يمكن لأسماك الزرد إصلاح القلب التالف ، ودراسة جديدة تكشف كيف
|
| سمكة الزرد البالغة وقلبها بعد 7 أيام من الإصابة بالتبريد |
الزرد مخلوقات رائعة. لا يقتصر الأمر على رؤيتهم تمامًا ، بل يمكنهم أيضًا تنمية أعضاء جديدة. لقد علمنا بالفعل أن هذه الأسماك الصغيرة الشفافة يمكن أن تجدد أنسجة الشبكية في عيونهم - يظهر بحث جديد الآن كيف يمكن أن ينعش الزرد أنسجة القلب بعد الإصابة.
يقول عالم الأحياء التطورية ومؤلف الدراسة جان فيليب يونكر من معهد برلين لبيولوجيا الأنظمة الطبية في ألمانيا : أردنا معرفة كيفية قيام هذه السمكة الصغيرة بذلك ، وإذا كان بإمكاننا التعلم منها .
نشرت في Nature Genetics ، الدراسة الجديدة التي قادها Junker مع Daniela Panáková ، باحثة إشارات الخلايا في مركز Max Delbrück للطب الجزيئي ، تؤرخ سلسلة الأحداث التي أدت إلى تجديد القلب في الزرد.
في البشر ، لا يمكن لخلايا عضلة القلب المسماة خلايا عضلة القلب أن تتجدد مثل خلايا قلب الزرد. بسبب نقص الأكسجين أثناء نوبة قلبية ، تتلف خلايا عضلة القلب ، وتتشكل ندبات دائمة (تسمى التليف ) بدلاً من العضلات المفقودة ، مما يجعل القلب أضعف مما كان عليه من قبل.
ومع ذلك ، فإن أسماك الزرد قادرة على إعادة نمو ما يصل إلى 20 في المائة من قلوبها التي يبلغ حجمها مليمتر واحد في غضون شهرين من إصابة القلب.
ما تظهره لنا هذه الدراسة الجديدة هو أن خلايا النسيج الضام التي تسمى الخلايا الليفية هي الموصلات لعملية تجديد القلب في أسماك الزرد ، وتنتج بروتينات تعمل كإشارات إصلاح.
المثير للإعجاب أن النتائج الجديدة تأتي ساخنة في ظل الجهود الواعدة الأخرى في الطب التجديدي - التي تتطلع إما إلى استبدال أو إصلاح القلوب التالفة بالعلاجات القائمة على الخلايا أو الأدوية التي تحاكي الجزيئات الموجودة في الزرد.
في وقت سابق من هذا العام ، زرع الجراحون قلبًا خنزيرًا في مريض بشري لأول مرة (على الرغم من أن الرجل توفي للأسف بعد شهرين).
في مايو ، حدد الباحثون أيضًا الخلايا البشرية التي تساعد قلب الإنسان على ترميم نفسه بعد نوبة قلبية.
وفي يونيو ، نجح العلماء في علاج النوبة القلبية لدى الفئران بتقنية mRNA التي تقدم تعليمات وراثية لخلايا عضلة القلب لإصلاح نفسها.
في هذه الدراسة الجديدة ، قام الباحثون بصعق قلوب الحيوانات الصغيرة بإبرة شديدة البرودة لتقليد نوبة قلبية بشرية (تسمى أيضًا احتشاء عضلة القلب) وشاهدوا ما حدث.
يقول يونكر : من المدهش أن الاستجابة الفورية للإصابة متشابهة جدًا . ولكن بينما تتوقف العملية عند البشر عند هذه النقطة ، فإنها تستمر في الأسماك. فهي تشكل خلايا عضلية جديدة قادرة على الانقباض.
باستخدام تقنيات التسلسل أحادي الخلية ، قام الفريق بعد ذلك بفحص حوالي 200000 خلية قلب معزولة من سمك الزرد قبل الإصابة وبعدها ، واستخرج المعلومات الجينية من الخلايا الفردية لمعرفة أي منها كان نشطًا في القلب التالف.
اكتشفوا ثلاثة أنواع من الأرومات الليفية دخلت مؤقتًا في حالة نشطة ، حيث قاموا بتشغيل الجينات التي تشفر بروتينات بناء العضلات مثل الكولاجين XII ، الذي يعزز نمو النسيج الضام .
وعندما أسكت الباحثون تلك الجينات في أسماك الزرد ، لم تعد قلوبهم قادرة على التجدد.
يقول يونكر عن الخلايا الليفية التي تعبر عن الكولاجين:
في حين أن الخلايا الليفية قد تلعب دورًا رئيسيًا ، فقد أظهرت الأبحاث السابقة التي أجريت على أسماك الزرد أن الخلايا الالتهابية التي تسمى الضامة هي مستجيب سريع للنوبات القلبية ومطلوبة لتجديد القلب.
تم تحديد النخاب ، الطبقة الخارجية للقلب ، كمحور لتجديد القلب ، وهو أمر تدعمه هذه الدراسة الجديدة.
بعد هندسة الخلايا ذات الرموز الشريطية الجينية الفريدة ، تتبع الباحثون الخلايا الليفية المنشطة وأظهروا أنها صنعت في نخاب الزرد ، وهناك فقط أنتجت الخلايا الكولاجين XII.
تقنيات التسلسل أحادية الخلية ، التي استخدمها الباحثون في هذه الدراسة لتحديد خلايا القلب التي ترسل إشارات متجددة ، هي في طليعة التقنيات الجينومية سريعة التقدم.
على الرغم من استخدام التسلسل أحادي الخلية على نطاق واسع ويوفر تفاصيل استثنائية حول نشاط الخلايا المفردة ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتحقق من صحة نتائج الدراسة في الكائنات الحية النموذجية الأخرى . من غير الواضح ما إذا كانت نفس الآليات التي تقودها الخلايا الليفية موجودة أيضًا في الثدييات مثل البشر والفئران.
يقول مؤلف الدراسة وعالم الأحياء التنموي باستيان سبانجارد ، وهو أيضًا من معهد برلين لبيولوجيا الأنظمة الطبية : إن تجديد القلب عملية معقدة تتأثر بالعديد من الأشياء المختلفة .
التجارب أنتجت كميات هائلة من البيانات. كانت تصفية الإشارات البيولوجية الصحيحة منها صعبة للغاية.
يريد الفريق أيضًا أن ينظر عن كثب إلى الجينات التي يتم تشغيلها في الخلايا الليفية المنشطة ، لترميز البروتينات - على الأقل في الزرد - يبدو أنها تحفز خلايا عضلة القلب على إعادة النمو.
في الوقت الحالي ، تلقي الدراسة مزيدًا من الضوء على العمليات البيولوجية التي تحدث استجابةً لنوبة قلبية ، وهي رؤى قد تساعد ، في الوقت المناسب ، في درء الأحداث القلبية اللاحقة التي تصبح أكثر خطورة بعد النوبة الأولى.
تعليقات
إرسال تعليق