اكتشاف أول رابط بين بروتين السيتوجلوبين وتطور القلب الطبيعي

اكتشف فريق من العلماء والباحثين أول رابط على الإطلاق بين البروتين الشبيه بالهيموجلوبين وتطور القلب الطبيعي.

ففي دراسة أجرتها كلية الطب بجامعة ميريلاند، اكتشف الباحثون لأول مرة أن نوعًا معينًا من البروتين المشابه للهيموجلوبين، يسمى السيتوجلوبين، يلعب دورًا مهمًا في تطور القلب.

على وجه التحديد، يؤثر هذا البروتين على النمط الصحيح من اليسار إلى اليمين للقلب والأعضاء الأخرى غير المتماثلة، وفق ما نشره موقع ميديكال إكسبريس.

النتائج التي نشرت في مجلة Nature Communications، يمكن أن تؤدي في النهاية إلى تطوير تدخلات علاجية جديدة لتغيير العمليات التي تؤدي إلى لهذه العيوب.

تفاصيل الدراسة

استخدم الفريق تقنيات تحرير الجينات كريسبر للقضاء على جين السيتوجلوبين في أسماك الزرد.

تسبب نقص السيتوجلوبين في نمو أجنة ذات قلب معكوس، مما يعني أن القلب كان له نمط معكوس من اليسار إلى اليمين.

في البشر، يشارك السيتوبلوبين في عمليات أكسيد النيتريك، وهو مركب يساعد على تنظيم تدفق الدم الصحي إلى الأعضاء.

قام المؤلف المشارك في الدراسة مارك تي جلادوين، وجون زي وأكيكو ك. باورز، عميد كلية الطب بجامعة ميريلاند، ونائب الرئيس للشؤون الطبية بجامعة ميريلاند، بالبحث في آثار أكسيد النيتريك على الأوعية الدموية لأكثر من 20 عامًا بما في ذلك نتائج الدراسة الأخيرة.

وقال جلادوين: «منذ اكتشافه قبل عقدين من الزمن، وُجد أن السيتوجلوبين يتم التعبير عنه في جميع الأنسجة البشرية تقريبًا، ولكن آليات كيفية عمل هذا البروتين كانت غير معروفة إلى حد كبير».

وأضاف: «نحن نعلم أن السيتوجلوبين يمكن أن يلعب دورًا في تعديل مستويات أكسيد النيتريك والحفاظ عليها، لكن اكتشافنا الجديد يشير إلى أنه ينظم بشكل إيجابي إنتاج NO لضمان وظيفة الأهداب المناسبة، وغيابه يمكن أن يؤدي إلى تشوهات جانبية كبيرة للأعضاء».

لإجراء الدراسة، قام فريق البحث بحذف جين السيتوجلوبين في أسماك الزرد، وكانوا مندهشين عندما وجدوا أن ذلك أدى إلى عيوب كبيرة في بنية وموقع الأعضاء في الأجنة النامية.

القلب، على سبيل المثال، كان يقع على الجانب الأيمن من السمكة بدلًا من اليسار، مع وجود حلقات إلى اليسار بدلًا من اليمين.

وقالت مؤلفة الدراسة، باولا كورتي، أستاذ مساعد في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية في UMSOM: «لقد وجدنا أن السيتوجلوبين يلعب دورًا حيويًا في بنية ووظيفة الهياكل الصغيرة التي تشبه الشعر والتي تسمى الأهداب، والتي تحدد عدم التماثل والتطور السليم للأعضاء».

السيتوجلوبين والعيوب الخلقية

هذه هي المرة الأولى التي يُكتشف فيها أن السيتوجلوبين - أو أي من بروتينات الجلوبين مثل الهيموجلوبين - له دور في نمو الجنين، ويمكن ربط ندرة هذا البروتين بالعيوب الخلقية.

إنها أيضًا المرة الأولى التي يتم فيها ربط السيتوجلوبين بوظيفة الأهداب. مثل هذا الاكتشاف يمكن أن يفتح الباب لتطوير علاجات للعيوب الخلقية النادرة التي تؤثر على حركة الأهداب.

يولد حوالي 1 من كل 10 آلاف إلى 30 ألف شخص مصابًا بخلل الحركة الهدبية الأولي (PCD)، وهو مرض نادر يؤثر على الأهداب ويمكن أن يسبب مشاكل في التنفس بسبب المخاط السميك الذي يسد المسالك الهوائية.

وقالت كورتي إن «متلازمة كارتاجينر هي شكل من أشكال PCD ومن المعروف أنها تسبب نوع عيوب القلب التي تظهر في الزرد حيث يتم وضع القلب بشكل غير طبيعي إلى اليمين وتدويره»، مضيفة: «لا يوجد علاج لهذه الحالة، فقط عملية جراحية لإصلاح أي عيوب في القلب وعلاجات للتحكم في الأعراض».

في حين تم تحديد جينات معينة معروفة بأنها تسبب حوالي 70% من حالات PCD، فإن السيتوجلوبين يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا في 30% من الحالات التي ليس لها سبب وراثي معروف.

وقالت إليزابيث روشون، المؤلف الأول للدراسة، وأستاذ مساعد في الطب بجامعة UMSOM: «لقد وجدنا النمط الظاهري وقمنا بتوصيل النقاط بالأهداب، في وجود السيتوجلوبين، يمكننا تتبع وظيفة البروتين وكيف أدت إلى وظيفة الأهداب المناسبة وتطور الأعضاء، وفي الغياب رأينا هذه العيوب».