الكشف عن مسار جديد لعلاج تضخم القلب│ تفاصيل
اكتشف العلماء دورا جديدا للبروتين المعروف بدوره في الدماغ الذي يساعد في التحكم في مشاعر الجوع أو الشبع، وكذلك في الكبد لمساعدة الجسم في الحفاظ على توازن الطاقة أثناء الصيام.
وتظهر الدراسة الجديدة التي اجراها علماء في سانفورد بورنهام بريبيس ومعهد سالك للدراسات البيولوجية أن هذا البروتين يدعم أيضًا الحفاظ على بنية القلب ووظيفته، ولكن عندما يكون نشطًا بشكل مفرط فإنه يسبب سماكة عضلة القلب المعروفة باسم تضخم القلب، وهو ما يرتبط بأمراض القلب.
تضخم القلب
غالبًا ما يكون تضخم القلب نتيجة لمحاولة القلب الحفاظ على تدفق الدم المناسب مع التكيف مع التغيرات الناجمة عن أمراض القلب الأخرى مثل ارتفاع ضغط الدم أو خلل في صمام القلب، وفق ما نشره موقع ميديكال إكسبريس.
يؤثر تضخم البطين الأيسر للقلب على ما يصل إلى نصف جميع المرضى الذين تم تشخيص إصابتهم بداء السكري من النوع 2، ومن المعروف أن تضخم هذه الحجرة تؤدي إلى المزيد من الأحداث القلبية الوعائية الضارة مثل النوبات القلبية والسكتات الدماغية والوفيات القلبية المفاجئة.
تقول كارين أوكور، أستاذ مساعد في برنامج التنمية والشيخوخة والتجديد في سانفورد بورنهام بريبيس: "نحن مهتمون بهذا لأن أمراض القلب هي السبب الرئيسي للوفاة في العالم، وفي معظم الحالات، بما في ذلك تضخم القلب، ما زلنا لا نعرف الأسباب الجذرية".
نشرت أوكور ومختبرها ومعاونوها في معهد سالك النتائج في مجلة Cell Reports، والتي توضح أن البروتين المسمى المنشط المساعد للنسخ المنظم لـ CREB (CRTC) هو على الأرجح أحد المصادر الأساسية لتضخم القلب.
تقول كريستيانا دوندي، المؤلفة الأولى للدراسة: "لقد بذل الناس الكثير لفهم كيفية عمل CRTC في الخلايا العصبية والكبد، لكن لم يثبت أحد حقًا أنه يعمل في القلب، كنا مصممين على تغيير ذلك".
عرف فريق البحث أن CRTC تفاعل مع إنزيم يسمى الكالسينورين الذي كان مرتبطًا بتضخم القلب في الدراسات السابقة.
لقد بدأوا بإنشاء ذباب فاكهة معدل وراثيًا باستخدام شكل غير نشط من الجين الذي يحمل مخطط CRTC.
عند اختبار إيقاع القلب باستخدام أقطاب كهربائية صغيرة ووظيفة القلب من خلال تصوير فيديو عالي السرعة، واجهت ذباب الفاكهة التي لا تحتوي على CRTC النشط صعوبة أكبر في استعادة إيقاعات القلب الطبيعية بعد تعرضها للإجهاد مقارنة بذباب الفاكهة العادي.
كان لدى الذباب المُصمم هندسيًا أيضًا عضلات قلب أرق مع وظيفة متضائلة ولم تكن قادرة على تعميم الدم بشكل فعال.
وقالت أوكور: "بالإضافة إلى العيوب الهيكلية التي وجدناها في الذباب مع تعطيل جين CRTC بشكل منهجي، فقد رأينا أيضًا كمية لا تصدق من التليف".
وأضافت: "نادرا ما نرى ذلك في القلوب الطبيعية، لذلك أذهلني ذلك حقا لأن التليف هو السمة المميزة لأمراض القلب".
للتأكد من أن هذه الملاحظات كانت مرتبطة على وجه التحديد بنقص CRTC في القلب بدلًا من وجود عيب نمو أوسع في الخلايا الأخرى التي عجلت بهذه الظاهرة، قام الفريق بالتحقيق في الذباب الذي فشل فقط في صنع بروتين CRTC في القلب بينما حافظت الأنسجة الأخرى على وجوده.
