מחקר פורץ דרך של בית החולים הכללי של מסצ'וסטס חשף אסטרטגיות פוטנציאליות לביטול צלקות לב לאחר אוטם שריר הלב על ידי השוואת היווצרות צלקות בדגי זברה ועכברים. המחקר הדגיש הבדלים בהצטלבות קולגן, מה שמרמז שמניעת בשלות של קישורים אלה עשויה לאפשר ספיגת רקמת צלקת והתחדשות הלב, בדומה לתהליך שנצפה בדג הזברה. תובנה זו פותחת אפיקים חדשים לטיפול במחלות לב ופיברוטיות, העלולות להפחית את התמותה ולשפר את איכות החיים.
מחקר חדש מזהה שיטה אפשרית למניעת צלקות קבועות ואי ספיקת לב לאחר אוטם שריר הלב.
מחקר שנערך לאחרונה על ידי חוקרים מבית החולים הכללי של מסצ'וסטס (MGH), חבר מייסד של מערכת הבריאות של Mass General Brigham (MGB), חשף התקדמות משמעותית בסיוע להתחדשות הלב בעקבות אוטם שריר הלב (MI).
בפעם הראשונה, החוקרים השוו את היווצרות רקמת צלקת בלבבות הפגועים של דגי זברה ועכברים, וגילו כיצד ניתן להפוך את ההצטלקות הקבועה שמזיקה כל כך ללב היונקים. תוצאות המחקר מתפרסמות ב תקשורת טבע.
"אנחנו הראשונים להשוות ישירות ולהראות הבדלים מהותיים מאוד ביצירת רקמת צלקת בין דג זברה ליונקים", אומר הסופר הראשי Eman A. Akam-Baxter, PhD, חוקר במרכז המחקר הקרדיווסקולרי של MGH ומדריכה לרפואה ב- בית הספר לרפואה בהרווארד. "תוצאות המחקר שלנו מצביעות על יעד חדש אפשרי להפיכת צלקות לאחר אוטם שריר הלב, שמעולם לא הוכח קודם לכן."
אתגרי רקמות צלקת ביונקים
אוטם שריר הלב גורם למוות של מספר עצום של תאי לב. כדי לתקן את הפציעה, הגוף מחליף את התאים הפגועים והמתים ברקמת צלקת. בתחילה, רקמת הצלקת מועילה בשמירה על הלב שלם. אבל בסופו של דבר, רקמת הצלקת הופכת לחלק קבוע משריר הלב, מה שגורם ללב לשאוב דם בצורה פחות יעילה. לב עמוס יתר על המידה גורם לרקמת הצלקת להתרחב, מה שמוביל לנזק קבוע ללב.
היווצרות רקמת צלקת קבועה לאחר פגיעה בלב אופיינית לכל היונקים. אבל לדגי הזברה יש יכולת יוצאת דופן להסיר לחלוטין רקמת צלקת לאחר פציעה, מה שמאפשר מקום לתאי הלב להתחדש ולהצמיח מחדש לב בריא.
"במשך שנים רבות החוקרים התמקדו בתכונות הקרדיומיוציטים (תאי שריר הלב) ותאי החיסון בלב דג הזברה כדי להסביר את התופעה הזו", הסביר דיוויד סוסנוביק, MD, המחבר הבכיר של המאמר.
"עם זאת, לא בוצעו מחקרים המאפיינים את אופי צלקת הקולגן בדג הזברה. המומחיות של ד"ר אקאם-בקסטר בכימיה סינתטית ואנליטית אפשרה לנו לגשת לבעיה זו מזווית חדשה".
גישות וממצאים חדשניים
עד כה לא ניתן היה לבחון היווצרות רקמת צלקת בלב דג הזברה הזעיר באמצעות הדמיה. לצורך מחקר זה, החוקרים נאלצו לפתח תחילה בדיקת הדמיה מולקולרית שהם כינו TMR-O, שאפשרה להם לראות פרטים על ההצטלקות בלבם של דגי זברה ומודלים של פגיעה לבבית.
רקמת צלקת מורכבת מקולגן, גדילים ארוכים של חלבון הנקשרים זה לזה ליצירת סיב שנותן לרקמת הצלקת את המבנה והיציבות שלה. תהליך הקישור של מולקולות הקולגן נקרא cross-linking.
