گورخرماهی به طرز شگفت انگیزی می تواند قلب خود را ترمیم کند

تحقیقات جدید در مورد بوی گورخر و نشان می دهد که این حیوان می تواند قلب آسیب دیده خود را ترمیم کند. برای انسان بیش از حد کار کنید.

گورخرماهی موجودات شگفت انگیزی هستند. آنها نه تنها بدنی کاملا شفاف دارند، بلکه می توانند اندام های جدیدی را نیز رشد دهند. ما قبلا می دانستیم که این ماهی های کوچک و نیمه شفاف قادر به بازسازی بافت شبکیه چشم خود هستند. اکنون تحقیقات جدید نشان می دهد که گورخرماهی می تواند بافت قلب خود را حتی پس از آسیب بازسازی کند. فرآیندی که برای قلب انسان تقریبا غیرممکن است.

جان فیلیپ یونکر، نویسنده اصلی، زیست شناس رشدی در موسسه زیست شناسی سیستم های پزشکی در برلین، آلمان، گفت: ما می خواستیم بفهمیم این ماهی کوچک چگونه این کار را انجام می دهد (بافت قلب را بازسازی می کند) و آیا می توانیم چیزی از آن بیاموزیم. یا نه. “.

مطالعه جدید که توسط Junker با Daniela Panakova، محقق سیگنالینگ سلولی در مرکز پزشکی مولکولی Max Delbrück انجام شده و در مجله علمی Nature منتشر شده است، توالی رویدادهایی را که منجر به بازسازی قلب در گورخرماهی می شود، توصیف می کند.

گورخرماهی 20 درصد از بافت قلب خود را بازسازی می کند

در انسان، سلول های ماهیچه قلب به نام کاردیومیوسیت نمی توانند مانند سلول های قلب گورخرماهی بازسازی شوند. در غیاب اکسیژن در طول حمله قلبی، قلب ما آسیب می بیند و عضله از دست رفته با اسکارهای دائمی (به نام فیبروز) جایگزین می شود و قلب را ضعیف تر از قبل می کند.

با این حال، گورخرماهی قادر است تا 20 درصد از بافت قلب 1 میلی متری خود را در عرض دو ماه پس از آسیب قلبی بازسازی کند.

آنچه این مطالعه جدید به ما نشان می دهد این است که سلول های بافت همبند به نام فیبروبلاست رهبران فرآیند بازسازی قلب گورخرماهی هستند و پروتئین هایی را تولید می کنند که به عنوان سیگنال های ترمیم عمل می کنند.

یافته های جدید به طور هیجان انگیزی با دیگر تلاش های امیدوارکننده در علم پزشکی برای احیای قلب همزمان است. اکنون دانشمندان به دنبال جایگزینی یا ترمیم قلب های آسیب دیده با روش سلول درمانی الهام گرفته از سلول های گورخرماهی هستند.

در اوایل سال جاری، جراحان توانستند برای اولین بار قلب خوک را به انسان پیوند بزنند. البته این مرد بعد از دو ماه فوت کرد.

در ماه مه، محققان توانستند سلول های انسانی را شناسایی کنند که به ترمیم نسبی قلب پس از حمله قلبی کمک می کند.

در ماه ژوئن، دانشمندان توانستند حملات قلبی را در موش ها درمان کنند. آنها از تکنیکی استفاده کردند که شامل mRNA است که دستورالعمل های ژنتیکی را برای ترمیم سلول های عضله قلب ارائه می دهد.

در این مطالعه جدید، محققان قلب ریز حیوانات را با یک سوزن فوق سرد برای تقلید از حمله قلبی انسان (که انفارکتوس میوکارد نیز نامیده می شود) زخمی کردند و اتفاقات بعدی را تماشا کردند.

یونکر می گوید:

با کمال تعجب، واکنش فوری به آسیب در گورخرماهی بسیار شبیه به سلول های انسان است. در انسان، این بازسازی در محل آسیب متوقف می شود، اما در قلب گورخرماهی ادامه می یابد. آنها کاردیومیوسیت های جدیدی را تشکیل می دهند که توانایی انقباض دارند.

