Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο έχουν ανακαλύψει ότι οι πνεύμονες παίζουν πολύ πιο πολύπλοκο ρόλο στα σώματα των θηλαστικών από ό, τι πιστεύαμε, με νέα στοιχεία που αποκαλύπτουν ότι δεν διευκολύνουν μόνο την αναπνοή – παίζουν επίσης βασικό ρόλο στην παραγωγή αίματος. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.
Σε πειράματα που αφορούσαν ποντίκια, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι παράγουν περισσότερα από 10 εκατομμύρια αιμοπετάλια ανά ώρα, που αντιστοιχούν στην πλειονότητα των αιμοπεταλίων στην κυκλοφορία. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την παραδοχή ότι ο μυελός των οστών παράγει όλα τα συστατικά του αίματός μας. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ένα προηγουμένως άγνωστο απόθεμα βλαστοκυττάρων αίματος που επιτρέπουν αυτό να συμβαίνει μέσα στον ιστό του πνεύμονα – κύτταρα που θεωρήθηκαν εσφαλμένα ότι κυρίως βρίσκονται στο μυελό των οστών.
“Αυτό το εύρημα σίγουρα υποδηλώνει μια πιο εξελιγμένη άποψη των πνευμόνων – ότι δεν είναι μόνο για αναπνοή, αλλά και ένας βασικός συνεργάτης στο σχηματισμό κρίσιμων συστατικών του αίματος”, λέει ένας από τους ερευνητές, ο Mark R. Looney. “Αυτό που παρατηρήσαμε εδώ σε ποντίκια υποδηλώνει έντονα ότι ο πνεύμονας μπορεί να διαδραματίσει βασικό ρόλο στον σχηματισμό αίματος και στους ανθρώπους.”
Οι πνεύμονες ήταν γνωστό ότι παράγουν μια περιορισμένη ποσότητα αιμοπεταλίων – τα μεγακαρυοκύτταρα, κύτταρα που σχηματίζουν αιμοπετάλια, είχαν εντοπιστεί στους πνεύμονες στο παρελθόν. Οι επιστήμονες είχαν από καιρό υποθέσει ότι τα περισσότερα κύτταρα που ευθύνονται για την παραγωγή αίματος διατηρούνται μέσα στο μυελό των οστών. Αλλά οι επιστήμονες έχουν παρακολουθήσει τώρα τα μεγακαρυοκύτταρα που λειτουργούν μέσα στον πνευμονικό ιστό να παράγουν όχι λίγα, αλλά τα περισσότερα από τα αιμοπετάλια του σώματος.
Η ανακάλυψη κατέστη δυνατή με ένα νέο τύπο τεχνολογίας (two-photon intravital imaging). Η διαδικασία περιλαμβάνει την εισαγωγή μιας ουσίας που ονομάζεται πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP) στο γονιδίωμα του ποντικού – μια πρωτεΐνη που παράγεται φυσιολογικά από βιοφωταύγεια σε ζώα όπως οι μέδουσες και είναι αβλαβής για τα ζωντανά κύτταρα. Τα αιμοπετάλια των ποντικών άρχισαν να εκπέμπουν φωτεινό πράσινο φθορισμό καθώς κυκλοφορούσαν στο σώμα σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας στην ομάδα να εντοπίσει τα μονοπάτια τους όπως ποτέ άλλοτε. Παρατήρησαν έναν εκπληκτικά μεγάλο πληθυσμό μεγακαρυοκυττάρων να παράγουν αιμοπετάλια μέσα στον ιστό του πνεύμονα.
Περαιτέρω πειράματα αποκάλυψαν επίσης τεράστιες ποσότητες προηγουμένως κρυμμένων αρχέγονων κυττάρων αίματος και αρχέγονων μεγακαρυοκυττάρων (κύτταρα που παράγουν μεγακαρυοκύτταρα και ερυθρά αιμοσφαίρια) που βρίσκονταν ακριβώς έξω από τον πνευμονικό ιστό – περίπου 1 εκατομμύριο ανά πνεύμονα ποντικού. Όταν οι ερευνητές παρακολούθησαν ολόκληρο τον «κύκλο ζωής» των μεγακαρυοκυττάρων, διαπίστωσαν ότι είναι πιθανό να προέρχονται από το μυελό των οστών και στη συνέχεια να κατευθύνονται στους πνεύμονες, όπου ξεκινούν την παραγωγή αιμοπεταλίων.
Οι ερευνητές ήθελαν να διερευνήσουν εάν η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζουμε διαταραχές όπως η φλεγμονή των πνευμόνων και η αιμορραγία με μεταμόσχευση πνευμόνων με αρχέγονα φθορίζοντα μεγακαρυοκύτταρα σε ποντίκια με χαμηλό αριθμό αιμοπεταλίων. Οι μεταμοσχεύσεις παρήγαγαν κατά τρόπο εκρηκτικό αιμοπετάλια, αποκατέστησαν γρήγορα τους αριθμούς των αιμοπεταλίων σε φυσιολογικά επίπεδα και η επίδραση διήρκεσε αρκετούς μήνες.
Ένα άλλο πείραμα εξέτασε τι θα συνέβαινε εάν ο μυελός των οστών δεν παίζει ρόλο στην παραγωγή αίματος. Η ομάδα εμφύτευσε πνεύμονες με αρχέγονα φθορίζοντα μεγακαρυοκύτταρα σε ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί έτσι ώστε να μην έχουν βλαστικά αιμοποιητικά κύτταρα στο μυελό των οστών τους. Τα φθορίζοντα κύτταρα από τους μεταμοσχευμένους πνεύμονες έφτασαν στον μυελό των οστών, όπου όχι μόνο βοήθησαν στην παραγωγή αιμοπεταλίων αλλά και σε άλλα βασικά συστατικά του αίματος όπως τα ουδετερόφιλα, τα Β και τα Τ κύτταρα. Τα ευρήματα θα χρειαστεί να αναπαραχθούν στον άνθρωπο πριν μπορέσουμε να γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι η ίδια διαδικασία συμβαίνει μέσα στα σώματά μας.