"חשבו על קולגן צולב כרשת של גדילים ארוכים של חלבון המקושרים יחד", מסביר אקאם-בקסטר. "ידיים על נקודות מרובות של כל גדיל חלבון מהדקות את הגדיל הנגדי כמו לחיצת יד."
הגשושית שפיתחו החוקרים נקשרה לכל יד, וסיפקה קריאת פלורסנט של האופן שבו הקולגן היה צולב.
חוקרים מאמינים זה מכבר שמידת הצלבות של קולגן היא המפתח לשאלה האם צלקת נספגת או קבועה. אבל כאשר חוקרי MGH בדקו את ההשערה הזו, הם גילו שכמות ההצטלבות הייתה דומה בדג הזברה ובעכברים לאחר פגיעה לבבית. עם זאת, סוג ההתקשרות הצולבת היה שונה.
"בלב העכבר, האופי הכימי של קישורי הקולגן היה בשל מאוד, ויצר מבנה שלא ניתן לפרק על ידי האנזימים האנטי-פיברוטיים בגוף.
לעומת זאת, הקשרים הצולבים בדג הזברה דמו ללחיצת יד רופפת יותר", אומר אקאם-בקסטר. "הקשרים הצולבים בלב דג הזברה נמשכו בצורה לא בשלה מבחינה כימית שניתן לפרק, וזה איפשר לספוג את הצלקות הפיברוטיות ולהחליף אותן בתאי לב מתחדשים".
המחברים הראו עוד כי הקשרים הצולבים שנוצרים בלבבות העכברים הם תוצאה של שינוי כימי (ליזין הידרוקסילציה) של גדילי הקולגן בעכברים, וכי הדבר אינו מתרחש באותה מידה בלב דג הזברה.
התפתחויות טיפוליות פוטנציאליות
שינוי זה נעשה על ידי אנזים הנקרא lysyl hydroxylase 2; אנזים זה מקושר להצטלקות קבועה באיברים אחרים במחלות פיברוזיס.
"אף אחד לא חקר את ההשפעה של חסימת האנזים הזה בהקשר של התקף לב", אומר אקאם-בקסטר. צוות המחקר שלה בוחן האם עיכוב של אנזים זה יכול למנוע ביעילות צלקות קבועות בלב לאחר MI. החוקרים יחקרו גם האם ניתן להפוך רקמת צלקת באיברים אחרים.
"מספרי מקרי המוות וכמות אי ספיקת הלב הנובעת מהצטלקות לאחר MI הם מדהימים", אומר אקאם-בקסטר. "ומחלות פיברוטיות אחראיות גם למספר עצום של מקרי מוות. אם נוכל למצוא תכונה משותפת של היפוך רקמת צלקת במספר איברים, נוכל להציל חיים רבים."
"מחקר זה היה רב-תחומי ביותר והתאפשר באמצעות נוף המחקר הייחודי הקיים ב-MGH", הסביר ד"ר סוסנוביק, המנהל את התוכנית להדמיה קרדיווסקולרית במרכז מרטינוס להדמיה ביו-רפואית. "חוקרים מהמרכז לחקר הלב וכלי הדם, המכון לחדשנות בהדמיה ומרכז מרטינוס להדמיה ביו-רפואית הביאו כולם מיומנויות שונות לשולחן שאיפשרו לנו לטפל בשיתוף פעולה עם השאלה המדעית המאתגרת הזו."
ד"ר אקאם-בקסטר ציינה שהיא אסירת תודה במיוחד לד"ר. פיטר קרוון וחואן מנואל גונזלס-רוזה שתמיכתם הייתה קריטית להצלחת המחקר.
עוד היא ציינה כי הנהגת המחלקות קרדיולוגיה ורדיולוגיה ב-MGH יצרה סביבה תומכת מאוד עבור מדענים פיזיקליים: "ככימאי, זה משמח מאוד לעבוד בסביבה שמאפשרת לי לחקור שאלות בסיסיות בכימיה, במקביל, בצע מחקר שרלוונטי מאוד לבריאות האדם". מימון: המימון העיקרי למחקר זה ניתן על ידי מענקים מה- המכונים הלאומיים לבריאות ובית החולים הכללי של מסצ'וסטס.