این تیم با استفاده از تکنیک های توالی یابی تک سلولی، حدود 200000 سلول قلب جدا شده از گورخرماهی را قبل و بعد از آسیب اسکن کردند و اطلاعات ژنومی را از تک تک سلول ها استخراج کردند تا ببینند کدام سلول ها در قلب آسیب دیده فعال هستند.

کشف عنصر ترمیم کننده بافت قلب گورخرماهی

آنها دریافتند که سه نوع فیبروبلاست به طور موقت به حالت فعال می روند و ژن هایی را فعال می کنند که پروتئین های عضله ساز مانند کلاژن XII را کد می کنند. چیزی که باعث رشد بافت همبند می شود. هنگامی که محققان این ژن ها را در گورخرماهی خاموش کردند، قلب آنها دیگر قادر به بازسازی نبود.

یونکر درباره فیبروبلاست‌های رونویسی کلاژن می‌گوید: «آن‌ها درست در محل آسیب تشکیل می‌شوند.

در حالی که فیبروبلاست ها ممکن است نقش کلیدی داشته باشند، تحقیقات قبلی در گورخرماهی نشان داده است که سلول های بافت التهابی به نام ماکروفاژها به سرعت به حملات قلبی پاسخ می دهند و برای بازسازی قلب ضروری هستند.

اپی کاردیوم، لایه بیرونی قلب نیز به عنوان مرکزی برای بازسازی قلب شناسایی شده است و تحقیقات جدید این فرضیه را تایید می کند.

قلب گورخرماهی، 7 روز پس از آسیب قلبی

پس از مهندسی سلول‌ها با کدهای ژنتیکی منحصربه‌فرد، محققان فیبروبلاست‌های فعال شده را ردیابی کردند و نشان دادند که این سلول‌ها در اپی کاردیوم گورخرماهی ساخته شده‌اند و سلول‌ها فقط در آنجا کلاژن XII تولید می‌کنند.

تکنیک های توالی یابی تک سلولی در خط مقدم فناوری های پیشرفته ژنومی قرار دارند. این همان تکنیکی است که توسط محققان برای شناسایی سلول‌های قلبی که سیگنال‌های احیاکننده ارسال می‌کنند، استفاده می‌کنند.

دانشمندان در تلاش برای یافتن راهی برای جلوگیری از حملات قلبی در انسان هستند

اگرچه توالی یابی تک سلولی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و جزئیات بی نظیری را در مورد فعالیت هر واحد سلولی ارائه می دهد، تحقیقات بیشتری برای تأیید یافته های علمی در سایر حیوانات و موجودات آنها مورد نیاز است. مشخص نیست که آیا مکانیسم های یکسانی برای رهبری فیبروبلاست در پستاندارانی مانند انسان و موش وجود دارد یا خیر.

باستین اسپگنارد، نویسنده مقاله و زیست شناس رشدی در موسسه زیست شناسی پزشکی در برلین می گوید: «بازسازی قلب فرآیند پیچیده ای است که تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد.

آزمایش ها حجم عظیمی از داده ها را ارائه کردند. ردیابی سیگنال های بیولوژیکی صحیح از آنها یک کار بسیار چالش برانگیز خواهد بود.

علاوه بر این، این تیم تحقیقاتی قصد دارد ژن‌های فعال شده در فیبروبلاست‌ها را با دقت بیشتری بررسی کند. ژن‌های موجود در گورخرماهی باعث تولید پروتئین‌های خاصی می‌شوند که سلول‌های ماهیچه قلب را تحریک می‌کنند تا دوباره رشد کنند.

در حال حاضر، این مطالعه قادر به ارائه اطلاعات مفید در مورد فرآیندهای بیولوژیکی در پاسخ به حمله قلبی است. اطلاعاتی که می تواند به پیشگیری از حوادث قلبی ثانویه در طول زمان کمک کند. نسخه کامل این مقاله در مجله Nature Genetics منتشر شده است.