Evoluce adaptací na život na Zemi má již dávno zmatené biology, kteří vědí, že společný vývoj kardiovaskulárního a plicního systému je nedávnou evoluční adaptací na život mimo vodu, tj. Spojením funkce srdce s funkcí výměny plynu v plicích, jeden z nejnovějších orgánů, které se vyvinuly u savců a nepochybně nejdůležitější pro pozemský život.
Koordinovaná zrání buněk těchto dvou systémů je ilustrována během embryonálního vývoje, kdy primitivní progenitorové buňky plic vyčnívají do primitivních srdečních progenitorových buněk, když se oba orgány vyvíjejí paralelně za vzniku kardiopulmonální cirkulace. O molekulárních signálech, které vedou simultánní vývoj, a o tom, jak může společná progenitorová buňka pro oba orgány ovlivnit patologii souvisejících onemocnění, jako je plicní hypertenze, je však málo známo.
Pennův tým, vedený Edwardem E. Morriseym, profesorem medicíny a buněčné a vývojové biologie a vědeckým ředitelem Penn Institute for Regenerative Medicine, identifikoval populaci multipotentních kardiopulmonárních mezodermálních progenitorových buněk, které nazývají CPP, což lze odlišit od mnoha jiné časné embryonální buňky expresí dobře studované signální molekuly, Wnt2.
„Zajímalo by nás, zda tyto progenitorové buňky jsou schopné generovat srdce a plíce - říká Morrisey -. Naše data ukazují, že existují pozitivní Wnt2 buňky před vývojem plic a pomáhají koordinovat společný vývoj plic a srdce generováním buněk v obě tkáně. "
Otázka, jak se plíce vyvíjejí a spojují se s kardiovaskulárním systémem, fascinovala Morriseyův laboratorní tým už mnoho let. „Každému, kdo studoval anatomii většiny suchozemských zvířat, je zcela zřejmé, že srdce a plíce jsou úzce propojeny. To se odráží i v klinické medicíně, kde na mnoha místech, včetně Perelmanovy lékařské fakulty, jehož divize kardiovaskulární medicíny byla kdysi známá jako divize kardiopulmonální medicíny, “říká Morrisey.
Morriseyova laboratoř zahájila svůj výzkum položením několika jednoduchých otázek: jak se vyvíjejí plíce a srdce a jaké jsou kritické signály, které tento proces regulují? Průlom v této práci přišel, když tým charakterizoval expresní vzorec genu Wnt2.
„Wnt2 je vyjádřen na jedinečném místě v časném embryu, přesně mezi začátkem srdce a trubicí střeva, odkud vycházejí plíce, “ uvedl tento vědec. To autorům umožnilo vytvořit modelový systém u myší, jejichž kardiopulmonální anatomie je velmi podobná systému u lidí, a zkoumalo se, zda pozitivní buňky Wnt2 mohou koordinovat společný vývoj srdce a plic.
Sledováním této buněčné linie ukázali, že buňky Wnt2 vytvářejí jednotlivé klony, které zase vytvářejí jak srdce, tak plicní tkáň, včetně kardiomyocytů a buněk krevních cév, jako je vaskulární hladký sval. Zjistili tedy, že CPP jsou schopny generovat drtivou většinu raných embryonálních buněčných typů v srdci a plicích. Tyto studie také ukázaly, že různé buněčné linie v plicích souvisejí například s tím, že vaskulární hladký sval a dýchací cesty mají v plicích společnou progenitorovou buňku.
Vývoj CPP je regulován expresí jiného dobře známého proteinu zvaného „ježko“, který je nutný pro správné spojení plicní vaskulatury se srdcem. Tyto studie ukazují, že „hedgehog“, který je také exprimován časnými plicními progenitorovými buňkami, pomáhá podporovat CPP k diferenciaci na složku hladkého svalstva plicní vaskulatury.
Tato zjištění identifikují novou populaci výkonných více kardiopulmonálních progenitorů, které koordinují společný vývoj srdce a plic, což je nutné pro přizpůsobení se pozemské existenci. Kromě toho mají také důležité důsledky pro nemoci, které ovlivňují oba orgány, jako je plicní hypertenze, protože není jasné, zda je plicní hypertenze primárně plicní nemoc nebo zda existují také vnitřní poruchy srdce nebo kardiovaskulárního systému.
Identifikace CPP by mohla poskytnout důležitá data o plicní hypertenze a jiných nemocích tím, že by identifikovala společnou progenitorovou buňku pro oba orgány. Budoucí studie se zaměří na to, zda CPP existuje v dospělém kardiopulmonálním systému a zda hrají roli v reakci plic a srdce na zranění nebo onemocnění.
Zdroj: www.DiarioSalud.net
-zdarza.jpg)
