Учените са открили, че белите дробове имат много по-сложна роля в телата на бозайниците, отколкото сме си мислели, чрез ново доказателство, което разкрива, че те не просто благоприятстват дишането, но играят ключова роля в произвеждането на кръв.
Специално предложение:
При експерименти, включващи мишки, екипът открил, че те произвеждат повече от 10 милиона тромбоцити (малки кръвни телца, които активно участват в съсирването на кръвта) за час, което се равнява на мнозинството от тромбоцити в кръвообращението на животните. Това противоречи на десетилетната представа, че костният мозък произвежда всички наши кръвни компоненти.
Изследователи от Калифорнийския университет, Сан Франциско, са открили и непознат до момента общ запас от кръвни стволови клетки, които позволяват това да се случи в тъканта на белите дробове – клетки, за които неправилно смятали, че се намирали предимно в костния мозък.
„Това откритие определено подсказва за по-сложен поглед над белите дробове – че те не са просто за дишане, но също и ключов партньор при формирането на значими компоненти на кръвта“, казва Mark R. Looney, един от изследователите.
„Това, което изследвахме в мишките, предполага, че белите дробове могат да играят ключова роля във формирането на кръвта и при хората.“
Въпреки че се знае, че белите дробове произвеждат ограничено количество тромбоцити – тромбоцитообразуващи клетки, наречени мегакариоцити, са били идентифицирани в белите дробове и преди, но учените дълго време приемали, че повечето от клетките, отговорни за произвеждането на кръвта, се намират в костния мозък.
Например за процеса, наречен хемопоеза, се е мислело, че бълва натоварени с кислород червени кръвни клетки, борещите се с инфекции бели кръвни клетки и тромбоцити – кръвни компоненти, необходими за съсирването на кръвта при кървене.
Но сега учените са наблюдавали мегакариоцити, които функционират вътре в белите дробове и произвеждат не няколко, а по-голямата част от тромбоцитите в тялото.
Как сме пропускали такъв значителен биологичен процес през цялото това време?
Откритието е станало възможно благодарение на нов тип технология, основаваща се на двуфотонно интравитално изображение – техника, подобна на онази, използвана от съвсем отделен екип, за да открие неидентифицирана досега функция на малкия мозък.
Процесът включва вкарването на субстанция, наречена зелен флуоресцентен протеин (GFP) в генома на мишката – протеин, който естествено се произвежда от биолуминисцентни животни като медузата и е безвреден за живите клетки.
Тромбоцитите на мишките започнали да излъчват яркозелена флуоресценция докато циркулирали в тялото в реално време, което позволило на екипа да проследи пътищата им, както никога досега.
Те забелязали учудващо голяма популация от произвеждащи тромбоцити мегакариоцити в тъканта на белите дробове, което първоначално нямало особено смисъл, след като обикновено се асоциират с костния мозък.
„Когато открихме тази голяма популация мегакариоцити, които изглежда живеят в белите дробове, осъзнахме, че трябва да изследваме това“, казва Emma Lefrançais, която е част от екипа.
Открили, че този голям запас от мегакариоцити всъщност произвежда повече от 10 милиона тромбоцити на час в белите дробове на мишките, което означава, че поне половината от общия брой произведени тромбоцити в тялото идват от белите дробове.
Ето как изглежда това:
По-нататъшни експерименти разкрили също огромни количества от преди скрити кръвни стволови клетки и мегакариоцитни прогениторни клетки (клетки, които дават началото на мегакариоцитите и червените кръвни клетки), намиращи се извън тъканта на белите дробове – около 1 милион за всеки бял дроб на мишка.
Когато учените проследили целия цикъл на живота на мегакариоцитите, открили, че те вероятно произхождат от костния мозък, а след това намират път до белите дробове, където започват производството на тромбоцити.
„Очарователно е, че мегакариоцитите изминават целия път от костния мозък до белите дробове, за да произвеждат тромбоцити“, казва Guadalupe Ortiz-Muñoz, част от екипа.
„Възможно е белите дробове да са идеалният биореактор за производство на тромбоцити, заради механичната сила на кръвта, или може би заради някакво молекулярно сигнализиране, за което не знаем все още.“
Учените искали да проучат дали откритието им може да има ефект върху начина, по който лекуваме заболявания като възпаление на белите дробове, кървене и трансплантация в бъдеще, чрез трансплантиране на бели дробове с флуоресцентни мегакариоцитни прогениторни клетки в мишки с малък брой тромбоцити.
Присадената тъкан произвела масивно количество тромбоцити, които бързо възстановили намаления брой тромбоцити до нормални нива и ефектът траял няколко месеца.
Друг експеримент тествал какво би се случило, ако костният мозък не играе роля в производството на кръв.
Екипът трансплантирал бели дробове с флуоресцентни мегакариоцитни прогениторни клетки в мишки, които били създадени без кръвни стволови клетки в костния мозък.
Както Michael Irving съобщава за New Atlas, те наблюдавали как флуоресцентните клетки от трансплантираните бели дробове си проправят път до костния мозък, където те не само помогнали за производството на тромбоцити, но също и на други ключови за кръвта компоненти като неутрофоли, B клетки и T клетки.
Нужно е откритията да бъдат повторени и при хора, преди да можем да бъдем сигурни, че същият процес се среща и в нашите тела, но изследването представя силни доводи за тази скрита функция във вероятно най-подценявания ни орган.
Вероятно това ще подтикне учените да продължат изследванията върху начина, по който костният мозък и белите дробове работят заедно, за да произвеждат кръвния ни запас.
„От десетилетия се знае, че белите дробове може да са място за произвеждане на тромбоцити, но изследването разработва тази идея, като демонстрира, че белите дробове, в случая на мишки, са главен участник в процеса“, казва в изявление за пресата Traci Mondoro от Националния институт по сърце, бял дроб и кръв в САЩ, която не е част от изследването.
„Looney и екипът му разрушават някои традиционни идеи относно белодробната роля в хематопоезата, свързана с тромбоцитите, и проправят път за по-нататъшно научно изследване на този въпрос.“
Изследването е публикувано в Nature.
Превод: Никол Николова
Източник: Science Alert
