Kiderült, miért kezd korán verni a magzati szív

Elképzelhető, hogy egy lépéssel közelebb kerültek az orvosok a leukémia és a sarlósejtes vérszegénység gyógyításához. Két amerikai kutatócsoport közel egy időben tett olyan felfedezéseket a magzati vérképzéssel kapcsolatban, amelyek elősegíthetik a különböző, vérsejtekkel kapcsolatos betegségek kezelését, olvasható a Nature és Cell folyóiratok legfrissebb számában.

A kutatókat már régóta foglalkoztatta, hogy az embriókban miért kezd el hamarabb verni a szív, mint hogy a szöveteknek valójában szükségük volna a vérellátásra. A Children's Hospital Boston, az egyik legnagyobb gyerekgyógyászati kutatóintézmény orvosai, valamint a Brigham and Women's Hospital és a Harvard Stem Cell Institute kutatói megállapították, hogy a szívverés és a vérkeringés beindulása elengedhetetlen az egészséges keringési rendszer kifejlődéséhez.

Leonard Zon zebradániók (Danio rerio) átlátszó embrióit vizsgálta, melyeknél lehetőség van az embrionális fejlődés közvetlen megfigyelésére. Zon és kollégái felfedezték, hogy egy a vérkeringés szabályzásában részt vevő vegyület, a nitrogén-monoxid nagy hatással van egy olyan gén kifejeződésére, amely elsődleges irányítója a vérképzésnek. A Runx1 jelű komponens továbbá a vér-őssejtek képzésében is jelentős szerepet játszik, melyekből aztán majd a végleges vérsejtek kialakulnak.

Kísérleteikben olyan mutáns halembriókat tanulmányoztak, melyeknek nem volt szívverésük és vérkeringésük, és a normálishoz képest jelentősen kevesebb számú vér-őssejtjük volt. Bebizonyították, hogy a nitrogén-monoxid valóban az egyik fő szabályzó faktor, szintjének növekedése ugyanis helyreállította az őssejtképzést a mutáns embriókban, míg a gátlása csökkent őssejtszámhoz vezetett.

A másik kutatócsoport George Q. Daley és Guillermo García-Cardena vezetésével a mechanikai ingerlés hatásait tanulmányozta egér embrionálisőssejt-tenyészeteken. Céljuk a szívverés beindulása után a fejlődő aorta falában megjelenő progenitor (elő) vérsejtek vizsgálata volt. Megállapították, hogy a felületi nyíróerő - a vér áramlása által az embrionális aorta falának felszíni sejtjeire kifejtett súrlódási erő - fokozza a vérképzés fő szabályzóinak, többek között a Runx1-nek a kifejeződését, valamint a progenitor sejtek kialakulását.

Daley és García-Cardena olyan egérembriókat is vizsgált, melyeknél egy mutáció következtében nem indult meg a szívverés. Ezek az embriók lényegesen kevesebb progenitor vérsejttel rendelkeztek. Ha azonban az embrió bizonyos sejtjeit in vitro (laboratóriumi körülmények között) felületi nyíróerőnek tették ki, a progenitor sejtkolóniák helyreálltak. Végül kimutatták, hogy gátolt nitrogén-monoxid-termelés esetén mind a sejttenyészetben, mind az egérembriókban lecsökkent a felületi nyíróerő által a vér progenitor sejtekre kifejtett hatás, tehát az egészséges működéshez szükség van nitrogén-monoxidra is.

A szerzők elképzelhetőnek tartják, hogy olyan gyógyszerek, amelyek utánozzák az embrionális vérkeringés hatásait a vér prekurzor sejteken vagy olyan molekulákon, amelyeknek szerepük van a nitrogén-monoxid jelátviteli útban, esetleg elősegíthetik a vérsejtekkel kapcsolatos betegségek gyógyítását.