Uloga ljudske žumančane kese u podržavanju ranog embrionalnog razvoja i prvog talasa prenatalnog imunog sistema prikazana je u studiji objavljenoj u časopisu Science.
Istraživači sa Vellcome Sanger instituta, Univerziteta Njukasl, Instituta za matične ćelije Kembridž i saradnici otkrili su da žumančana kesa ima više funkcija organa – deluje kao jetra da se oslobodi toksina i stvara faktore koagulacije, kao i da proizvodi ključni hormon – eritropoetin (koji stimuliše proizvodnju crvenih krvnih zrnaca) koji se normalno proizvodi u bubrezima kod odrasle osobe.
Takođe obezbeđuje funkcije koje obavlja koštana srž pre nego što se formira tokom ranog razvoja. Studija takođe osvetljava kako se krv i imune ćelije po prvi put proizvode unutar žumančane kese.
Žumančana kesa je spolja povezana sa embrionom i razvija se u materici tokom prvih nedelja trudnoće. Od vitalnog je značaja za pružanje hranljive i metaboličke podrške embrionu u razvoju.
Ova studija je deo međunarodne inicijative Atlas ljudskih ćelija (HCA), koja mapira svaki tip ćelije u ljudskom telu tokom ljudskog životnog veka, kako bi se transformisalo naše razumevanje zdravlja i bolesti.
Rad je analizirao 10 uzoraka žumančane kese i integrisane eksterne skupove podataka koji su omogućili istraživačima da pogledaju preko 169.000 ćelija, u rasponu od četiri do osam nedelja nakon začeća. Koristeći najsavremenije jednoćelijsko sekvenciranje i snimanje celog organa ljudske žumančane kese, istraživači su dobili sliku samog početka razvoja imunog sistema. Ovaj rad je konačna publikacija trilogije radova koja završava analizu formiranja imunog sistema tokom gestacije na tri mesta u telu u razvoju (u žumančanoj kesi, jetri i koštanoj srži).
Mnoge dečje bolesti, poput leukemije, potiču iz ranog razvoja imunog sistema. Međutim, većina onoga što znamo o ranom razvoju imunog sistema zaključeno je iz studija na životinjama, uglavnom na miševima. Poteškoće u pristupu uzorcima ometale su razvojne studije u prošlosti, ograničavajući naše razumevanje prenatalnog imunološkog sistema.
Rad koji je danas predstavljen takođe otkriva veliki nalaz — novi, ubrzani način proizvodnje makrofaga veoma rano u razvoju. Istraživači su mapirali kako prve matične ćelije koje proizvode krv izlaze iz obloga krvnih sudova žumančane kese. Ove matične ćelije proizvode različite vrste krvi i imunih ćelija u talasima u žumančanoj kesi i takođe prave specijalizovane imune ćelije zvane makrofagi na potpuno drugačiji način od načina na koji se prave u odraslom životu.
Čini se da je put razvoja makrofaga jedinstven za rani embrion – brz i direktan put do dobijanja ćelija koje su telu potrebne. Nasuprot tome, kasnije tokom razvoja iu odraslom životu matične ćelije prave monocite (srednja ćelijska faza) koji se zatim transformišu u makrofage.
Ovo otkriće moglo bi otvoriti vrata novoj i poboljšanoj proizvodnji konstruisanih makrofaga sa jedinstvenim svojstvima formiranja tkiva, koji imaju mnoge terapeutske primene, kao što je u regenerativnoj medicini za zarastanje rana i kod degenerativnih bolesti mozga kao što je Alchajmerova bolest.
„Ovo je prvi put da je žumančana kesa profilisana na nivou jedne ćelije, dajući nam neverovatnu količinu informacija o tome kako ovaj primarni organ funkcioniše u prvim fazama ljudskog razvoja. To nam je dalo nove uvide u najranije krvi i imunološke ćelije koje pravimo, nadovezujući se na rad otkriven u prethodnim studijama iz Atlasa ljudskih ćelija. Nismo znali da žumančana kesa ima ove funkcije do sada“, kaže Isak Go.
„Uzbudljivo je razmišljati o mogućnostima koje proizilaze iz ovog rada, od novih načina veštačkog projektovanja ćelija u laboratoriji do boljeg razumevanja bolesti u ranoj fazi trudnoće“, kaže dr Rejčel Boting.
„Stvaranje sveobuhvatnog ljudskog atlasa razvoja krvi i imunih ćelija u ranom životu je suštinska osnova za razumevanje šta pođe po zlu u širokom spektru bolesti“, kaže dr Laura Jardin.
„Mapiranje kako žumančana kesa evoluira tokom ovih prvih nedelja trudnoće je fundamentalno za razumevanje razvoja imunog sistema. Ovo je prvi put da pokazujemo višestruke funkcije organa žumančane kese – videli smo relej od žumančane kese do jetre, do koštane srži.
„Takođe smo otkrili načine da naučimo kako da proizvodimo ćelije koje se razlikuju od onih koje proizvodimo u odraslom životu. To znači da ćelijski inženjering ne mora uvek da sledi isti metod. Evo još jednog recepta koji vas brže vodi tamo“, kaže profesor Muzlifa Hanifa.
