vascolari da parte delle stesse cellule tumorali<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Maniotis, A. J. ''et al.''|anno=1999|titolo=Vascular channel formation by human melanoma cells in vivo and in vitro: vasculogenic mimicry|url=https://archive.org/details/sim_american-journal-of-pathology_1999-09_155_3/page/739|rivista=Am J Pathol|volume=155|pp=739-752|PMID=10487832|doi=10.1016/S0002-9440(10)65173-5}}</ref><ref name="Springer International Publishing" /> ("vascular mimicry"). Sembra inoltre che, in certi casi, le cellule neoplastiche riescano a sopravvivere e proliferare localizzandosi in prossimità di vasi preesistenti senza la necessità che se ne creino di nuovi ("vessel co-option")<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Kuczynski, E. A. ''et al.''|anno=2019|titolo=Vessel co-option in cancer|rivista=Nat Rev Clin Oncol|volume=16|pp=469-493|PMID=30816337|doi=10.1038/s41571-019-0181-9}}</ref>. Alcuni studi hanno indicato che i vasi formati all'interno dei tumori sono più irregolari e di dimensioni maggiori, il che è anche associato a una prognosi peggiore<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Vladan|cognome=Milosevic|nome2=Reidunn J.|cognome2=Edelmann|nome3=Ingeborg|cognome3=Winge|data=2023-07|titolo=Vessel size as a marker of survival in estrogen receptor positive breast cancer|rivista=Breast Cancer Research and Treatment|volume=200|numero=2|pp=293-304|lingua=en|accesso=2024-01-20|doi=10.1007/s10549-023-06974-4|url=https://link.springer.com/10.1007/s10549-023-06974-4}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Lars Tore Gyland|cognome=Mikalsen|nome2=Hari Prasad|cognome2=Dhakal|nome3=Øyvind S.|cognome3=Bruland|data=2013-10-11|titolo=The Clinical Impact of Mean Vessel Size and Solidity in Breast Carcinoma Patients|rivista=PLoS ONE|curatore=Ichiro Aoki|volume=8|numero=10|pp=e75954|lingua=en|accesso=2024-01-20|doi=10.1371/journal.pone.0075954|url=https://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0075954}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=M.|cognome=Senchukova|nome2=A.|cognome2=Ryabov|nome3=T.|cognome3=Karmakova|data=2015-01-10|titolo=The Morphological Features of “Cavitary” Type Angiogenesis in Diffuse and Intestinal Types of Gastric Cancer and Its Relationship with Tumor-Infiltrating Immune Cells|rivista=British Journal of Medicine and Medical Research|volume=7|numero=4|pp=272-284|accesso=2024-01-20|doi=10.9734/BJMMR/2015/15695|url=https://journaljammr.com/index.php/JAMMR/article/view/1080}}</ref>.

Sono stati sviluppati diversi farmaci con l'obbiettivo di bloccare l'angiogenesi tumorale, come ad esempio il [[Bevacizumab]], un anticorpo monoclonale umanizzato diretto contro VEGF-A. Finora, però, i risultati si sono rivelati inferiori alle aspettative, in quanto l'angiogenesi è governata da pathway ridondanti.

== Prevenzione ==

Le [[antocianidine]] contenute in molti alimenti svolgono una funzione preventiva del cancro perché sono antiossidanti e impediscono l'angiogenesi, ossia la formazione nelle cellule tumorali di vasi capillari che apportano ossigeno e nutrienti necessari ai piccoli tumori per crescere e riprodursi. La [[cannella]] è l'alimento a più alto contenuto di [[proantocianidine]] (8100 mg per 100 g), seguita dalla [[aronia]] (800 mg per 100 g) e in quantità simili (circa 500 mg) in fave rosse, nocciole, mirtillo rosso e nero.

== Modulazione farmacologica dell'angiogenesi ==

{| class="wikitable"

|-

! Farmaco !! Descrizione !! Usi

|-

| [[Bevacizumab]] || Anticorpo monoclonale umanizzato anti-VEGFA ||

* [[Carcinoma del colon-retto]]<ref>{{cita pubblicazione|autore=Kabbinavar F ''et al.'' |titolo=Phase II, randomized trial comparing bevacizumab plus fluorouracil (FU)/leucovorin (LV) with FU/LV alone in patients with metastatic colorectal cancer |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-clinical-oncology_2003-01-01_21_1/page/n73 |rivista=J Clin Oncol |volume=21 |pp=60-5 |anno=2003}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|autore=Hurwitz H ''et al.'' |titolo=Bevacizumab plus irinotecan, fluorouracil, and leucovorin for metastatic colorectal cancer |rivista=N Engl J Med |volume=350 |anno=2004 |pp=2335-42}}</ref>

* [[Cancro del polmone|Carcinoma polmonare non a piccole cellule]]<ref>{{cita pubblicazione|autore=Sandler A ''et al.'' |titolo=Paclitaxel-carboplatin alone or with bevacizumab for non-small-cell lung cancer |rivista=N Engl J Med |volume=355 |pp=2542-50}}</ref>

* [[Carcinoma a cellule renali]]<ref>{{cita pubblicazione|autore=Yang JC ''et al.'' |titolo=A randomized trial of bevacizumab, an anti-vascular endothelial growth factor antibody, for metastatic renal cancer |rivista=N Engl J Med |volume=349 |pp=427-34}}</ref>

