Η αγγειογένεση είναι η βασική διαδικασία κατά την οποία τα αγγεία αναπτύσσονται από ήδη υπάρχοντα. Αποτελεί βασική προϋπόθεση για ένα μεγάλο αριθμό φυσιολογικών και παθολογικών διαδικασιών. Πρόσφατα καθιερώθηκε ο όρος αρτηριογένεση εστιάζοντας στην διαδικασία με την οποία ένα προϋπάρχον μικρό αρτηριόλιο ωριμάζει και αναδιαμορφώνεται σε ένα μεγαλύτερο αρτηρίδιο που μπορεί να άγει πολύ μεγαλύτερη ποσότητα αίματος στη μονάδα του χρόνου ως απάντηση στην αυξημένη ενδαγγειακή ροή και πίεση αίματος. Έτσι, η ενεργοποίηση της αρτηριογένεσης και η αιμοδυναμική υποβοήθηση των υπαρχόντων παραπλεύρων αγγείων (θεραπευτική αγγειογένεση) αποτελεί σήμερα έναν ελκυστικό ερευνητικό στόχο με σκοπό την επαναιμάτωση και συνεπώς σωτηρία ευαίσθητων στην ισχαιμία ιστών όπως η καρδιά, ο εγκέφαλος και τα άκρα. O τομέας της θεραπευτικής αγγειογένεσης και αρτηριογένεσης αποτελεί σήμερα ένα ταχέως εξελισσόμενο πεδίο στην σύγχρονη έρευνα του καρδιαγγειακού συστήματος. Η στεφανιαία και περιφερική αρτηριακή αθηροσκλήρωση αποτελεί παγκοσμίως την πρωτεύουσα καρδιαγγειακή αιτία θνησιμότητας και νοσηρότητας. Σε πολλούς ασθενείς δεν είναι εφικτή ούτε η διαδερμική ενδοαγγειακή αντιμετώπιση με αγγειοπλαστική και μεταλλικές ενδοπροθέσεις (stents) ούτε η χειρουργική επαναγγείωση του ισχαιμούντος ιστού μέσω αρτηριακής παράκαμψης (bypass). Έτσι η έρευνα για τα καρδιαγγειακά νοσήματα έχει εστιάσει την προσοχή της σε νέους ελάχιστα επεμβατικούς τρόπους επαναιμάτωσης, όπως είναι η θεραπευτική αγγειογένεση με ενδοαρτηριακή, ενδομυϊκή ή περιαγγειακή έγχυση διαφόρων αγγειογενετικών παραγόντων οι οποίοι διεγείρουν τα ενδογενή αγγειογενετικά βιοχημικά μονοπάτια και προάγουν την ανάπτυξη παράπλευρου δικτύου (αρτηριογένεση) ικανού να αναστρέψει την ιστική ισχαιμία και υποξία. Διάφοροι αγγειογενετικοί παράγοντες έχουν δοκιμαστεί στην κλινική πράξη για την ενίσχυση του παράπλευρου αρτηριδιακού δικτύου στην στεφανιαία νόσο και στην περιφερική αγγειοπάθεια με αμφιλεγόμενα μέχρι τώρα αποτελέσματα. Η θρομβίνη είναι ένα ένζυμο με δραστικότητα σερινοπρωτεάσης που αποτελεί μόριο κλειδί στους βιοχημικούς καταρράκτες της πήξης και αιμόστασης. Πρόσφατες έρευνες έχουν αποδείξει επίσης ότι η θρομβίνη ενεργοποιεί την διαδικασία της αγγειογένεσης μέσω μηχανισμών εξαρτώμενων και ανεξάρτητων από την πήξη του αίματος. Πρόσφατα βρέθηκε ότι η θρομβίνη συμμετέχει στις διεργασίες επιβίωσης των ενδοθηλιακών κυττάρων. Αυτό μπορεί να ανοίξει νέους ορίζοντες όσον αφορά το γενικότερο ρόλο της θρομβίνης στην αγγειοπροστασία και τη συμβολή της στη διατήρηση της ακεραιότητας του τοιχώματος των αγγείων. Η αλληλεπίδραση των αγγειογενετικών αυξητικών παράγοντων και των διαφόρων μηχανισμών αγγειοπροστασίας είναι ουσιώδης τόσο για την ανάπτυξη όσο και για την ωρίμανση των νέων αιμοφόρων αγγείων κατά την εξέλιξη των φαινομένων της αγγειογένεσης και της αρτηριογένεσης. Σκοπός της συγκεκριμένης ερευνητικής δουλειάς ήταν η δοκιμασία, επιβεβαίωση, και κατά κύριο λόγο η σύγκριση της αγγειογενετικής δραστηριότητας της θρομβίνης με άλλους καταξιωμένους αυξητικούς παράγοντες σε ένα in vivo μοντέλο ισχαιμίας κάτω άκρων, με απώτερο στόχο την εφαρμογή της για την πρόκληση