راز قلب حل شد: دانشمندان منبع غیرمنتظره التهاب قلب را کشف کردند

به گزارش خبرنگار دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، دریافتند که سلول‌های قلبی باقی‌مانده، نه سلول‌های ایمنی، پس از حمله قلبی، واکنش ایمنی آسیب‌رسان را ایجاد می‌کنند. هدف قرار دادن این پاسخ استرس می‌تواند به جلوگیری از نارسایی قلبی کمک کند.

محققان یک عامل محرک شگفت‌انگیز برای آسیب قلبی پس از حمله قلبی کشف کرده‌اند: سلول‌های قلبی باقی‌مانده در نزدیکی ناحیه آسیب‌دیده به دلیل فشار مکانیکی ملتهب می‌شوند، نه سلول‌های ایمنی که قبلاً تصور می‌شد.

این سلول‌های قلبی دچار پارگی و نشت DNA می‌شوند که منجر به یک پاسخ ایمنی آسیب‌زا می‌شود. این پیشرفت، فرضیات دیرینه را به چالش می‌کشد و با آرام کردن این سلول‌های قلبی تحت استرس و مسدود کردن سیگنال‌های التهابی خاص، استراتژی‌های جدیدی را برای جلوگیری از نارسایی قلبی ارائه می‌دهد.

کشف عامل غیرمنتظره آسیب قلبی

بیماری ایسکمیک قلب علت اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. این بیماری اغلب با یک "حمله قلبی" که در پزشکی به عنوان انفارکتوس میوکارد (MI) شناخته می‌شود، شروع می‌شود. این بیماری زمانی رخ می‌دهد که جریان خون به بخشی از قلب مسدود شود. این عدم گردش خون باعث مرگ بافت قلب، التهاب شدید، تغییرات ساختاری در دیواره قلب و در نهایت نارسایی قلبی می‌شود.

علیرغم اینکه التهاب نقش کلیدی در این فرآیند دارد، دارو‌های ضدالتهاب در پیشگیری از نارسایی قلبی مؤثر نبوده‌اند. در نتیجه، آنها به طور معمول پس از حمله قلبی استفاده نمی‌شوند. محققان گمان می‌کنند که این ممکن است به این دلیل باشد که مهمترین مسیر‌های التهابی و اهداف سلولی هنوز شناسایی نشده‌اند.

در مطالعه‌ای که در مجله نیچر منتشر شد، تیمی در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو - به رهبری دکتر کوین کینگ، دانشیار مهندسی زیستی و پزشکی و متخصص قلب و عروق در مرکز قلب و عروق سولپیزیو - مکانیسم ناشناخته‌ای از التهاب در قلب را کشف کردند. یافته‌های آنها می‌تواند امکانات جدیدی را برای درمان‌هایی با هدف جلوگیری از پیشرفت حمله قلبی به نارسایی قلبی فراهم کند.

التهاب در مکانی غافلگیرکننده

معمولاً تصور می‌شود که التهاب پس از سکته قلبی از سلول‌های ایمنی مانند نوتروفیل‌ها و ماکروفاژ‌ها ناشی می‌شود که بافت آسیب‌دیده قلب را پر می‌کنند و به بقایای سلول‌های در حال مرگ واکنش نشان می‌دهند. اما تیم دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، متوجه چیزی غیرمنتظره شد: یک پاسخ التهابی قوی - به طور خاص، فعال شدن سیگنالینگ اینترفرون نوع I (IFN) - در خود ناحیه آسیب‌دیده قرار نداشت. در عوض، در "منطقه مرزی"، ناحیه اطراف انفارکتوس، جایی که سلول‌های قلب هنوز زنده هستند، رخ داد.