وقالت دوندي: "لقد رأينا نتائج مشابهة جدًا للدراسات التي أجريت على الذباب المدمر لكامل الجسم، مما ساعدنا على التأكد من أن التغييرات كانت خاصة بنقص CRTC في القلب".
للتأكد أكثر، كررت المجموعة التجارب التي أزالت CRTC فقط في الخلايا المحيطة بالقلب والتي تسمى خلايا التامور، ثم في الجهاز العصبي، وأخيرًا في الجسم الدهني للذبابة الذي يعتبر معادلًا للكبد لدى الذبابة، ولكن لم يكن لأي من هذه التلاعبات نفس التأثيرات على القلب، مما أضاف المزيد من الوزن إلى الدور القلبي الحاسم الذي يلعبه CRTC.
بالإضافة إلى فحص آثار غياب CRTC في القلب، قام الفريق أيضًا بالتحقيق فيما يمكن أن يحدث إذا أنتج القلب الكثير من CRTC، وهو ما يُعرف باسم الإفراط في التعبير.
وتضيف أوكور: "يبدو أنهما وجهان لعملة هيكلية، وبدون CRTC، تصبح الألياف العضلية داخل خلايا القلب غير منظمة. وتبدأ في وجود فجوات كبيرة بينها ثم تنخفض قدرة القلب على الانقباض".
وتابعت: "إذا قمت بإفراط في التعبير عن CRTC، فإنك تحصل على العكس. تحصل على كمية أكبر بكثير من البروتينات مما يحتاجه القلب عادة وهذا ما يجعله أكبر حجمًا ويسبب تضخمًا، وعلى الرغم من أن القلب أكبر حجمًا، إلا أنه يصبح مرتبطًا بالعضلات بشكل كبير ولا يؤدي وظيفته، وكذلك القلب الطبيعي".
بالإضافة إلى العثور على عامل جديد مسؤول عن تضخم القلب إلى جانب إنزيم الكالسينورين الراسخ، اكتشفت دوندي وأكور ومعاونوهم بروتينًا يتم التحكم في إنتاجه بواسطة CRTC ومن المحتمل أن يساهم في عيوب القلب التي لوحظت في هذا المنشور.
وقالت دوندي: "لقد فحصنا كيف تعمل الجينات بشكل مختلف في القلوب مع نشاط CRTC قليل جدًا أو أكثر من اللازم، وبعد تصفية الجينات الموجودة في خلايا القلب، قمنا بتضييق القائمة إلى 15 جينًا".
أحد هذه الجينات الخمسة عشر هو المعادل لدى ذبابة الفاكهة للجين البشري Sarcalumenin والذي وجد أنه أكثر نشاطًا عندما يتم التعبير بشكل مفرط عن CRTC وأقل نشاطًا عندما يتم إسكات CRTC.
عندما منع الباحثون إنتاج هذا البروتين، لاحظوا تأثيرات مماثلة على بنية القلب ووظيفته كما في التجارب السابقة التي تركزت على CRTC.
ولأن فقدان هذا البروتين يتسبب في أن تصبح القلوب أرق، فقد اقترح الفريق تسمية هذا الجين بـ"الرجل النحيف".
وقالت أوكور: "كان هذا دليلًا آخر على أن CRTC يتحكم في إنتاج الجين في الذباب، وربما أيضًا الساركالومينين في البشر، أثناء صيانة القلب الطبيعية، حيث يحتوي جين الرجل النحيف على تعليمات للبروتينات المشاركة في إدارة مستويات الكالسيوم في خلايا عضلة الهيكل العظمي والقلب، وإذا حدث شيء ما لـ CRTC، فإنك تفقد الساركالومينين أو الرجل النحيف وتحصل على حمل زائد من الكالسيوم واضطراب في العضلات".
وأضافت: "يفتح هذا الاكتشاف الكثير من الاحتمالات لمعرفة المزيد عن جزيئات الإشارة هذه واستخدامها كأهداف للأدوية لعلاج أمراض القلب، كما تم ربط الساركالومينين بالحثل العضلي، لذلك نرى العديد من الفرص للتوسع في هذا العمل للعثور على علاجات محتملة لحالات أخرى بالإضافة إلى أمراض القلب".
