Evolucija prilagodbi za život na zemlji odavno je zbunjivala biologe, koji znaju da je zajednički razvoj kardiovaskularnog i plućnog sustava nedavno evolucijsko prilagođavanje životu izvan vode, odnosno spajanje funkcija srca pomoću funkcije izmjene plinova pluća, jednog od najnovijih organa koji se razvio kod sisavaca i koji je nesumnjivo najvažniji za zemaljski život.
Koordinirano sazrijevanje stanica ovih dvaju sustava prikazano je tijekom embrionalnog razvoja, kada se primitivne potomstvene stanice pluća strše u primitivne stanice srčanih prethodnika, jer se dva organa paralelno razvijaju u kardiopulmonalnu cirkulaciju. Međutim, malo se zna o molekularnim signalima koji usmjeravaju istovremeni razvoj i kako zajednička matična stanica za oba organa može utjecati na patologiju povezanih bolesti, poput plućne hipertenzije.
Pennov tim, koji predvodi Edward E. Morrisey, profesor medicine i stanične i razvojne biologije te znanstveni direktor Penn instituta za regenerativnu medicinu, identificirao je populaciju multipotentnih kardiopulmonalnih mezodermskih stanica porijekla koje su nazvali CPP, a koje se mogu razlikovati od mnogih ostale rane embrionalne stanice ekspresijom dobro proučene signalne molekule, Wnt2.
"Pitamo se jesu li te potomke stanice sposobne stvarati srce i pluća - kaže Morrisey." Naši podaci pokazuju da postoje pozitivne Wnt2 stanice prije razvoja pluća i pomažu u koordiniranju zajedničkog razvoja pluća i srca stvaranjem stanica u oba tkiva. "
Pitanje kako se pluća razvija i povezuju s kardiovaskularnim sustavom već godinama intrigira tim laboratorija Morrisey. "Sasvim je očito svima koji su proučavali anatomiju većine zemaljskih životinja da su srce i pluća intimno povezani. To se odražava čak i na kliničkoj medicini, gdje se u mnogim mjestima, uključujući Medicinsku školu Perelman, čije je Odjeljenje za kardiovaskularnu medicinu nekoć bilo poznato kao Odjel kardiopulmonalne medicine ", kaže Morrisey.
Morriseyjeva laboratorija započela je istraživanje postavljajući nekoliko jednostavnih pitanja: kako se pluća i srce razvijaju zajedno i koji su kritični signali koji reguliraju taj proces? Do proboja u ovom radu došlo je kada je tim okarakterizirao uzorak ekspresije Wnt2 gena.
"Wnt2 se izražava na jedinstvenom mjestu u ranom embriju, točno između početka srca i crijeva iz crijeva, odakle će pluća nastati", rekao je ovaj znanstvenik. To je omogućilo autorima da stvore sustav modela na miševima, čija je kardiopulmonalna anatomija vrlo slična onoj kod ljudi, te istražili mogu li Wnt2 pozitivne stanice koordinirati zajednički razvoj srca i pluća.
Praćenjem ove stanične loze pokazali su da Wnt2 stanice stvaraju pojedinačne klonove koji zauzvrat generiraju i srce i pluća, uključujući kardiomiocite i stanice krvnih žila, poput vaskularnog glatkog mišića. Stoga su otkrili da su CPP sposobni generirati ogromnu većinu ranih vrsta embrionalnih stanica u srcu i plućima. Ova su istraživanja također pokazala da su različite stanične linije u plućima povezane, na primjer, da vaskularni glatki mišić i dišni putevi imaju zajedničku stanicu prethodnika u plućima.
Razvoj CPP-a reguliran je izrazom drugog dobro poznatog proteina zvanog "jež", koji je potreban za pravilno spajanje plućne vaskulature sa srcem. Ova ispitivanja pokazuju da 'jež', koji se također izražava stanicama ranih izdanaka pluća, pomaže promicanju CPP-a da se diferencira u glatku mišićnu komponentu plućne vaskulature.
Ovi nalazi identificiraju novu populaciju snažnih više kardiopulmonalnih porijekla koji koordiniraju zajednički razvoj srca i pluća, što je potrebno za prilagodbu zemaljskom postojanju. Uz to, oni imaju i važne posljedice za bolesti koje pogađaju oba organa, poput plućne hipertenzije, jer nije jasno je li plućna hipertenzija prvenstveno bolest pluća ili postoje li intrinzični nedostaci u srcu ili kardiovaskularnom sustavu.
Identifikacija CPP-a mogla bi pružiti važne podatke o plućnoj hipertenziji i drugim bolestima identificiranjem zajedničke stanice prethodnika za oba organa. Buduće studije usredotočit će se na postojanje CPP u kardiopulmonalnom sustavu odraslih i imaju li ulogu u odgovoru pluća i srca na ozljedu ili bolest.
Izvor: www.DiarioSalud.net