ناحیه مرزی، ناحیه‌ای جذاب، اما کمتر مورد مطالعه در قلب دچار انفارکتوس بوده است. این ناحیه جایی است که سلول‌های عضله قلب زنده مانده پس از جدا شدن از سلول‌های همسایه در حال مرگ خود، برای تثبیت و حتی تکثیر تلاش می‌کنند. متأسفانه، ناحیه مرزی، منطقه‌ای چالش‌برانگیز برای مطالعه بوده است، زیرا به راحتی از بقیه قلب جدا نمی‌شود. محققان با استفاده از روش‌هایی که اخیراً بر اساس RNAseq تک سلولی و رونویسی فضایی گزارش کرده‌اند، بر این مانع غلبه کردند که در آن سلول‌های ناحیه مرزی بر اساس الگو‌های بیان ژن آنها شناسایی می‌شوند.

رمزگشایی رفتار سلول با فناوری ژن

برای تعیین اینکه کدام نوع سلول التهاب ناحیه مرزی را آغاز می‌کند، تیم تحقیقاتی مجموعه‌ای از موش‌های ناک‌اوت شرطی ایجاد کرد که هر کدام قادر به شروع سیگنالینگ IFN در نوع سلولی متفاوتی نبودند. در کمال تعجب، سلول‌های عضله قلب به نام کاردیومیوسیت‌ها به عنوان آغازگر‌های غالب سیگنالینگ IFN ناحیه مرزی ظاهر شدند. آنها دریافتند که کاردیومیوسیت‌های تحت استرس مکانیکی در ناحیه مرزی اغلب دچار پارگی پوشش هسته‌ای می‌شوند که این امر امکان فرار DNA هسته‌ای و حسگری توسط حسگر‌های DNA سیتوزولی را فراهم می‌کند و منجر به فعال شدن سیگنالینگ IFN می‌شود. این امر به نوبه خود باعث تضعیف مکانیکی دیواره قلب شده و آن را در برابر اتساع، نازک شدن و پارگی آسیب‌پذیر می‌کند و توضیحی مکانیکی برای مشاهده گزارش شده قبلی تیم مبنی بر اینکه موش‌های فاقد پاسخ‌های IFN بقای بهتری پس از MI نشان می‌دهند، ارائه می‌دهد.

اهداف جدید می‌توانند از نارسایی قلبی جلوگیری کنند

دکتر کینگ، نویسنده ارشد این مطالعه و عضو هیئت علمی گروه مهندسی زیستی شو چین ژن لی و بخش قلب و عروق در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، گفت: «در بیمارستان، ما هر روز از بیماران مبتلا به حملات قلبی و نارسایی قلبی مراقبت می‌کنیم. اهداف درمانی جدید برای سکته قلبی با پتانسیل جلوگیری از پیشرفت نارسایی قلبی فوق‌العاده مهم هستند.»

هنوز سوالات زیادی باید پاسخ داده شوند، اما یافته‌های جدید، استراتژی‌های امیدوارکننده‌ای را برای جلوگیری از نارسایی قلبی پس از حمله قلبی پیشنهاد می‌کنند. این استراتژی‌ها شامل کاهش فشار مکانیکی در ناحیه مرزی، مسدود کردن مسیر‌های حسگر DNA و مهار سیگنالینگ اینترفرون نوع I (IFN) می‌شود - مراحل کلیدی که ممکن است به محافظت از قلب در طول بهبودی کمک کنند.

مرجع: «پاسخ‌های اینترفرون نوع I خوشه‌ای فضایی در مناطق مرزی آسیب» نوشته‌ی وی. کی. نین، دی.‌ام. کالکاگنو، جی. دی. یو، بی. ژانگ، ان. تقدیری، آر. سهگال، جی.‌ام. مسفین، سی. جی. چن، کی. کلهر،‌ای. تومو، جی.‌ام. دوران،‌ای. آدلر، جی. هو، کی. ژانگ، کی. ال. کریستمن، زی. فو، بی. بینتو و کی. آر. کینگ، ۲۸ آگوست ۲۰۲۴، نیچر.

DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s۴۱۵۸۶-۰۲۴-۰۷۸۰۶-۱

بخشی از بودجه‌ی این مطالعه از طریق جایزه‌ی نوآور جدید NIH DP۲ تأمین شد.

نسخه‌ای از این مقاله در ابتدا در سپتامبر ۲۰۲۴ منتشر شد.