حدد العلماء السبب وراء عدم القدرة على تجديد خلايا عضلة القلب

اكتشف باحثو الخلايا الجذعية في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس سبب فقدان خلايا عضلة القلب البالغة، والتي تسمى الخلايا العضلية القلبية، قدرتها على التكاثر، وقد يفسر هذا السبب في أن قدرة القلب البشري على التجدد محدودة.

وقال الدكتور روب ماكليلان من مركز إيلي وإيديث برود للطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، إن البحث الذي أجري على خطوط الخلايا والفئران قد يؤدي إلى تطوير أساليب لإعادة برمجة خلايا عضلة القلب مباشرة في قلوب المرضى، مما يسمح لهم بإنشاء عضلات جديدة وإصلاح الضرر.

على عكس السمندل والسلمندر، لا يستطيع جسم الإنسان البالغ تجديد الأعضاء التالفة كالقلب تلقائيًا. ومع ذلك، تُظهر دراسات حديثة أن الثدييات لديها القدرة على تجديد القلب لفترة قصيرة جدًا - خلال الأسبوع الأول من الحياة. ثم تفقد هذه القدرة. ولكن، لو كانت موجودة في وقت ما، فربما يمكن استعادتها؟

وقد أظهرت أبحاث الدكتور ماكليلان، التي نُشرت في مجلة علم الأحياء الخلوي التي تمت مراجعتها من قبل النظراء، أنه من الممكن إعادة ضبط الساعة الخلوية إلى الوقت الذي كانت فيه الخلايا العضلية القلبية قادرة على التكاثر وإصلاح عضلة القلب.

يقول الدكتور ماكليلان، الأستاذ المشارك في أمراض القلب وعلم وظائف الأعضاء: "تتمتع السمندلات والكائنات الحية الأخرى الأدنى بالقدرة على إعادة تمايز خلايا عضلة القلب لديها، أو إعادتها إلى حالتها البدائية السابقة، مما يسمح لهذه الخلايا بالعودة إلى دورة الخلية، مُكوّنةً عضلة قلب جديدة. أما في الثدييات، فتُفقد هذه القدرة. لو عرفنا كيفية استعادتها، أو عرفنا سبب عدم تكاثر خلايا عضلة القلب البالغة، لتمكنا من إيجاد طريقة لتجديد القلب باستخدام أساليب الطبيعة".

تُشتق خلايا عضلة القلب من الخلايا الجذعية السلفية، أو الخلايا السلفية، التي تُشكل القلب من خلال التكاثر. بمجرد تكوين القلب، تتحول الخلايا العضلية من خلايا غير ناضجة إلى خلايا ناضجة، والتي لم تعد قادرة على التكاثر. أما في السمندل والسلمندر، فالأمر مختلف: إذ يمكن لخلايا عضلة القلب لديهما العودة إلى حالة غير ناضجة، أو بدائية، واكتساب القدرة على التكاثر مرة أخرى، وإصلاح التلف، ثم التحول مرة أخرى إلى خلايا ناضجة.

وفقًا للدكتور ماكليلان، فإن سبب عجز خلايا عضلة القلب البشرية عن القيام بذلك بسيط للغاية: ففي حالتها البدائية، تفقد خلايا عضلة القلب قدرتها على الانقباض بشكل طبيعي، وهو أمر حيوي لسلامة القلب. ولأن حجم الإنسان أكبر بكثير من السمندل والسلمندر، كان لا بد أن تكون قلوبنا أكثر كفاءة للحفاظ على ضغط دم مثالي ودورة دموية طبيعية.

يقول ماكليلان: "مع تطورنا، وللحفاظ على ضغط دم ودورة دموية مثالية، اضطررنا للتخلي عن القدرة على تجديد عضلة القلب. ما اكتسبناه كان خلايا عضلة قلبية أكثر كفاءة وقلبًا. لكن ذلك كان تنازلًا."

يعتقد الدكتور ماكليلان أن التثبيط المؤقت لتعبير البروتينات التي تعيق آلية دورة الخلية قد يُجبر خلايا عضلة القلب البالغة على العودة إلى دورة الخلية، أي التكاثر. يجب أن تكون هذه الطرق قابلة للعكس، بحيث يختفي تأثير استهداف البروتينات المسؤولة عن التكاثر بعد إصلاح الضرر. عندها، تعود خلايا عضلة القلب إلى مرحلة النضج، وتبدأ بمساعدة عضلة القلب المُستعادة على الانقباض. وللتخلص من البروتينات التي تُبقي خلايا عضلة القلب في حالة نضج، يدرس الدكتور ماكليلان بالفعل استخدام جسيمات نانوية لتوصيل الحمض النووي الريبوزي (RNA) المُتداخل الصغير إلى القلب.

في حالة احتشاء عضلة القلب، يُحرم جزء من القلب من الأكسجين، فتموت خلايا عضلة القلب، ويحل محلها نسيج ندبي. ليس من الصعب تحديد المنطقة المتضررة من القلب، وإذا طُوّرت طريقة لإعادة برمجة خلايا عضلة القلب لدى المريض، يُمكن إدخال نظام يتحكم في نشاط البروتين المطلوب وقادر على إعادة الخلايا إلى حالتها الطبيعية في المنطقة المتضررة. سيسمح هذا باستبدال عضلة القلب الميتة بأخرى حية.

«لقد نوقشت قدرة الكائنات الحية الدنيا على التجدد، وسبب عدم حدوث ذلك لدى البشر، لفترة طويلة. وهذه أول مقالة تُقدم تفسيرًا لسبب حدوث ذلك»، يُعلق البروفيسور ماكليلان على عمله.

كثر الحديث عن استخدام الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) أو الخلايا الجذعية متعددة القدرات المُستحثة المُعاد برمجتها (iPSCs) لتجديد القلب. ومع ذلك، لا يُعرف مدى التجديد الذي يمكن تحقيقه أو مدى أهمية الفوائد المُحتملة.

يقول الدكتور ماكليلان: "من وجهة نظري، تُعدّ هذه آليةً محتملةً لتجديد عضلة القلب دون استخدام الخلايا الجذعية. في هذه الحالة، سيصبح كل شخص مصدرًا للخلايا اللازمة لتجديد نفسه".

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]