Jak pokazują niedawne odkrycia naukowców, płuca spełniają dużo więcej funkcji w organizmach ssaków, niż do tej pory sądzono. Pojawiły się dowody na to, że nie tylko są niezbędne do oddychania, ale także odgrywają rolę w produkcji krwi. Podczas eksperymentu na myszach odkryto, że na godzinę wytwarzanych jest przeszło 10 milionów płytek krwi. Do tej pory zakładano, że wszystkie nasze składniki krwi wytwarza szpik kostny.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco wykryli nieznaną dotąd pulę komórek macierzystych krwi, które sprawiają, że procesy te odbywają się wewnątrz komórek tkanki płuc. „To odkrycie sugeruje bardziej wyrafinowany pogląd na płuca – że służą nie tylko do oddychania, ale są także kluczowe w kształtowaniu krwi”, mówi jeden z badaczy, Mark R. Looney. „To, co obserwowaliśmy u myszy pokazuje, że płuca mogą odgrywać ważną rolę w produkcji krwi u ludzi.”
Chociaż wiadomo, że płuca produkują niewielką ilość płytek krwi – odpowiedzialne za tworzenie komórek krwi megakariocyty zostały zidentyfikowane w płucach – badacze od dłuższego czasu twierdzili, że większość komórek odpowiedzialnych za produkcję krwi znajduje się w szpiku kostnym. Megakariocyty znajdujące się w płucach są nieliczne w porównaniu do ilości płytek krwi. A mimo to, ten proces biologiczny był niezauważony.
Odkrycia dokonano dzięki zastosowaniu nowej technologii, która bazuje na obrazowaniu śródmózgowym dwóch fotonów. Badanie polega na wstawieniu do mysiego genomu substancji zwanej zielonym białkiem fluorescencyjnym (GFP). Płytki myszy zaczęły emitować zieloną fluorescencję, dlatego zespół badawczy mógł dokładnie przyjrzeć się poszczególnym procesom. Zauważono m.in. dużą liczbę megakariocytów wytwarzających płytki krwi wewnątrz tkanki płuc, co w pierwszej chwili wyglądało bez sensu, biorąc pod uwagę dotychczasowe twierdzenia na temat szpiku.
„Kiedy odkryliśmy olbrzymią liczbę megakariocytów, która wydawała się żyć w płucach, doszliśmy do wniosku, że musimy to śledzić” – mówi Emma Lefrancais. Odkryto, że produkują one co najmniej połowę wszystkich płytek krwi znajdujących się w organizmie. Dalsze eksperymenty pokazały duże ilości ukrytych wcześniej komórek macierzystych krwi i komórek progenitorowych megakariocytów (odpowiadających za produkcję megakariocytów i krwinek czerwonych).
Podczas śledzenia „cyklu życiowego” megakariocytów, stwierdzono, że najpewniej pochodzą ze szpiku kostnego, skąd trafiają do płuc, a następnie produkują płytki krwi. „To fascynujące, że megakariocyty wędrują ze szpiku kostnego do płuc, aby produkować płytki krwi” – mówi Guadalupe Ortiz-Munoz. „Możliwe, że płuca są bioreaktorem do produkcji krwi przez mechaniczną siłę krwi, a może z powodu jakiegoś sygnału molekularnego, o którym jeszcze nie wiemy”.
W jednym z eksperymentów sprawdzono, co stanie się, jeżeli szpik kostny nie odgrywa roli w produkcji krwi. W tym celu wszczepiono płuca z komórkami progenitorowymi fluorescencyjnymi megakariocytami do myszy, które nie miały komórek macierzystych w szpiku kostnym. Zaobserwowano, że komórki trafiły z płuc do szpiku kostnego, gdzie nie tylko wytwarzały płytki krwi, ale również inne składniki krwi, jak neutrofile, komórki B i T.
Wyniki będą musiały znaleźć swoje odzwierciedlenie w badaniach na ludziach. Dopiero wtedy będzie pewność, że taki sam proces zachodzi u wszystkich ssaków. Odkrycia mogą być świadectwem ukrytej dotąd funkcji jednego z ważnych w naszym ciele narządów. Może to skłonić naukowców do dalszych badań nad tym, jak w istocie wygląda praca płuc i szpiku kostnego, jeśli chodzi o produkcję krwi.
„Od dziesięcioleci wiadomo, że płuca mogą stanowić miejsce wytwarzania płytek krwi, a to badanie pokazuje, że płuca [myszy] są głównym uczestnikiem krwiotwórczego procesu”– mówi niezaangażowany w badanie Traci Mondoro z US National Heart, Lung, A Blood Institute.