Maakera eluga kohanemiste areng on pikka aega hämmingus olnud bioloogidele, kes teavad, et südame-veresoonkonna ja kopsusüsteemi koosarendamine on hiljutine evolutsiooniline kohanemine eluks väljaspool vett, see tähendab südame funktsioon koos kopsu gaasivahetuse funktsiooniga - üks hiljuti imetajates välja kujunenud organeid ja vaieldamatult maapealse elu jaoks kõige olulisem organ.
Nende kahe süsteemi rakkude kooskõlastatud küpsemist illustreeritakse embrüonaalse arengu ajal, kui kopsu primitiivsed eellasrakud ulatuvad välja primitiivseteks südame eellasrakkudeks, kui kaks organit arenevad paralleelselt, moodustades kardiopulmonaalse vereringe. Samas on vähe teada molekulaarsignaalidest, mis juhivad samaaegset arengut, ja selle kohta, kuidas mõlema organi ühine eellasrakk võib mõjutada seotud haiguste, näiteks kopsu hüpertensiooni, patoloogiat.
Penni meeskond, mida juhtis meditsiini ning raku- ja arengubioloogia professor Edward E. Morrisey ning Penni regeneratiivmeditsiini instituudi teadusdirektor, tuvastas multipotentsete kardio-kopsuarteri mesodermi eellasrakkude populatsiooni, mida nad nimetasid CPP-ks, mida saab paljudest eristada teised varajased embrüonaalsed rakud hästi uuritud signaalmolekuli Wnt2 ekspressiooni teel.
"Me ei tea, kas need eellasrakud on võimelised genereerima südant ja kopse - ütleb Morrisey. - Meie andmed näitavad, et enne kopsu arengut on olemas positiivsed Wnt2 rakud ja need aitavad koordineerida kopsu ja südame ühist arengut, luues rakke mõlemad koed. "
Küsimus, kuidas kops areneb ja ühendub kardiovaskulaarsüsteemiga, on Morrisey laboratooriumi meeskonda intrigeerinud juba mitu aastat. "Kõigile, kes on uurinud enamiku maismaaloomade anatoomiat, on üsna ilmne, et süda ja kops on omavahel tihedalt seotud. See kajastub isegi kliinilises meditsiinis, kus paljudes kohtades, sealhulgas Perelmani meditsiinikoolis, kelle südame-veresoonkonna meditsiini osakond oli kunagi tuntud kui kardiopulmonaalse meditsiini osakond, "ütleb Morrisey.
Morrisey labor alustas oma uurimistööd, esitades paar lihtsat küsimust: kuidas areneb kops ja süda koos ja millised on kriitilised signaalid, mis seda protsessi reguleerivad? Selle töö läbimurre saabus siis, kui meeskond iseloomustas Wnt2 geeni ekspressioonimustrit.
"Wnt2 ekspresseerub varases embrüos ainulaadses kohas, täpselt südame alguse ja soolestiku vahel, kust kops välja tuleb, " ütles see teadlane. See võimaldas autoritel luua mudelisüsteemi hiirtel, kelle kardiopulmonaarne anatoomia on väga sarnane inimeste omadega, ja uurida, kas Wnt2 positiivsed rakud võiksid koordineerida südame ja kopsu ühist arengut.
Selle rakuliini jälgimisel näitasid nad, et Wnt2 rakud genereerivad üksikuid kloone, mis omakorda genereerivad nii südame- kui ka kopsukoe, sealhulgas kardiomüotsüüdid ja veresoonte rakud, näiteks veresoonte silelihased. Nii avastasid nad, et CPP-d on võimelised genereerima suuremat osa varajastest embrüonaalsetest rakutüüpidest südames ja kopsus. Need uuringud näitasid ka, et erinevad rakuliinid kopsus on seotud näiteks sellega, et veresoonte silelihastel ja hingamisteedel on kopsus ühine eellasrakk.
CPP arengut reguleerib teise tuntud valgu, mida nimetatakse siiliks, ekspressioon, mis on vajalik kopsuveresoonte õigeks ühendamiseks südamega. Need uuringud näitavad, et siil, mida ekspresseerivad ka kopsu varased eellasrakud, aitab edendada CPP-d, et eristuda kopsuveresoonkonna silelihaskomponendiks.
Need leiud tuvastavad uue potentsiaalsete kardiopulmonaarsete eellaste uue populatsiooni, mis koordineerivad südame ja kopsu ühist arengut, mis on vajalik maapealse olemasoluga kohanemiseks. Lisaks on neil oluline mõju ka mõlemat organit mõjutavatele haigustele, näiteks pulmonaalne hüpertensioon, kuna pole selge, kas pulmonaalne hüpertensioon on peamiselt kopsuhaigus või on olemas ka südame või kardiovaskulaarsüsteemi sisemisi defekte.
CPP-de tuvastamine võib anda olulist teavet pulmonaalse hüpertensiooni ja muude haiguste kohta, tuvastades mõlemale elundile ühise eellasraku. Edasised uuringud keskenduvad sellele, kas CPP eksisteerib täiskasvanute kardiopulmonaalses süsteemis ja kas need mängivad rolli kopsude ja südame reageerimisel vigastusele või haigusele.
Allikas: www.DiarioSalud.net
