חדשות

במכון ויצמן נתגלתה מולקולה המשפרת תפקוד לב פגום בעכברים

חומר המשמש לצביעה במעבדות ביולוגיות הוזרק לעכברים שעברו התקף לב, סייע בתיקון רקמות של שרירי לב פגומים בעכברים ועשוי להיבחן כטיפול למניעת נזק נוסף לאחר התקף לב

מימין: פרופ' אלדד צחור ותלמיד המחקר אורן יפעה. הזריקו CSB ללבבות העכברים שעברו התקפי לב ומצאו שיפור בתפקוד הלבבי. צילום: מכון ויצמן

"דם כחול" היה במשך שנים כינוי לבני אצולה, אך ייתכן שמולקולה קטנה בצבע כחול, המשמשת כחומר צביעה במעבדות ביולוגיות, עתידה לסייע בטיפול בחולי לב. מחקר בנושא הזה בוצע במכון ויצמן ובו נתגלה כי המולקולה הקטנה המכונה "שיקגו סקיי בלו" (CSB) סייעה בתיקון רקמות של שריר לב פגום בעכברים. דו"ח המחקר פורסמו בנובמבר 2019 ב-Journal of Clinical Investigation (JCI) Insight.

המחקר בנושא החל לפני כמה שנים. צוות של פרופ' אלדד צחור מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא במכון ויצמן גידל תאי שריר לב – קרדיומיוציטים – בצלחות מעבדה, בתקווה לזהות תרופות פוטנציאליות שיובילו להתחדשות תאי הלב הפגועים או לצמיחתם של תאים חדשים.

יחד עם ד"ר חיים בר וד"ר נגה קוצר מיחידת ה-HTS במרכז הישראלי הלאומי לרפואה מותאמת אישית שבמכון ויצמן ובעזרת מערכות רובוטיות, פוזרו תאי שריר הלב שגודלו לאלפי מבחנות זעירות. לכל מבחנה הוספה מולקולה קטנה של תרכובות ביוכימיות, כאמצעי מועדף בפיתוח תרופות חדשות בשל מחירן הזול, יציבותן והעובדה שהמערכת החיסונית אינה פועלת נגדן.

לאחר שהחוקרים עקבו אחרי התאים במשך שישה ימים, התברר שאחת התרכובות הובילה לעלייה במספר תאי שריר לב: היתה זו מולקולה של חומר הצבע הכחול CBS המשמש ככלי מחקר ואבחון.

במחקר הנוכחי, בחן הצוות את המולקולה הזאת בתנאי אמת במודלים להתקפי לב בעכברים.

אוטם שריר הלב בעכבר. מסומנים באדום – תאי המערכת החיסונית באזור הפגוע. צילום: מכון ויצמן

בדומה לבני אדם, ציין פרופ' צחור, התקפי לב בעכברים בוגרים מובילים להיווצרות רקמת צלקת. תאי לב ביונקים חזקים דיים לעבודה רציפה במשך עשרות שנים ולכן אינם מתחדשים. עם זאת, כאשר נגרם להם נזק, הוא בלתי הפיך.

החוקרים, בהובלת תלמיד המחקר אורן יפעה, הזריקו CSB ללבבות העכברים שעברו התקפי לב ומצאו שיפור בתפקוד הלבבי. בהמשך חיפש הצוות עדויות לחידוש תאי הלב בעכברים אלא שהן לא נמצאו.

על השאלה כיצד סייע CSB לשפר את התפקוד הלבבי, השיב פרופ' צחור: "שיערנו שהחומר הזה עשוי לדכא סוגים מסוימים של דלקת הפורצות בתגובה לנזק ללב ועלולות להוביל להמשך ההצטלקות. זה מעגל קסמים שמביא להידרדרות נוספת בתפקוד הלב".

כאשר בחן הצוות לבבות לאחר טיפול ב-CSB, נתגלה שהם אכן היו מצולקים פחות לעומת הלבבות שבקבוצת הביקורת. בנוסף, לבבות עכברים שקיבלו את הטיפול לא "התנפחו כמו בלון" כפי שקורה לעתים קרובות בעקבות פגיעה לבבית. צוות המחקר מצא כי CSB מונע הפעלת קבוצת התאים במערכת החיסונית, המכונים מקרופאג'ים וככל הנראה אלה מפחיתים את הדלקת ואת המשך ההצטלקות.

עוד הוברר בעבודה זאת כי חומר הצבע פועל בדרך נוספת: בנוסף לצמצום הדלקת, הוא מעכב את פעילות האנזים CaMKII, המיוצר בעודף במחלות לב. הפעלת יתר של האנזים בעקבות פגיעה לבבית מחלישה את יכולתם של תאי שריר הלב להתכווץ. ניסויים שערכו ברקמות לב ייחודיות שאותן מגדל במעבדתו פרופ' ננאד בורסק מאוניברסיטת דיוק האמריקאית - רקמות המכונות "צרורות לבביים" - העלו כי הצבע אכן מגביר את התכווצות תאי שריר הלב.

פרופ' צחור: "במעבדה שלי, אנחנו מתמקדים בדרך כלל בזיהוי תרופות שיכולות לקדם חידוש של תאי שריר הלב. המחקר הזה הבהיר שעלינו לשים לב גם לתהליכים אחרים המתרחשים בעקבות התקף לב, כמו הדלקת והפגיעה ביכולת ההתכווצות של תאי הלב. מכיוון ש-CSB הוא חומר בלתי רעיל, אנחנו חושבים שהוא עשוי להיבחן כטיפול למניעת נזק נוסף לאחר התקף לב".

פרופ' צחור וצוותו חברו באחרונה לכמה קבוצות מחקר באירופה בפרויקט שאפתני להבנת תהליך ההתחדשות של תאי הלב ולשם הבאת ממצאי המחקר עבור חולים הזקוקים להם. הפרויקט, בשם ReAnima, יזכה לכשמונה מיליון יורו במשך חמש שנים במימון התכנית "הורייזן 2020" למחקר ולחדשנות של האיחוד האירופאי. פרופ' מיגל טורז ממרכז המחקר הקרדיווסקולרי הלאומי בספרד נבחר להוביל את הפרויקט. בנוסף לישראלים, משתתפים בו גם חוקרים מגרמניה, בריטניה, שווייץ, איטליה, אוסטריה והולנד.

"הפרויקט בנוי כך שבקצה האחד שלו ממוקמות קבוצות שחוקרות את התחדשות תאי הלב בבעלי חיים שיכולים לחדש את כל חלקי גופם, כמו דגים וסלמנדרות. בתווך נמצאות המעבדות שחוקרות את התהליך בעכברים והמעבדות שמיישמות את תובנות המחקר בעכברים בבעלי חיים גדולים עם לבבות הקרובים יותר לאלה של בני אדם (בעיקר חזירים) ובקצה השני – המעבדות שעוסקות במחקר הקליני", הסביר פרופ' צחור.

"בשלב זה המעבדות העיקריות בפרויקט הן מעבדות מחקר אקדמיות. אך כמה מהשותפות לפרויקט הן חברות תרופות וביוטכנולוגיה שיסייעו לגשר על הפער שבין המעבדה למרפאה. המעבדה שלנו במכון ויצמן היא שחקנית מפתח בפרויקט, שכן חלק משמעותי מהמחקר צפוי להתמקד בשתי המולקולות שגילינו. נראה כי לשתיהן תפקיד מכריע בהתחדשות הלבבות של יונקים".

נושאים קשורים:  התקף לב,  מכון ויצמן,  מחלות לב,  חדשות,  פרופ' אלדד צחור
תגובות