Angiogenese: vorming nieuwe bloedvaten

Angiogenese is een lichaamsproces waarbij nieuwe bloedvaten worden gevormd, uit al bestaande bloedvaten. Het zijn dus eigenlijk afsplitsingen van nieuwe bloedvaten. Angiogenese is dus niet hetzelfde als vasculogenese: dat is het vormen van nieuwe bloedvaten, uit stamcellen. Angiogenese is onder andere nodig bij het helen van wonden, tijdens de menstruatiecyclus en bij het groeien van tumoren.

• Angiogenese in het kort
• Wanneer komt angiogenese voor?
• Twee soorten van angiogenese
• Hoe verloopt het proces van angiogenese?
• Voorbeeld bij ziekte: angiogenese remmen bij tumoren (kanker)
• Voorbeeld bij ziekte: angiogenese stimuleren bij patiënten met diabetes

Angiogenese in het kort

Angiogenese (in het Engels: angiogenesis) is het proces in het lichaam waarbij nieuwe bloedvaten worden gevormd uit al bestaande bloedvaten. In de embryonale fase vormen de eerste bloedvaten zich: dit proces heet vasculogenese (in het Engels: vasculogenesis). Hierna vormen bijna alle bloedvaten zich via angiogenese.

Wanneer komt angiogenese voor?

Angiogenese is nodig tijdens de groei en ontwikkeling, bij het helen van wonden en bij de aanmaak van bindweefsel. Bij de ontwikkeling van een embryo is angiogenese erg belangrijk. Bij volwassenen komt het vooral voor tijdens de menstruatiecyclus en bij wondgenezing. Angiogenese is ook nodig bij de ontwikkeling van een tumor in rust naar een kwaadaardige tumor.

Twee soorten van angiogenese

Er zijn twee soorten angiogenese te onderscheiden:

’Kiemende’ angiogenese (in het Engels: sprouting angiogenesis)

Bij kiemende angiogenese worden compleet nieuwe bloedvaten gemaakt, uit al reeds bestaande bloedvaten. Dit was de eerste vorm van angiogenese die men identificeerde.

’Splitsende’ angiogenese (in het Engels: intussusceptive/splitting angiogenesis

Later zagen onderzoekers bij neonatale ratten een tweede vorm van angiogenese. Hierbij wordt een bestaand bloedvat gesplitst in tweeën.

Hoe verloopt het proces van angiogenese?

Om een nieuw bloedvat te maken uit een al bestaand bloedvat, is een heleboel nodig. Eerst moeten er speciale signalen worden gegeven dat angiogenese moet starten. Hierna volgen een heleboel stappen, hieronder kort uitgelegd, voor het nieuwe bloedvat ‘volwassen’ is.

Het proces bij ’kiemende’ angiogenese

Bij ‘kiemende’ angiogenese is er weefsel wat weinig zuurstof ontvangt (het heeft een te lage perfusie). Het weefsel heeft een zuurstoftekort. Dit zorgt er voor dat omliggende cellen (zoals spiercellen / neuronen etc.) een belangrijke groeifactor loslaten: VEGF. VEGF is een afkorting voor vasculaire endotheel groeifactor (in het Engels: vascular endothelial growth factor). Naast VEGF laten de cellen ook nog andere groeifactoren los. Groeifactoren zijn een soort biologische signalen die binden aan de buitenkant van cellen, in dit geval van endotheelcellen. Endotheelcellen zijn de cellen aan de binnenkant van een bloedvat, ze staan in contact met het bloed wat door het bloedvat stroomt. Het binden van deze groeifactoren aan de endotheelcellen zorgt ervoor dat deze worden geactiveerd.

VEGF vergroot de permeabiliteit van de endotheelcellen. ‘Permeabiliteit’ is een chique woord voor de mate van doorlaatbaarheid. De endotheelcellen gaan enzymen loslaten die proteasen heten. De proteasen breken de omgeving om de endotheelcellen af. Hierdoor kunnen de endotheelcellen los komen van hun oorspronkelijke omgeving (het bloedvat).

De endotheelcellen gaan zich opnieuw rangschikken en gaan zo liggen dat er een nieuwe ‘kiem’ ontstaat. Het bloedvat krijgt dus een uitloper. Hierna gaan endotheelcellen richting de bron van de groeifactoren bewegen. Langzaam aan (met enkele millimeters per dag) vormen de endotheelcellen een nieuw bloedvat richting de bron van de groeifactoren. Wanneer die cellen genoeg perfusie krijgen, zullen ze stoppen met de aanmaak van de groeifactoren.

Het proces bij ’splitsende’ angiogenese

Er zijn vier fasen bij splitsende angiogenese.
In de eerste fase raken twee tegenovergelegen capillair wanden elkaar. Wanneer dit een tijdje gebeurt, zal dit een keten van reacties in gang zetten. In de tweede fase reorganiseren de verbindingen tussen de endotheel cellen (cel junctions) zich. Dit heeft als resultaat dat de tegenovergelegen endotheelcellen nu een verbinding met elkaar vormen. Er ontstaat een dubbele laag van bloedvat wanden, met daartussen verbindingen zodat de cellen signalen aan elkaar kunnen doorgeven.

Wanneer de endotheelcellen geactiveerd worden door een angiogene factor, zullen groeifactoren en cellen tussen de twee wanden komen. Dit is de derde fase waarin er een kern wordt gevormd. In de kern tussen de wanden komen collageen vezels, die een extracellulaire matrix (omgeving) maakt. In de vierde fase groeien de cellen en door middel van de kern splitst het oorspronkelijke bloedvat in twee nieuwe bloedvaten.

Voorbeeld bij ziekte: angiogenese remmen bij tumoren (kanker)

Een tumor kan niet zonder bloedvaten. De bloedvaten geven hem zijn voedingsstoffen en voeren afvalstoffen af. De cellen in een tumor hebben de neiging om zich ongecontroleerd te blijven delen. Het weefsel groeit dus erg snel, waardoor ze veel voedingsstoffen nodig hebben. Daarom laten de bloedcellen veel groeifactoren (zoals VEGF) los. Er zullen nieuwe bloedvaten aangemaakt worden. Er worden technieken en medicijnen ontwikkeld om angiogenese te remmen. Een voorbeeld hiervan zijn angiogenese remmers, zoals erlotinib en thalidomide. Natuurlijk blijft dit nog dubbel, want je hebt angiogenese wel nodig voor de gezonde cellen.

Voorbeeld bij ziekte: angiogenese stimuleren bij patiënten met diabetes

Bij patiënten met diabetes kan de doorbloeding van weefsels verminderd zijn. Dit kan bijvoorbeeld zijn bij wonden die de patiënt al lang heeft. Om dit te verbeteren zou je angiogenese juist kunnen stimuleren. Dit wordt ook al gedaan, door middel van een crème met becaplermine.