وجد الباحثون أن البروتين يحفز نمو الشرايين الصغيرة على نسيج القلب المتضرر في الفئران

يعتقد كريستي ريد هورس ، دكتوراه ، أستاذ مشارك في علم الأحياء ، وجوزيف وو ، العضو المنتدب لجراحة القلب والأوعية الدموية ، أن نمو هذه الشرايين الجديدة قد يساعد في شفاء الأضرار الناجمة عن أمراض القلب أو النوبات القلبية ، أو حتى المساعدة في منع هذا الضرر.

في الممارسة السريرية ، لاحظ وو أن المرضى الذين يعانون من انسداد في الشرايين الرئيسية التي تغذي القلب غالباً ما يكون لديهم نتائج مختلفة ومربكة. "بعض المرضى يعانون من انسداد في أحد الشرايين التاجية ويموتون ؛ المرضى الآخرون لديهم عوائق متعددة في مناطق متعددة لكن يمكن أن يديروا سباقات الماراثون" ، قال وو ، الذي يحمل بروفيسور نورمان إي.

الفرق ، كما قال وو ، قد يكون أن هذه المجموعة الثانية من المرضى لديها شرايين جانبية ، شرايين صغيرة تتخطى الانسدادات في الشرايين الرئيسية في القلوب وتغذي مناطق القلب المتعطشة للأكسجين.

وقال وو "انهم مثل الشوارع الجانبية التي تسمح لك بالالتفاف على ازدحام المرور على الطريق السريع." مثل هذه الشرايين الجانبية يمكن أن تساعد الأشخاص المصابين بتصلب الشرايين أو الأشخاص الذين يتعافون من نوبة قلبية ، باستثناء أن الشرايين الجانبية لا تظهر إلا في أقلية من المرضى.

الآن ، اكتشف وو-ريد-هورس وزملاؤهم كيف تتشكل هذه الشرايين الجانبية وجزيء إشارات يعزز نموها في فئران بالغة ، مما يمنح الأمل في أن الشرايين الجانبية يمكن أن تقترن لتنمو في المرضى البشر.

سيتم نشر النتائج التي توصلوا إليها في 24 يناير زنزانة. ويشارك ريد هورس ، وهو عضو في معهد ستانفورد لبيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي ، ووو ، وهو عضو في معهد ستانفورد للقلب والأوعية الدموية ، في تأليف كبير للورقة. علماء ما بعد الدكتوراه يشكِّل سوميوشري داس ، والدكتوراه ، وأندرو غولدستون ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، مؤلفين رئيسيين.

دراسة الفئران حديثي الولادة

بدأ الباحثون بالنظر إلى الفئران حديثي الولادة. وقال ريد-هورس "لدى فئران حديثي الولادة قدرة قوية على شفاء أنسجة القلب المصابة ، لكن لم يعد لديهم هذه القدرة في مرحلة البلوغ". "فهم لماذا يمكن تحديد طرق لإشعال تجدد في البالغين."

وثقوا أن الشفاء من الفئران الشابة يرجع في جزء منه إلى نمو الشرايين الجانبية الجديدة في المنطقة المصابة. من خلال التصوير المتطور الذي سمح لهم بالنظر إلى قلوب حديثي الولادة السليمة على المستوى الخلوي ، أظهر الباحثون أن هذا حدث لأن الخلايا البطانية الشريانية خرجت من الشريان ، وهاجر على طول الشعيرات الدموية الموجودة التي امتدت إلى أنسجة القلب المصابة وأعادت تجميعها لتشكيل الشرايين الجانبية.

ثم قام الباحثون بالتحقق من كيفية معرفة الخلايا للقيام بذلك. كان ريد-هورس ووو يعرفان أن جزيء CXCL12 هو إشارة مهمة خلال التطور الجنيني للخلايا الشريانية ، وقد ثبت أنه يعمل على تحسين استعادة وظائف القلب والعمل بعد الإصابة بأزمات قلبية. وتساءل العلماء عما إذا كان لهذا الجزيء تأثير مفيد من خلال تعزيز نمو الشريان الجانبي في نسيج القلب المصاب. ووجدوا أن CXCL12 كان يقتصر في الغالب على الخلايا البطانية الشريانية في قلوب فأر الوليد غير المصابين. في الفئران حديثي الولادة مع إصابات في القلب ، فإنه يظهر في الشعيرات الدموية في المنطقة المصابة. وجد الباحثون دليلاً على أن مستويات الأكسجين المنخفضة في المنطقة المصابة قد انقلبت على الجينات التي خلقت CXCL12 ، مما يشير إلى المناطق التي ينبغي أن تنتقل إليها الخلايا البطانية الشريانية.

اختبار CXCL12 في الفئران الكبار

بعد ذلك قاموا بالتحقيق فيما إذا كان CXCL12 يمكن أن يساعد أنسجة القلب للكبار على نمو الشرايين الجانبية. "أظهرت دراساتنا أن قلوب البالغين لا تشكل شرايين جانبية في الطريقة التي يتبعها الأطفال حديثي الولادة بعد الإصابة" ، على حد قول ريد-هورس. بعد إحداث نوبات قلبية في الفئران البالغة ، قاموا بحقن CXCL12 في المناطق المصابة. بالتأكيد ، بعد 15 يومًا من الإصابات ، كان هناك العديد من الشرايين الجانبية الجديدة التي تشكلها الخلايا الشريانية المنفصلة والمهاجرة. تقريبا لم تكن موجودة في الفئران السيطرة.

يعتقد Red-Horse و Woo أن القصة الكاملة ليست بهذه البساطة. "نتكهن بأن هناك مجموعة كاملة من البروتينات التي تدعم هجرة الخلايا خارج الشرايين وتشجع انتشار الخلايا بين الخلايا المصابة" ، قال ريد-هورس. ومع ذلك ، فإنهم يأملون أن يصبح هذا الاكتشاف الأساس لعلاج جديد.

وقال وو "السؤال الآن هو ما إذا كانت هذه الآلية التي اكتشفناها يمكن التلاعب بها علاجيا لتوليد شرايين جانبية في المرضى البشر."