Vývoj adaptácie na život na Zemi má už dávno zmätených biológov, ktorí vedia, že spoločným vývojom kardiovaskulárneho a pľúcneho systému je nedávna evolučná adaptácia na život mimo vody, to znamená spojenie funkcia srdca s funkciou výmeny plynov v pľúcach, jednom z najnovších orgánov, ktoré sa vyvinuli u cicavcov a nepochybne najdôležitejších pre pozemský život.
Koordinovaná maturácia buniek týchto dvoch systémov je ilustrovaná počas embryonálneho vývoja, keď primitívne progenitorové bunky pľúc vyčnievajú do primitívnych srdcových progenitorových buniek, keď sa tieto dva orgány vyvíjajú paralelne a tvoria tak kardiopulmonálnu cirkuláciu. O molekulárnych signáloch, ktoré vedú simultánny vývoj, a o tom, ako spoločná progenitorová bunka pre oba orgány môže ovplyvniť patológiu súvisiacich chorôb, ako je pľúcna hypertenzia, je však málo známe.
Tím Penna, vedený Edwardom E. Morriseym, profesorom medicíny a bunkovej a vývojovej biológie a vedeckým riaditeľom Penn Institute for Regenerative Medicine, identifikoval populáciu multipotentných kardiopulmonálnych mezodermálnych progenitorových buniek, ktoré nazývajú CPP, ktoré sa dajú odlíšiť od mnohých ďalšie skoré embryonálne bunky expresiou dobre študovanej signalizačnej molekuly, Wnt2.
„Zaujímalo by nás, či tieto progenitorové bunky sú schopné generovať srdce a pľúca - hovorí Morrisey -. Naše údaje ukazujú, že existujú pozitívne bunky Wnt2 pred vývojom pľúc a pomáhajú koordinovať spoločný vývoj pľúc a srdca vytváraním buniek v obidve tkanivá. "
Otázka, ako sa pľúca vyvíja a pripája sa k kardiovaskulárnemu systému, už mnoho rokov fascinuje laboratórny tím Morrisey. „Každému, kto študoval anatómiu väčšiny suchozemských zvierat, je celkom zrejmé, že srdce a pľúca sú úzko spojené. Toto sa odráža aj v klinickej medicíne, kde na mnohých miestach vrátane Perelmanovej lekárskej fakulty, ktorého oddelenie kardiovaskulárnej medicíny bolo kedysi známe ako oddelenie kardiopulmonálnej medicíny, “hovorí Morrisey.
Laboratórium spoločnosti Morrisey začalo svoj výskum kladením niekoľkých jednoduchých otázok: ako sa spolu vyvíjajú pľúca a srdce a aké kritické signály regulujú tento proces? Prielom v tejto práci prišiel, keď tím charakterizoval expresný vzorec génu Wnt2.
„Wnt2 je vyjadrený na jedinečnom mieste v počiatočnom zárodku, presne medzi začiatkom srdca a trubicou čreva, odkiaľ vychádzajú pľúca, “ uviedol vedec. To autorom umožnilo vytvoriť modelový systém u myší, ktorých kardiopulmonálna anatómia je veľmi podobná ľudským, a skúmať, či bunky pozitívne na Wnt2 môžu koordinovať spoločný vývoj srdca a pľúc.
Sledovaním tejto bunkovej línie ukázali, že bunky Wnt2 generujú jednotlivé klony, ktoré zase vytvárajú tkanivo srdca a pľúc, vrátane kardiomyocytov a buniek krvných ciev, ako je vaskulárny hladký sval. Zistili teda, že CPP sú schopné generovať drvivú väčšinu skorých embryonálnych bunkových typov v srdci a pľúcach. Tieto štúdie tiež ukázali, že rôzne bunkové línie v pľúcach súvisia napríklad s tým, že vaskulárny hladký sval a dýchacie cesty majú v pľúcach spoločnú progenitorovú bunku.
Vývoj CPP je regulovaný expresiou iného dobre známeho proteínu nazývaného „ježko“, ktorý je potrebný na správne pripojenie pľúcnej vaskulatúry k srdcu. Tieto štúdie ukazujú, že „ježko“, ktorý je tiež exprimovaný skorými pľúcnymi progenitorovými bunkami, pomáha podporovať CPP pri diferenciácii na zložku hladkého svalstva pľúcnej vaskulatúry.
Tieto nálezy identifikujú novú populáciu silných viacerých kardiopulmonálnych progenitorov, ktoré koordinujú spoločný vývoj srdca a pľúc, ktorý je potrebný na prispôsobenie sa pozemskej existencii. Okrem toho majú tiež dôležité dôsledky pre choroby, ktoré ovplyvňujú oba orgány, ako je pľúcna hypertenzia, pretože nie je jasné, či je pľúcna hypertenzia primárne pľúcna choroba alebo či existujú aj vlastné poruchy srdca alebo kardiovaskulárneho systému.
Identifikácia CPP by mohla poskytnúť dôležité údaje o pľúcnej hypertenzii a iných ochoreniach identifikáciou spoločnej progenitorovej bunky pre oba orgány. Budúce štúdie sa zamerajú na to, či CPP existuje v kardiopulmonálnom systéme dospelých a či zohrávajú úlohu v reakcii pľúc a srdca na zranenie alebo ochorenie.
Zdroj: www.DiarioSalud.net
