Η εξέλιξη των προσαρμογών για τη ζωή στη γη έχει από καιρό μπερδέψει βιολόγους, οι οποίοι γνωρίζουν ότι η συν-ανάπτυξη των καρδιαγγειακών και πνευμονικών συστημάτων είναι μια πρόσφατη εξελικτική προσαρμογή στη ζωή εκτός του ύδατος, δηλαδή η σύζευξη των λειτουργία της καρδιάς με τη λειτουργία της ανταλλαγής αερίων του πνεύμονα, ένα από τα πιο πρόσφατα όργανα που έχουν αναπτυχθεί στα θηλαστικά και αναμφισβήτητα το πιο σημαντικό για την επίγεια ζωή.
Η συντονισμένη ωρίμανση των κυττάρων αυτών των δύο συστημάτων απεικονίζεται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, όταν τα πρωτόγονα προγονικά κύτταρα του πνεύμονα προεξέχουν στα πρωτόγονα καρδιακά προγονικά κύτταρα καθώς τα δύο όργανα αναπτύσσονται παράλληλα για να σχηματίσουν την καρδιοπνευμονική κυκλοφορία. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για τα μοριακά σήματα που καθοδηγούν την ταυτόχρονη ανάπτυξη και για το πώς ένα κοινό προγονικό κύτταρο και για τα δύο όργανα μπορεί να επηρεάσει την παθολογία σχετικών ασθενειών, όπως η πνευμονική υπέρταση.
Η ομάδα του Penn, με επικεφαλής τον Edward E. Morrisey, καθηγητή Ιατρικής και Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας και επιστημονικού διευθυντή του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής του Penn, εντόπισε πληθυσμό πολυδύναμων καρδιοπνευμονικών προγονικών κυττάρων μεσοδερμάτων που ονόμαζαν CPP, τα οποία μπορούν να διακριθούν από πολλά άλλα πρώιμα εμβρυϊκά κύτταρα με την έκφραση ενός καλά μελετημένου μορίου σηματοδότησης, Wnt2.
«Αναρωτιόμαστε αν αυτά τα προγονικά κύτταρα είναι ικανά να παράγουν καρδιά και πνεύμονα», λέει ο Morrisey. »Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι υπάρχουν θετικά κύτταρα Wnt2 πριν από την ανάπτυξη των πνευμόνων και βοηθούν στο συντονισμό της συν-αναπτύξεως πνευμόνων και καρδιών δημιουργώντας κύτταρα και τους δύο ιστούς. "
Το ερώτημα πώς ο πνεύμονας αναπτύσσεται και συνδέεται με το καρδιαγγειακό σύστημα έχει εμπνεύσει την ομάδα του Morrisey για πολλά χρόνια. "Είναι προφανές σε όλους όσους έχουν μελετήσει την ανατομία των περισσότερων χερσαίων ζώων ότι η καρδιά και ο πνεύμονας είναι στενά συνδεδεμένα, γεγονός που αντανακλάται ακόμη και στην κλινική ιατρική, όπου σε πολλά μέρη, συμπεριλαμβανομένης της Ιατρικής Σχολής του Perelman, του οποίου η Διεύθυνση Καρδιαγγειακής Ιατρικής κάποτε ήταν γνωστή ως η Διεύθυνση Καρδιοπνευμονικής Ιατρικής », λέει ο Morrisey.
Το εργαστήριο του Morrisey ξεκίνησε την έρευνά του θέτοντας μερικά απλά ερωτήματα: πώς αναπτύσσεται ο πνεύμονας και η καρδιά και ποια είναι τα κρίσιμα σήματα που ρυθμίζουν αυτή τη διαδικασία; Η ανακάλυψη σε αυτή την εργασία ήρθε όταν η ομάδα χαρακτήρισε το πρότυπο έκφρασης του γονιδίου Wnt2.
"Το Wnt2 εκφράζεται σε μια μοναδική θέση στο πρώιμο έμβρυο, ακριβώς μεταξύ της αρχής της καρδιάς και του σωλήνα του εντέρου, από όπου θα προκύψει ο πνεύμονας", δήλωσε ο επιστήμονας. Αυτό επέτρεψε στους συγγραφείς να δημιουργήσουν ένα μοντέλο συστήματος σε ποντίκια, των οποίων η καρδιοπνευμονική ανατομία είναι πολύ παρόμοια με εκείνη των ανθρώπων, και να διερευνήσουν εάν Wnt2 θετικά κύτταρα θα μπορούσαν να συντονίσουν την συν-ανάπτυξη της καρδιάς και των πνευμόνων.
Παρακολουθώντας αυτή την κυτταρική σειρά, έδειξαν ότι τα κύτταρα Wnt2 παράγουν μεμονωμένους κλώνους οι οποίοι, με τη σειρά τους, παράγουν τόσο καρδιακό όσο και πνευμονικό ιστό, συμπεριλαμβανομένων καρδιομυοκυττάρων και κυττάρων αιμοφόρων αγγείων όπως αγγειακού λείου μυός. Έτσι, ανακάλυψαν ότι οι CPP είναι ικανές να παράγουν τη συντριπτική πλειοψηφία των πρώιμων εμβρυϊκών κυτταρικών τύπων στην καρδιά και στον πνεύμονα. Αυτές οι μελέτες έδειξαν επίσης ότι διαφορετικές κυτταρικές σειρές στον πνεύμονα σχετίζονται, για παράδειγμα, με το ότι ο αγγειακός λείος μυς και οι αεραγωγοί έχουν ένα κοινό προγονικό κύτταρο στον πνεύμονα.
Η ανάπτυξη της CPP ρυθμίζεται από την έκφραση μιας άλλης γνωστής πρωτεΐνης που ονομάζεται «σκαντζόχοιρος», η οποία απαιτείται για την σωστή σύνδεση του πνευμονικού αγγειακού συστήματος με την καρδιά. Αυτές οι μελέτες δείχνουν ότι ο «σκαντζόχοιρος», ο οποίος εκφράζεται επίσης από τα πρώιμα πνευμονικά προγονικά κύτταρα, βοηθά στην προαγωγή της CPP ώστε να διαφοροποιηθεί στο συστατικό των λείων μυών του πνευμονικού αγγειακού συστήματος.
Τα ευρήματα αυτά εντοπίζουν έναν νέο πληθυσμό ισχυρών πολλαπλών καρδιοπνευμονικών προγόνων που συντονίζουν τη συν-ανάπτυξη καρδιάς και πνεύμονα, η οποία απαιτείται για την προσαρμογή στην επίγεια ύπαρξη. Επιπλέον, έχουν επίσης σημαντικές επιπτώσεις για ασθένειες που επηρεάζουν και τα δύο όργανα, όπως η πνευμονική υπέρταση, καθώς δεν είναι σαφές εάν η πνευμονική υπέρταση είναι κυρίως πνευμονική νόσος ή αν υπάρχουν επίσης εγγενή ελαττώματα στην καρδιά ή στο καρδιαγγειακό σύστημα.
Η ταυτοποίηση των CPPs θα μπορούσε να παράσχει σημαντικά δεδομένα για την πνευμονική υπέρταση και άλλες ασθένειες προσδιορίζοντας ένα κοινό προγονικό κύτταρο και για τα δύο όργανα. Οι μελλοντικές μελέτες θα επικεντρωθούν στο εάν η CPP υπάρχει στο καρδιοπνευμονικό σύστημα ενηλίκων και αν παίζει κάποιο ρόλο στην ανταπόκριση των πνευμόνων και της καρδιάς σε τραυματισμό ή νόσο.
Πηγή: www.DiarioSalud.net
.jpg)
