ترمیم قلب آسیب دیده با تنظیم متابولیسم

به گزارش نیو اطلس، بیشتر بافت‌های بدن می‌توانند پس از آسیب، خود را بازسازی کنند، اما متأسفانه سلول‌های ماهیچه قلب از آنها نیستند. اکنون دانشمندان مؤسسه «ماکس پلانک» در موش‌ها نشان داده‌اند که برنامه‌ریزی مجدد متابولیسم انرژی این سلول‌ها به آنها اجازه می‌دهد پس از حمله قلبی دوباره بازسازی شوند که می‌تواند درمان‌های جدیدی را برای این عارضه رایج که منجر به مرگ می‌شود، باز کند.

پس از یک حمله قلبی یا آسیب‌های دیگر، قلب با بافت آسیب دیده مواجه می‌شود که موجب اختلال در تپش قلب می‌شود. این عارضه با گذشت زمان می‌تواند انواع مشکلات را از حملات قلبی گرفته تا نارسایی قلب ایجاد کند.

یکی از تفاوت‌های کلیدی بین سلول‌های ماهیچه قلب و سایر بافت‌ها، متابولیسم انرژی آنهاست. بیشتر بافت‌های بدن انرژی خود را در فرآیندی به نام گلیکولیز از قندها دریافت می‌کنند، اما قلب انرژی خود را از چربی‌ها دریافت می‌کند که به عنوان اکسیداسیون اسیدهای چرب شناخته می‌شود و به نظر می‌رسد که همین موضوع می‌تواند کلید باز کردن قفل بازسازی سلول‌های قلب باشد.

شیانگ لی و شیوجون یوآن نویسندگان این مطالعه می‌گویند: مشخص است که گونه‌های جانوری که قادر به بازسازی قلب خود هستند، عمدتاً از قندها و گلیکولیز به عنوان سوخت سلول‌های ماهیچه قلب استفاده می‌کنند. قلب انسان نیز در مراحل اولیه رشد از گلیکولیز استفاده می‌کند، اما سپس به اکسیداسیون اسیدهای چرب روی می‌آورد، زیرا با این روش می‌تواند انرژی بیشتری تولید کند. بنابراین با تغییر در تولید انرژی پس از تولد، فعالیت بسیاری از ژن‌ها تغییر می‌کند و فعالیت تقسیم سلولی از بین می‌رود. متابولیت‌های منفرد حاصل از تولید انرژی نیز عملکردهای مهمی برای فعالیت آنزیم‌هایی دارند که فعالیت‌های ژن را تنظیم می‌کنند. بنابراین ما امیدوار بودیم که با برنامه‌ریزی مجدد متابولیسم انرژی، تغییراتی را در فعالیت‌های ژنی ایجاد کنیم تا توانایی تقسیم سلولی در سلول‌های عضله قلب را دوباره فعال کنیم.

آنها برای آزمایش این ایده روی موش‌ها، ژنی به نام Cpt1b را که کلید اکسیداسیون اسیدهای چرب است، خاموش کردند و دریافتند که قلب این موش‌ها شروع به رشد کرد و تعداد سلول‌ها در طول این آزمایش تقریباً دو برابر شد.

در مرحله بعد، پژوهشگران حملات قلبی را در موش‌هایی که فاقد Cpt1b بودند آغاز کردند، سپس اجازه دادند که قلب‌های آنها دوباره با خون غنی از اکسیژن شسته شود. این یک مدل‌سازی از بیمارانی است که پس از حمله قلبی، استنت(فنر) دریافت می‌کنند.

پژوهشگران می‌گویند که پس از چند هفته، زخم‌های بافت قلب در موش‌های مورد آزمایش در مقایسه با گروه کنترل بسیار کاهش یافت و عملکرد قلب آنها تقریباً به سطح قبل از حمله قلبی بازگشت.

پژوهشگران با بررسی دقیق‌تر، مکانیسم پشت این اثر را شناسایی کردند و دریافتند که خاموش کردن این ژن باعث ایجاد آبشاری می‌شود که به طور موثر سلول‌های عضله قلب را به حالت بلوغ کمتر بازنشانی می‌کند و به آنها امکان بازسازی می‌دهد.

البته در این مرحله این کار فقط در موش‌ها به عنوان اثبات مفهوم انجام شده است، اما پژوهشگران می‌گویند ممکن است مسیری برای کاربردهای انسانی وجود داشته باشد. باید امکان ساخت داروهایی وجود داشته باشد که فعالیت آنزیمی را که Cpt1b تولید می‌کند، مسدود کنند. با این حال هنوز با استفاده بالینی از این روش بسیار فاصله داریم.

گفتنی است که مطالعات دیگر بر استفاده از سلول‌های بنیادی یا فناوری mRNA برای بازسازی قلب متمرکز بوده‌اند و به موفقیت‌هایی نیز دست یافته‌اند.

این پژوهش جدید در مجله «نیچر»(Nature) منتشر شده است.