θεραπευτικής αγγειογένεσης και επαναιμάτωσης στα πλαίσια κλινικών συνδρόμων ισχαιμίας. Παράλληλα, αναπτύχθηκαν και εφαρμόστηκαν καινοτόμες πειραματικές μεθοδολογίες για την πρόκληση, μορφολογική απεικόνιση και λειτουργική μελέτη της αγγειογένεσης και αρτηριογένεσης στα κάτω άκρα κονίκλων. Μελετήσαμε τις αρτηριογενετικές ιδιότητες της θρομβίνης σε ένα μοντέλο αμφοτερόπλευρης ισχαιμίας κάτω άκρων κονίκλου και δείξαμε για πρώτη φορά ότι η εξωγενής χορήγηση θρομβίνης ενισχύει το σχηματισμό νέων λειτουργικών και σταθερών παράπλευρων αγγειακών δικτύων και αποκαθιστά την αιματική άρδευση των ίσχαιμων κάτω άκρων. Η παρούσα μελέτη παρέχει τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα για την αρτηριογενετική δράση της θρομβίνης, η οποία πιθανόν υπερέχει άλλων κλασσικών αγγειογενετικών παραγόντων (bFGF, VEGF). Επιπλέον εξετάσαμε διάφορα δοσολογικά σχήματα χορήγησης του μορίου της θρομβίνης και επιβεβαιώσαμε την αγγειογενετική της δράση τόσο σε ένα χειρουργικό, όσο και σε ένα ελάχιστα επεμβατικό ενδοαγγειακό μοντέλο αμφοτερόπλευρης ισχαιμίας των οπίσθιων άκρων του κονίκλου. Η επιτυχία της επαναιμάτωσης με θρομβίνη επαληθεύτηκε τόσο μορφολογικά με ψηφιακή αγγειογραφία όσο και λειτουργικά με σύγχρονα πρωτόκολλα υπολογιστικής τομογραφίας αιματώσεως. / Compared with angiogenesis, arteriogenesis is a distinct process based on the remodeling and maturation of pre-existing arterioles into large conductance arteries. Therapeutic angiogenesis has been proposed as a potential treatment for ischemic atherosclerotic diseases. Since a variety of angiogenic factors have been tested with inconsistent so far clinical results, the challenge remains in identifying the factor(s) that will stimulate functional neovascularization. Thrombin has been reported to play a pivotal role in the initiation of angiogenesis by regulating and organizing a network of angiogenic mediators. Also, it was recently demonstrated that thrombin is a potent anti-apoptotic factor for endothelial cells, providing evidence on a potential role of thrombin in vascular protection and maintenance of vessel integrity. Based on these observations, we hypothesized that thrombin may promote the development of mature functional blood vessels. We have shown that thrombin promoted the formation of large collateral vessels and improved the perfusion of distal ischemic tissue in a rabbit hindlimb ischemia model. These results provide new insights in understanding the involvement of thrombin in vascular formation and point to a novel role of thrombin in arteriogenesis. Interplay between angiogenic growth factors and vascular maturation mechanisms are essential for the cascade of reactions involved in arteriogenesis, i.e. development of large conductance collateral vessels that may adequately compensate for atherosclerotic arterial occlusions. Thrombin stimulated robust collateral networks in the ischemic limbs, which was associated with a significant recovery of ischemic tissue perfusion as assessed by in-vivo perfusion studies. This may provide the basis for applications of thrombin and its nonthrombogenic analogs in therapeutic angiogenesis.

