اكتشاف جين يكشف عن إمكانية زراعة شرايين قلبية جديدة

يمتلك معظم الناس قلوبًا يمينية، وهو ما يعني، بالنسبة للطبيب أو الباحث، وجود شريان يمتد من الجانب الأيمن للقلب لتزويد الجانب الخلفي بالدم المؤكسج.

بالنسبة للبعض، يأتي هذا الشريان، المسمى الشريان النازل الخلفي، من الجانب الأيسر أو من كلا الاتجاهين.

وقد وجدت دراسة أن الجين CXCL12 مرتبط بتكوين هذا الشريان، وأن نمط اتجاهه يتحدد في مرحلة مبكرة جدًا من نمو الإنسان.

وتمثل النتائج، التي نشرت في مجلة Cell، خطوة نحو تطوير "إعادة التوعية الطبية"، وهو هدف طويل الأمد لباحثي ستانفورد لإنشاء علاج للشرايين المسدودة أو ذات التدفق المحدود من خلال تنمية شرايين جديدة للتعويض.

قالت كريستي ريد-هورس، المؤلفة الرئيسية المشاركة للدراسة: "للمرة الأولى، لدينا دليل على وجود جين يُنظم نمو أحد أهم أنواع الشرايين في جسم الإنسان، وإذا عرفنا مسارات نمو هذه الشرايين المهمة، فربما نتمكن من إعادة نموها من خلال إعادة إدخال هذه المسارات في قلب مريض".

تنقل عدة شرايين تاجية الدم والأكسجين إلى قلب الإنسان.

شريانان رئيسيان

يقع الشريانان الرئيسيان في مقدمة القلب، على الجانبين الأيمن والأيسر، ولتزويد الجزء الخلفي من القلب بالدم المؤكسج، يتفرع الشريان النازل الخلفي من أحد هذين الشريانين الرئيسيين.

بالنسبة لحوالي 80% من البشر، يأتي هذا الشريان من الشريان التاجي الرئيسي الأيمن، ولكن بالنسبة لحوالي 10%، يأتي من الشريان الأيسر.

في 10% أخرى، يوجد شريانان من هذه الشرايين متساويان تقريبًا في الحجم، يتفرعان من الشريانين الرئيسيين الأيمن والأيسر ويمتدان إلى الجزء الخلفي من القلب.

ولفهم أفضل لما يحدد هذا النمط الشرياني، تعاون ريد هورس مع المؤلف المشارك تيم أسيمز، الأستاذ المشارك في طب القلب والأوعية الدموية في كلية الطب بجامعة ستانفورد.

أجرى الباحثون تحليلًا وراثيًا، ووجدوا عشرة مواقع في شيفرة الحمض النووي البشري مرتبطة بتطور الشريان في الجزء الخلفي من القلب، وكان أقوى هذه المواقع جين CXCL12.

وقد أظهرت دراسات سابقة لمجموعة ريد-هورس أن الفئران التي تلقت جرعة من البروتين المرتبط بالجين CXCL12 نمت لديها فروع شريانية جديدة في أنسجة قلبها المتضررة، لذا فإن أحدث النتائج لدى البشر تشير إلى أن هذا الجين وبروتينه يلعبان دورًا حاسمًا في تكوين الشرايين البشرية أيضًا.

وقال أسيمس: "لدينا الآن دليل على أن هذا النمط من الشرايين التاجية الرئيسية لدينا يتم التحكم فيه من خلال الاختلافات في شفرة الحمض النووي التي نرثها من والدينا، والإشارة العليا تقع بالقرب من الجين المسؤول أيضًا عن نمو وتطور الشرايين التاجية".

بعد اكتشاف هذا الارتباط، قام الباحثون بتصوير قلوب الأجنة، ووجدوا أن جين CXCL12 يُعبَّر عنه عند نشوء هيمنة اتجاهية للشريان النازل الخلفي، كما أظهرت تجارب أخرى على الفئران أن تقليل البروتين الذي يُنتجه CXCL12 أدى إلى ظهور أنماط هيمنة أيسر أو مشتركة لدى هذه الفئران.

ولكن لم يعرف بعد ما إذا كان وجود نمط الشريان المهيمن الأيمن الأكثر شيوعاً يمنح في نهاية المطاف حماية أكبر أو أقل ضد أمراض القلب.

ومع ذلك، فإن اكتشاف الجين الذي يُحتمل أن يتحكم في هذا التفرع يفتح الباب أمام اكتشاف طرق لتكوين فروع شريانية جانبية جديدة، ما يعني تنمية شرايين إضافية بشكل مقصود، قادرة على توصيل الأكسجين إلى القلب عند انسداد شريان آخر. حاليًا، تُعدّ العلاجات المُستخدمة لتخفيف ضيق الشرايين أو انسدادها جراحية وميكانيكية، مثل جراحة القلب المفتوح وتركيب الدعامات الاصطناعية.

ويخطط الباحثون بعد ذلك للتحقيق في المتغيرات في الحمض النووي التي تسبب اختلافات في التعبير عن CXCL12 والعمل على تصميم طرق لاستهداف تنشيط الجين نحو إنشاء علاج علاجي.