* [[Carcinoma ovarico]]

* [[Carcinoma della mammella]]

* [[Neoplasie della cervice uterina|Cancro della cervice]]<ref>{{cita pubblicazione|autore=Tewari, KS ''et al.'' |titolo=Bevacizumab for advanced cervical cancer: final overall survival and adverse event analysis of a randomised, controlled, open-label, phase 3 trial (Gynecologic Oncology Group 240) |rivista=Lancet |volume=390 |pp=1654-63}}</ref>

* [[Degenerazione maculare|Degenerazione maculare legata all'età umida]] (off-label)

|-

| Regorafenib || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Carcinoma del colon-retto metastatico refrattario

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| Ramucirumab || Anticorpo monoclonale anti-VEGFR2 ||

* [[Carcinoma dello stomaco|Carcinoma dello stomaco o della giunzione gastro-esofagea]]

* Carcinoma polmonare non a cellule piccole

* Carcinoma del colon-retto metastatico

|-

| [[Sorafenib]] || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* [[Carcinoma epatocellulare]]

* Carcinoma a cellule renali

* [[Cancro della tiroide|Carcinoma differenziato della tiroide]]

|-

| [[Sunitinib]] || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Carcinoma a cellule renali

* [[Tumore del pancreas|Tumori neuroendocrini pancreatici]]

|-

| Pazopanib || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Carcinoma a cellule renali

* [[Sarcoma|Sarcomi dei tessuti molli]]

|-

| Axitinib || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Carcinoma a cellule renali

|-

| Vandetanib || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Carcinoma midollare della tiroide

|-

| [[Lenvatinib]] || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Cancro della tiroide

|-

| [[Nintedanib]] || Inibitore delle tirosin-chinasi ||

* Carcinoma polmonare non a piccole cellule

* [[Fibrosi polmonare idiopatica]]

|-

| [[Aflibercept]] || Proteina chimerica che lega VEGA-A, VEGF-B e PlGC ||

* Carcinoma del colon-retto

|}

== Metodi di studio dell'angiogenesi ==

L'angiogenesi può essere studiata sia ''in vivo'' (es. negli [[Sperimentazione animale|animali da laboratorio]]) che ''in vitro'' (es. in [[coltura cellulare]]).

=== Studio ''in vitro'' ed ''ex vivo'' ===

Lo studio ''in vitro'' dell'angiogenesi si effettua generalmente in coltura cellulare. Esistono vari tipi di cellule edoteliali che possono essere usate a questo scopo, tra cui le cellule HUVEC (Human umbilical vein endothelial cells).

=== Studio ''in vivo'' ===

== Note ==

<references/>

== Bibliografia ==

* Milosevic, V., Edelmann, R.J., Fosse, J.H., et al. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-98950-7_3 Molecular Phenotypes of Endothelial Cells in Malignant Tumors], in Lars A. Akslen; Randolph S. Watnick (eds.). ''Biomarkers of the Tumor Microenvironment'', 2022, pp. 31–52. [https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-98950-7_3 DOI:doi.org/10.1007/978-3-030-98950-7_3]

* {{cita pubblicazione |autore=Chung, A. S. |autore2=Ferrara, N. |titolo=Developmental and pathological angiogenesis |rivista=Annu Rev Cell Dev Biol |volume=27 |anno=2011 |pp=563-84 |PMID=21756109 |doi=10.1146/annurev-cellbio-092910-154002}}

* {{cita pubblicazione |autore=Potente, M. |autore2=Gerhardt, H. |autore3=Carmeliet, P. |titolo=Basic and

therapeutic aspects of angiogenesis |rivista=Cell |volume=146 |anno=2011 |pp=873-88 |PMID=21925313 |doi=10.1016/j.cell.2011.08.039}}

* {{cita pubblicazione |autore=Weiss, S. M. |autore2=Cheresh, D. A.| titolo=Tumor angiogenesis: molecular pathways and therapeutic targets |rivista=Nat Med |volume=17 |anno=2011 |pp=1359-70 |PMID=22064426 |doi=10.1038/nm.2537}}

* {{cita pubblicazione |autore=Jayson, G. C. |autore2=Kerbel, R. |autore3=Ellis, L. M. |autore4=Harris, A. L. |titolo=Antiangiogenic therapy in oncology: current status and future directions |rivista=Lancet |volume=388 |anno=2016 |pp=519-29 |PMID=26853587 |doi=10.1016/S0140-6736(15)01088-0}}

* {{cita libro |autore-capitolo=Kolte, D. |autore-capitolo2=McClung, J. A. |autore-capitolo3=Aronow, W. S. |curatore=Aronow, W. S. |curatore2=McClung, J. A. |capitolo=Vasculogenesis and Angiogenesis |titolo=Translational Research in Coronary Artery Disease: Pathophysiology to Treatment |pp=49-65 |anno=2016 |editore=Academic Press |città=Londra}}

== Voci correlate ==

* [[Angiopoietina]]

* [[Vasculogenesi]]

* [[Intussuscezione (vasi sanguigni)]]

== Altri progetti ==