Περισσότεροι από 20 εκατομμύρια άνθρωποι στην Ευρώπη πάσχουν από περιφερική αποφρακτική αρτηριοπάθεια των κάτω άκρων (ΠΑΑΚΑ) και ο σακχαρώδης διαβήτης αποτελεί πλέον διαπιστωμένα έναν από τους ανεξάρτητους παράγοντες κινδύνου της νόσου. Ο μηριαίο-ιγνυακός άξονας είναι γνωστός ως μια ιδιαίτερα “εχθρική” ανατομική περιοχή, όσον αφορά στην ενδαγγειακή αντιμετώπιση της ΠΑΑΚΑ, καθώς παρά τα υψηλά ποσοστά άμεσης τεχνικής επιτυχίας, παρουσιάζει επίσης υψηλά ποσοστά κλινικής υποτροπής και επανεπεμβάσεων λόγω του φαινομένου της επαναστένωσης. Η κρυοπλαστική έχει προταθεί ως μια νέα μέθοδος αντιμετώπισης της ΠΑΑΚΑ του μηριαίο-ιγνυακού άξονα, παρουσιάζοντας ικανοποιητικά αρχικά αποτελέσματα. Σκοπός της συγκεκριμένης ερευνητικής εργασίας ήταν τόσο η κλινική μελέτη των άμεσων και μακροχρόνιων αποτελεσμάτων της εμπορικά διαθέσιμης κρυοπλαστικής, όσον αφορά στην αντιμετώπιση της ΠΑΑΚΑ του μηριαίο-ιγνυακού άξονα διαβητικών ασθενών, όσο και η πειραματική εφαρμογή της σε in vivo αρτηριακό μοντέλο κονίκλων, συγκριτικά με την συμβατική αγγειοπλαστική. Το διπλό αυτό επιστημονικό πρωτόκολλο, απέφερε τα πρώτα μακροχρόνια αγγειογραφικά και κλινικά δεδομένα της τυχαιοποιημένης σύγκρισης μεταξύ της κρυοπλαστικής και της συμβατικής αγγειοπλαστικής στην συγκεκριμένη ανατομική περιοχή, καθώς και τα πρώτα in vivo αποτελέσματα της σύγκρισης των δύο μεθόδων, αλλά και της διπλής εφαρμογής της κρυοπλαστικής στο αρτηριακό τοίχωμα. Τα κλινικά αποτελέσματα δεν επαλήθευσαν την ανωτερότητα της κρυοπλαστικής έναντι της συμβατικής αγγειοπλαστικής, καθώς η πολύπαραγοντική Cox ανάλυση ανίχνευσε μεγαλύτερο ποσοστό κινδύνου όσον αφορά στην απώλεια της πρωτογενούς βατότητας και στην διενέργεια επανεπεμβάσεων, ενώ η διωνυμική Kaplan-Meyer ανάλυση προέβλεψε σημαντικά μεγαλύτερο ποσοστό επαναστένωσης στα 3 έτη. Εν αντιθέσει, τα αποτελέσματα του πειραματικού πρωτοκόλλου εξακρίβωσαν μεγαλύτερα ποσοστά απόπτωσης των λείων μυϊκών κυττάρων του μέσου χιτώνα στην ομάδα της κρυοπλαστικής, συγκριτικά με την συμβατική αγγειοπλαστική. Επίσης η διπλή εφαρμογή της κρυοπλαστικής απεδείχθη ασφαλής, με χαμηλό βαθμό αρτηριακού τραυματισμού και φλεγμονής. Παρά ταύτα η διπλή εφαρμογή δεν απέφερε ποσοτική αύξηση της απόπτωσης των λείων μυϊκών κυττάρων του μέσου χιτώνα, συγκριτικά με την μονή εφαρμογή. Τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης επιστημονικής εργασίας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι πράγματι η κρυοπλαστική αποτελεί μια ελάχιστα τραυματική μέθοδο αγγειοπλαστικής, η οποία επάγει την απόπτωση των λείων μυϊκών κυττάρων, χωρίς να προκαλεί νέκρωση των κυτταρικών στοιχείων του αρτηριακού τοιχώματος, αλλά η βελτιστοποίηση του συστήματος αποτελεί αναγκαιότητα για την περαιτέρω κλινική της εφαρμογή. / Peripheral obstructive arterial disease (PAOD) represents a pathology affecting over 20 million people in Europe and diabetes mellitus (DM) has been long recognized as an independent risk factor of PAOD. The main artery affected by the disease is the femoropopliteal axis, which constitutes a particularly hostile territory, regarding the percutaneous endovascular treatment, due to the disappointedly high percentages of restenosis and clinically driven repeated procedures. Cryoplasty has been proposed as a novel method of endovascular treatment of the femoropopliteal axis, with acceptable initial results. This particular scientific research was aiming in the clinical investigation of the immediate and long term results of the commercially available cryoplasty system in the femoropopliteal artery of patients suffering from DM, as well as the study of cryoplasty application in an experimental in vivo animal model, compared to conventional balloon angioplasty (COBA). This double scientific protocol reported the first long-term angiographic and clinical data, regarding the randomized comparison of cryoplasty and COBA in the specific anatomical region and also the first results from the direct comparison of the single and double PolarCath application versus a conventional balloon catheter, in an in vivo arterial animal model. Cryoplasty was not proven superior to COBA, as the multivariable Cox statistical model detected cryoplasty as an independent predictor of reduced primary patency and elevated repeated clinically driven procedures, while the bivariable Kaplan-Meyer estimated significantly higher restenosis rate in the cryoplasty group, up to 3 years follow-up. On the other hand, the results from the in vivo application of cryoplasty detected superior smooth muscle cells (SMC) apoptotic rates, compared to the control group. The double application of cryoplasty on the arterial wall was safe as it resulted in low grade arterial barotrauma and inflammation scores. However, the double application of cryoplasty was not able to induce superior rates of apoptosis of the SMC, compared to the single application. The results herein reported, suggest that although cryoplasty can be considered a safe and minimally traumatic method of angioplasty, which induces apoptosis and not necrosis of the SMC, the optimization of the system is fundamental, in order to be further applied in every day clinical practice.