מדענים זיהו את הסיבה לחוסר היכולת לחדש תאי שריר הלב

חוקרי תאי גזע מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, גילו מדוע תאי שריר לב בוגרים, הנקראים קרדיומיוציטים, איבדו את יכולתם להתרבות, ועשויים להסביר מדוע ללב האדם יש יכולת התחדשות כה מוגבלת.

המחקר, שנערך בקווי תאים ובעכברים, עשוי להוביל לפיתוח שיטות לתכנות מחדש של תאי שריר הלב ישירות בלבם של חולים, מה שיאפשר להם ליצור שרירים חדשים ולתקן נזקים, אמר ד"ר רוב מקללן ממרכז אלי ואדית' ברוד לרפואה רגנרטיבית וחקר תאי גזע ב-UCLA.

שלא כמו טריטונים וסלמנדרות, גוף האדם הבוגר אינו יכול לחדש באופן ספונטני איברים פגומים כמו הלב. עם זאת, מחקרים אחרונים מראים שליונקים יש את היכולת לחדש את הלב למשך פרק זמן קצר מאוד - בשבוע הראשון לחייהם. לאחר מכן יכולת זו אובדת. אבל אם היא הייתה שם בעבר, אולי ניתן לשקם אותה?

מחקרו של ד"ר מקללן, שפורסם בכתב העת Journal of Cell Biology, שפורסם על ידי עמיתיו, מראה כי ניתן לאפס את השעון התאי לזמן שבו לקרדיומיוציטים הייתה היכולת להתרבות ולתקן את שריר הלב.

"לסלמנדרות ולאורגניזמים נחותים אחרים יש את היכולת לבטל את התמיינותם של שרירי הלב שלהם, או להחזיר אותם למצב מוקדם ופרימיטיבי יותר, מה שמאפשר לתאים אלה לחזור למחזור התא וליצור שריר לב חדש", אומר ד"ר מקללן, פרופסור חבר לקרדיולוגיה ופיזיולוגיה. "אצל יונקים, פוטנציאל זה הולך לאיבוד. אם ידענו כיצד לשחזר אותו, או ידענו את הסיבה לכך שקרדיומיוציטים בוגרים אינם מתרבים, נוכל לנסות למצוא דרך לחדש את הלב באמצעות שיטות הטבע עצמו."

קרדיומיוציטים נוצרים מתאי גזע אב, או תאים קודמנים, היוצרים את הלב באמצעות התרבות. לאחר יצירת הלב, המיוציטים הופכים מתאי גזע לא בשלים לתאים בוגרים, שאינם מסוגלים עוד להתרבות. אצל טריטונים וסלמנדרות, הדברים שונים: הקרדיומיוציטים שלהם יכולים לחזור למצב לא בשל, או פרימיטיבי, ולרכוש שוב את היכולת להתרבות, לתקן נזקים, ולאחר מכן להפוך בחזרה לתאים בוגרים.

לדברי ד"ר מקללן, הסיבה לכך שקרדיומיוציטים אנושיים אינם מסוגלים לעשות את אותו הדבר היא פשוטה למדי: במצבם הפרימיטיבי יותר, קרדיומיוציטים מאבדים את היכולת להתכווץ כרגיל, דבר החיוני לתפקוד תקין של הלב. מכיוון שבני אדם גדולים בהרבה מטריטונים וסלמנדרות, ליבנו היה צריך להיות יעיל הרבה יותר כדי לשמור על לחץ דם אופטימלי ומחזור דם תקין.

"ככל שהתפתחנו, כדי לשמור על לחץ דם ומחזור דם אופטימליים, נאלצנו לוותר על היכולת לחדש את שריר הלב", אומר מקללן. "מה שהשגנו היה תאי שריר לב יעילים יותר ולב. אבל זו הייתה פשרה."

ד"ר מקללן מאמין שעיכוב זמני של הביטוי של חלבונים החוסמים את מנגנון מחזור התא עשוי לאלץ שרירי לב בוגרים לחזור למחזור התא, כלומר, להתרבות. שיטות אלו צריכות להיות הפיכות, כך שההשפעה של מיקוד בחלבונים האחראים להתרבות תיעלם לאחר תיקון הנזק. שרירי הלב יחזרו אז לתאים בוגרים ויתחילו לעזור לשריר הלב המשוחזר להתכווץ. כדי לחסל את החלבונים ששומרים על שרירי הלב במצב בוגר, ד"ר מקללן כבר שוקל להשתמש בננו-חלקיקים כדי להעביר RNA קטן ומפריע ללב.

באוטם שריר הלב, חלק מהלב אינו מקבל עוד חמצן, והקרדיומיוציטים מתים, ומוחלפים ברקמת צלקת. לא קשה למצוא את האזור הפגוע בלב, ואם תפתח שיטה לתכנות מחדש של המיוציטים של המטופל עצמו, ניתן להכניס לאזור הפגוע מערכת השולטת בפעילות החלבון הרצוי ומסוגלת להחזיר את המיוציטים למצב פרימיטיבי. זה יאפשר להחליף את שריר הלב המת בשריר חי.

"יכולתם של אורגניזמים נחותים להתחדש ומדוע זה לא קורה בבני אדם נדונה מזה זמן רב. זהו המאמר הראשון המספק הסבר מדוע זה קורה", מעיר פרופסור מקללן על עבודתו.

דובר רבות על שימוש בתאי גזע עובריים אנושיים (hESCs) או בתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים מתוכנתים מחדש (iPSCs) כדי לחדש את הלב. עם זאת, לא ידוע מהי מידת ההתחדשות שניתן להשיג או עד כמה משמעותיים יהיו היתרונות.

"לדעתי, זהו מנגנון פוטנציאלי לשיקום שריר הלב ללא שימוש בתאי גזע", אומר ד"ר מקללן. "במקרה זה, כל אדם יהפוך למקור תאים לשיקום עצמו".

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]