محققان دانشگاه هیوستون تکنیکی پیشگامانه ابداع کرده اند که در موش ها نه تنها سلول های عضله قلب را پس از سکته قلبی (یا حمله قلبی) بازیابی می کند، بلکه به بازسازی سلول ها نیز کمک می کند.

به گفته رابرت شوارتز، هیو روی و لیلی کرانز کالن، استاد برجسته زیست شناسی و بیوشیمی در کالج علوم طبیعی و ریاضیات UH، این کشف پیشگام که در مجله پیری قلب و عروق منتشر شد، پتانسیل تبدیل شدن به یک استراتژی بالینی قدرتمند برای درمان بیماری قلبی در افراد.

روش ابتکاری مورد استفاده توسط تیم مطالعه، فاکتورهای رونویسی جهش یافته را که پروتئین هایی هستند که تبدیل DNA به RNA را تنظیم می کنند، با استفاده از اسید ریبونوکلئیک پیام رسان مصنوعی (mRNA) به قلب موش تحویل می دهد.

شوارتز، که این مطالعه را با دکترای اخیر رهبری کرد، گفت: "هیچکس تا این حد نتوانسته است این کار را انجام دهد و ما فکر می کنیم که می تواند به یک درمان احتمالی برای انسان تبدیل شود." سیو شیائو و دیناکار ایر، استادیار پژوهشی زیست شناسی و بیوشیمی، فارغ التحصیل شدند.

محققان نشان دادند که دو فاکتور رونویسی جهش یافته، Stemin و YAP5SA، در کنار هم برای افزایش تکثیر کاردیومیوسیت‌ها یا سلول‌های عضلانی قلب جدا شده از قلب موش کار می‌کنند. این آزمایشات در شرایط آزمایشگاهی بر روی ظروف کشت بافت انجام شد.

شیائو گفت: "کاری که ما در تلاش هستیم انجام دهیم این است که کاردیومیوسیت را به حالتی شبیه سلول های بنیادی تر تبدیل کنیم تا بتوانند بازسازی و تکثیر شوند."



Stemin خواص شبه سلول های بنیادی را از کاردیومیوسیت ها فعال می کند. نقش حیاتی استمین در آزمایشات آنها توسط آییر کشف شد که گفت عامل رونویسی یک "تغییرگر بازی" است. در همین حال، YAP5SA با تقویت رشد اندام که باعث می شود میوسیت ها حتی بیشتر تکثیر شوند، کار می کند.

در یک یافته جداگانه منتشر شده در همان مجله، تیم گزارش خواهد کرد که Stemin و YAP5SA قلب آسیب دیده موش را در داخل بدن تعمیر کردند. قابل توجه است که هسته‌های میوسیت حداقل 15 برابر در 24 ساعت پس از تزریق قلب که فاکتورهای رونویسی را تحویل می‌دادند، تکثیر شدند.

بردلی مک کانل، استاد فارماکولوژی و دانشجوی فارغ التحصیل امیلیو لوسرو در کالج داروسازی UH با تولید مدل موش بالغ مبتلا به انفارکتوس در این مطالعه همکاری کردند.

شوارتز گفت: «وقتی هر دو فاکتور رونویسی به قلب موش بالغ مبتلا به انفارکتوس تزریق شد، نتایج خیره کننده بود. آزمایشگاه متوجه شد که میوسیت‌های قلبی به سرعت در عرض یک روز تکثیر می‌شوند، در حالی که قلب‌ها طی یک ماه آینده تقریباً با عملکرد پمپاژ قلب طبیعی و با کمی زخم ترمیم شدند.

به گفته شیائو، مزیت افزوده استفاده از mRNA مصنوعی این است که برخلاف انتقال ویروسی، طی چند روز ناپدید می شود. ژن‌درمانی‌هایی که توسط ناقل‌های ویروسی به سلول‌ها تحویل داده می‌شوند، نگرانی‌های ایمنی زیستی متعددی را ایجاد می‌کنند، زیرا نمی‌توان آنها را به راحتی متوقف کرد. از سوی دیگر، تحویل مبتنی بر mRNA به سرعت تغییر می کند و ناپدید می شود.

شوارتز و ایر چندین سال روی این مطالعه کار کردند و شیائو در طول تحصیلات دکترا خود در UH بر روی این تحقیق تمرکز کرد. او در پاییز 2020 فارغ التحصیل شد.

شیائو گفت: "من احساس افتخار و خوش شانسی می کنم که روی این کار کار کردم." "این یک مطالعه بزرگ در بازسازی قلب است، به ویژه با توجه به استراتژی هوشمند استفاده از mRNA برای تحویل Stemin و YAP5SA."

این یافته ها به ویژه مهم هستند زیرا کمتر از 1 درصد از سلول های عضله قلب بالغ می توانند بازسازی شوند. او گفت: "بیشتر مردم با همان کاردیومیوسیت هایی که در ماه اول زندگی داشتند، می میرند." هنگامی که حمله قلبی رخ می دهد و سلول های ماهیچه قلب می میرند، توانایی انقباض قلب می تواند از بین برود.

Healthline