Sel stem yang biasa dilakukan bersama perkembangan jantung dan paru-paru menerangkan adaptasi kehidupan

Selasa, 23 Julai 2013. Dalam artikel baru yang diterbitkan minggu ini dalam jurnal 'Nature', sebuah pasukan dari Perelman School of Medicine di University of Pennsylvania, di Amerika Syarikat, menunjukkan bahawa vaskular yang pulmoner, saluran darah yang menghubungkan jantung ke paru-paru berkembang walaupun tanpa paru-paru. Tikus di mana perkembangan paru-paru dihalang masih mempunyai saluran darah paru-paru, yang mendedahkan kepada para penyelidik bahawa nenek moyang jantung, atau sel stem, adalah penting untuk pembangunan bersama kardiopulmonari.
Evolusi adaptasi untuk kehidupan di bumi telah lama membingungkan ahli biologi, yang tahu bahawa pembangunan bersama sistem kardiovaskular dan pulmonari adalah penyesuaian evolusi baru-baru ini kepada kehidupan di luar air, iaitu, gandingan fungsi jantung dengan fungsi pertukaran gas paru-paru, salah satu organ paling baru yang telah berkembang di mamalia dan tidak diragukan lagi yang paling penting untuk kehidupan darat.
Kematangan terkoordinasi sel-sel kedua sistem ini digambarkan semasa perkembangan embrio, ketika sel-sel progenitor primitif paru menonjol ke dalam sel-sel progenitor jantung primitif sebagai dua organ berkembang selari untuk membentuk peredaran kardiopulmoner. Walau bagaimanapun, sedikit yang diketahui tentang isyarat molekul yang membimbing perkembangan serentak dan bagaimana sel progenitor biasa untuk kedua-dua organ boleh mempengaruhi patologi penyakit berkaitan, seperti hipertensi pulmonari.
Pasukan Penn, yang diketuai oleh Edward E. Morrisey, profesor Perubatan dan Biologi Selular dan Pembangunan dan pengetua saintifik Penn Institute for Medicine Regenerative, mengenal pasti populasi sel progenitor mesoderm kardiopulmonari multipel yang mereka panggil CPP, yang boleh dibezakan dari banyak sel-sel embrio awal yang lain dengan ungkapan molekul isyarat yang dikaji dengan baik, Wnt2.
"Kami tertanya-tanya jika sel-sel progenitor ini mampu menghasilkan jantung dan paru-paru - kata Morrisey. - Data kami menunjukkan bahawa ada sel-sel Wnt2 positif sebelum perkembangan paru-paru dan membantu menyelaraskan pembangunan bersama paru-paru dan jantung dengan menjana sel-sel kedua-dua tisu. "
Persoalan bagaimana paru-paru berkembang dan menyambung kepada sistem kardiovaskular telah menarik minat pasukan makmal Morrisey selama bertahun-tahun. "Sudah jelas bagi sesiapa yang telah mengkaji anatomi haiwan terestrial yang berkaitan dengan jantung dan paru-paru. Ini dapat dilihat di dalam perubatan klinikal, di mana terdapat banyak tempat, termasuk Sekolah Perubatan Perelman, yang mana Bahagian Perubatan Kardiovaskular pernah dikenali sebagai Bahagian Perubatan Kardiopulmonari, "kata Morrisey.
Makmal Morrisey memulakan penyelidikannya dengan bertanya beberapa soalan mudah: bagaimana paru-paru dan jantung berkembang bersama dan apakah isyarat penting yang mengawal proses ini? Kejayaan dalam kerja ini datang apabila pasukan mencirikan corak ekspresi gen Wnt2.
"Wnt2 dinyatakan dalam tempat yang unik di embrio awal, betul-betul di antara permulaan jantung dan tiub usus, dari mana paru-paru akan timbul, " kata ahli sains ini. Ini membenarkan para penulis untuk mencipta sistem model pada tikus, yang anatomi kardiopulmonari sangat mirip dengan manusia, dan menyiasat sama ada sel positif Wnt2 dapat menyelaraskan pembangunan bersama jantung dan paru-paru.
Dengan menjejaki garis keturunan sel ini, mereka menunjukkan bahawa sel Wnt2 menghasilkan klon individu yang pada gilirannya menjana kedua-dua tisu jantung dan paru-paru, termasuk kardiomiosit dan sel-sel darah seperti otot licin vaskular. Oleh itu, mereka mendapati CPP mampu menjana sebahagian besar jenis sel embrionik awal di jantung dan paru-paru. Kajian-kajian ini juga menunjukkan bahawa keturunan sel yang berbeza dalam paru-paru berkaitan, contohnya, otot licin dan saluran pernafasan vaskular mempunyai sel progenitor biasa dalam paru-paru.
Pengembangan PKP dikawal oleh ekspresi sejenis protein terkenal yang dikenali sebagai 'landak', yang diperlukan untuk sambungan yang betul dari vaskulature pulmonari ke jantung. Kajian-kajian ini menunjukkan bahawa 'hedgehog', yang juga dinyatakan oleh sel-sel progenitor paru-paru awal, membantu mempromosikan CPP untuk membezakan komponen otot licin vasculature paru-paru.
Penemuan ini mengenal pasti populasi baru yang mempunyai pelbagai progenitor kardiopulmonari berkuasa yang menyelaraskan pembangunan bersama jantung dan paru-paru, yang diperlukan untuk menyesuaikan diri dengan kewujudan bumi. Selain itu, mereka juga mempunyai implikasi penting untuk penyakit yang mempengaruhi kedua-dua organ seperti hipertensi paru-paru, kerana tidak jelas sama ada hipertensi paru-paru adalah penyakit paru-paru atau jika terdapat juga kecacatan intrinsik dalam sistem jantung atau kardiovaskular.
Pengenalpastian CPP boleh memberikan data penting mengenai hipertensi pulmonari dan penyakit lain dengan mengenal pasti sel progenitor biasa untuk kedua-dua organ. Kajian masa depan akan memberi tumpuan kepada sama ada CPP wujud dalam sistem kardiopulmonari dewasa dan sama ada mereka memainkan peranan dalam tindak balas paru-paru dan jantung kepada kecederaan atau penyakit.
Sumber: www.DiarioSalud.net