كيف يؤثر تدفق الدم على صحة الأوعية الدموية؟

كيف تحافظ الأوعية الدموية على قوتها ومرونتها واستجابتها لاحتياجات الجسم المتغيرة من الأكسجين والمغذيات؟ لا يكمن الجواب في علم الأحياء فحسب، بل في الفيزياء أيضا.

فقد كشف باحثون في جامعة آبو أكاديمي ومشروع InFLAMES الرائد عن مسارات جزيئية جديدة تسمح لخلايا الأوعية الدموية باستشعار القوى الميكانيكية الناتجة عن تدفق الدم والاستجابة لها.

تفتح النتائج، التي نُشرت في مجلة iScience ومجلة FEBS، آفاقًا جديدة لفهم صحة الأوعية الدموية في أمراض القلب والأوعية الدموية والطب التجديدي وعلاج السرطان، وربما التأثير عليها.

الجهاز الوعائي

يُعدّ الجهاز الوعائي السليم أساسيًا للحياة، ولا تزال أمراض القلب والأوعية الدموية السبب الرئيسي للوفاة في العالم.

تلعب الأوعية الدموية دورًا محوريًا في وظائف الأنسجة وتجديدها ونمو الأورام.

فعلى سبيل المثال، يُعدّ استهداف الأوعية التي تُغذي الأورام استراتيجية فعّالة في علاج السرطان، ولذلك، يُشكّل فهم كيفية نمو الأوعية الدموية وتكيّفها واستقرارها أولوية علمية وسريرية بالغة الأهمية.

تتكون الأوعية الدموية من خلايا بطانية تبطن جدار الوعاء من الداخل وتتصل مباشرة بالدم المتدفق، وخلايا جدارية انقباضية تحيط بجدار الوعاء وتدعمه.

وتعمل هذه الخلايا معًا على تنسيق قوة الوعاء ونمو أوعية دموية جديدة استجابةً للقوى الميكانيكية، مثل إجهاد القص الناتج عن تدفق الدم، والإشارات الواردة من الأنسجة المحيطة.

في مختبر مصير الخلية، بقيادة البروفيسورة سيسيليا سالغرين، رئيسة مجموعة InFLAMES، يبحث الباحثون في كيفية دمج القوى الميكانيكية مع مسارات الإشارات البيولوجية لتنظيم صحة أنسجة القلب والأوعية الدموية وأمراضها.

أظهرت أعمال سابقة من المختبر أن مسار إشارات Jagged1–Notch الضروري لأنسجة القلب والأوعية الدموية يلعب دورًا حاسمًا في توجيه نمو الأوعية الدموية واستقرارها، مما يُمكّن الخلايا المجاورة من التواصل استجابةً للإشارات الميكانيكية.

في دراستين جديدتين، كشف الفريق الآن كيف تترجم هذه القوى الفيزيائية إلى تغييرات جزيئية داخل الخلايا البطانية.

اكتشف الباحثون نورا فيرتانين، وكاي-لان لين، وإلميري كيفيلوتو، وعالما ما بعد الدكتوراه أوسكار ستاسن وفريدي سواريز رودريغيز، تحت إشراف البروفيسور سالغرين، أن البروتين الحركي الجزيئي Myo1c حساس لإجهاد القص الناتج عن تدفق الدم. فعندما تتعرض الخلايا البطانية للتدفق، يُطلق Myo1c بروتينه الحامل Jagged1، الذي يتحكم بدقة في مكان وزمان حدوث الإشارات داخل الخلية.

يشبه نظام التوصيل الدقيق هذا تصميمًا جزيئيًا دقيقًا، يضمن وصول الإشارات الصحيحة إلى الموقع الصحيح في الوقت المناسب. ويُقدّم تحديد Myo1c كبروتين حركي حساس للتدفق، يُنظّم موضع Jagged1، رؤيةً بالغة الأهمية حول كيفية تحكّم الخلايا الوعائية في إشارات الخلايا تحت الضغط الميكانيكي.

كما كشف الباحثون عن وظيفة جديدة تمامًا لـ Jagged1. فإلى جانب دوره المعروف في تنشيط مستقبل Notch، يمكن لـ Jagged1 أن يحفز بشكل مباشر مسارات استشعار القوة (النقل الميكانيكي) داخل الخلايا البطانية.

"على الرغم من أن بروتين Jagged1 معروف منذ فترة طويلة بأنه بروتين مهم في وظائف الأوعية الدموية نظراً لدوره في تنشيط مستقبل Notch، إلا أن نتائجنا تُظهر أن مشاركته في وظائف الأوعية الدموية تتجاوز هذه الوظيفة التقليدية. وهذا يفتح آفاقاً بحثية جديدة واستراتيجيات علاجية محتملة"، كما يوضح الباحث فريدي سواريز رودريغيز.

تساهم هذه الاكتشافات مجتمعة في تعميق فهمنا لكيفية تأثير تدفق الدم على بيولوجيا الأوعية الدموية على المستوى الجزيئي، وتمهد الطريق لنهج مبتكرة لعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية، وتحسين العلاجات التجديدية، واستهداف إمدادات الدم للأورام.