מחקר שבוצע במכון ויצמן, בשיתוף חוקרים ורופאים מ"שיבא" ומאוסטרליה, גילה מנגנון בתאי הלב המאפשר את התחדשותו ושיקומו לאחר התקף לב. על המחקר דיווח אתמול כתב העת המדעי Nature Cell Biology. הוא נעשה בשלב זה על מודל עכבר.
עוד בעניין דומה
כידוע, בעקבות התקף לב חלק משמעותי מתאי שריר הלב מת ובמקומם נוצרת רקמת צלקת, הפוגעת בתפקוד הלב, מה שמוביל לאי-ספיקת לב וכאשר יש החמרה גם למוות. מחלות לב וכלי דם הן מהגורמים הנפוצים למוות ברחבי העולם. אחת הסיבות לכך היא העובדה שתאי שריר הלב אינם מסוגלים להתחדש, בניגוד לתאים ברקמות האחרות בגוף (תאי הדם, השיער והעור).
אירוע נדיר של חלוקת תאי שריר לב בוגרים, היוצרים פרצוף מחייך, צולם באמצעות מיקרוסקופ פלואורוסצנטי (מקור: "מכון ויצמן")
"כיוון ש-ERBB2 גם קשור לגידול של תאי סרטן, ולסיכויים להחלים ממנו, יידרשו מחקרים נוספים כדי להבין איך להפעיל אותו בתאי הלב בזמן הנכון ובכמות הנכונה"
תאי שריר הלב, "הקרדיומיוציטים", מפסיקים להתחלק זמן קצר לאחר הלידה. הלב הבוגר בנוי לכן מקרדיומיוציטים שנוצרו בעובר, עם תחלופה מינימלית לאורך כל החיים הבוגרים. בעיה זאת נעשית מהותית במיוחד לאחר התקף לב.
המחקר החדש סיפק תובנות חדשות על הסיבות בגללן נפסקת התחדשות תאי שריר הלב ביונקים. אבל הוא גם הראה כיצד אפשר יהיה לגרום לתאי הלב להתחדש בעקבות פגיעה. מדובר לכן בכיוונים חדשים אפשריים להתמודדות של הרפואה עם מחלות לב בבני-אדם.
פרופסור אלדד צחור, מהמחלקה לבקרה ביולוגית, שיער שהסיבות לחוסר ההתחדשות קשורות להתפתחות הלב בעובר. לדבריו, "ידוע שהחלבון ERBB2, שאחראי על שידור אותות לתא, משחק תפקיד משמעותי בהתפתחות הלב. עכברים ללא חלבון זה מתים במהלך ההתפתחות העוברית שלהם מפני שהלב שלהם מפסיק להתפתח. ERBB2 פועל עם קולטן נוסף כדי לקשור גורם גידול הקרוי "נוירוגולין 1" (או NRG1), שנבחן כיום בניסויים קליניים לטיפול בחולים באי-ספיקת לב".
ד"ר גבריאל ד'ווה, חוקר בפוסט-דוקטורט במעבדתו של פרופסור צחור, רצה להבין כיצד בדיוק NRG1 ו-ERBB2 מעורבים בהתחדשות הלב. בעכברים, תאי שריר הלב ממשיכים להתחלק עד כשבוע לאחר הלידה – כלומר, עכבר שזה עתה נולד מסוגל לתקן נזק בלב כתוצאה מפציעה, בעוד שעכברים בני שבעה ימים ויותר איבדו יכולת זאת. ד"ר ד'ווה ותלמידת המחקר אלה אהרונוב גילו שתאי שריר הלב שטופלו ב-NRG1 המשיכו להתחלק ביום הלידה, אך ההשפעה ירדה באופן דרמטי לאחר שבוע, ככל הנראה כתוצאה מירידה ברמת ה-ERBB2 בתאי שריר הלב.
כדי לאשש השערה זו, השתמשו המדענים בעכברים שבהם הגן ERBB2 הושתק בתאי הלב שלהם. ההשפעות היו מרחיקות לכת: הלב היה דק ודמוי-בלון. מכאן הסיקו שתאי שריר הלב אינם מסוגלים להתחלק ללא ERBB2. בהמשך בדקו מה יקרה אם יפעילו את הגן הזה בלב של עכברים בוגרים – בהם תאי שריר הלב לא מתחלקים יותר.
תוצאות ניסוי זה היו הפוכות לניסוי של הורדת הגן, והובילו להתחלקות מוגברת של תאי שריר הלב. כך נוצר לב בממדים גדולים אך שאיננו מסוגל לתפקד כראוי. "התברר שגם למחסור וגם לעודף החלבון הנ"ל עלולות להיות השלכות הרסניות על פעילות הלב", ציין פרופסור צחור.
שני תאי שריר לב מתחלקים בעקבות טיפול ב-NRG1. במהלך תהליך ההתחלקות שני התאים יצרו מעין "לב". צולם באמצעות מיקרוסקופ פלואורוסצנטי (מקור: "מכון ויצמן")
הצעד הבא היה לבדוק מה יקרה אם ERBB2 יופעל לזמן מוגבל לאחר התקף לב על מנת לגרום להתחדשות תאי הלב. בעכברים שעברו התקף לב וביטאו את החלבון הפעיל ERBB2 אי אפשר היה לראות סימני צלקת או תפקוד ירוד – ממש כמו בעכברי הביקורת, שלא עברו פגיעה.
"בניגוד ללב הפגום שרואים בקבוצת הביקורת", הוסיף פרופ' צחור, "הלבבות שבהם פעל ERBB2 התחדשו לחלוטין, וחזרו למצבם הקודם".
בחינת תהליך ההתחדשות חשפה את המנגנון העומד מאחורי ההצלחה: תאי שריר הלב חזרו למצב עוברי יותר, הקודם לתהליך ההתמיינות. במצב זה הם יכלו להמשיך להתחלק ולהתמיין לתאי לב חדשים. במלים אחרות: הפעלת ERBB2 הובילה את התאים למצב התפתחותי קדום, בעוד כיבויו בלם את תהליך ההתחדשות.
בהמשך המחקר מופו החלבונים האחרים בתוך התא שמגיבים לאותות ה-ERBB2. כך נמצא, ש-NRG1 מסוגל, לבדו, לגרום להתחדשות הלב באמצעות הוספת תאי לב חדשים. פרופסור צחור: "הבנת תפקידיהם של שאר החלבונים בתא עשויה לספק מטרות חדשות לטיפול במחלות לב".
מבחנים קליניים בחולים שיקבלו טיפול ב-NRG1 עשויים להיכשל, מעריך פרופסור צחור, אם רמות ה-ERBB2 לא יועלו בהתאם. בכיוון הזה יבוצע מחקר ההמשך במטרה למצוא דרכים לשיפור התהליך, שעשוי בעתיד להצביע על דרכים להתחדשות תאי הלב בבני-אדם. "כיוון ש-ERBB2 גם קשור לגידול של תאי סרטן, ולסיכויים להחלים ממנו, יידרשו מחקרים נוספים כדי להבין איך להפעיל אותו בתאי הלב בזמן הנכון ובכמות הנכונה", הדגיש פרופסור צחור.
עוד השתתפו בעבודת המחקר: פרופסור יוסי ירדן ופרופסור מיכל נאמן (מחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן), פרופסור יונתן ליאור מ"שיבא" ופרופסור ריצ'רד הארווי מאוניברסיטת NSW באוסטרליה
הירשמו לקבלת עדכונים בנושאים שעלו בכתבה
