کشف جدید در فرآیند بهبودی قلب | نقش پروتئین GPNMB در بهبودی پس از حمله قلبی
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس (UCLA) پروتئینی به نام پروتئین گلیکوپروتئین غیرمتاستاتیک ملانومای B (GPNMB) را بهعنوان یک تنظیمکننده کلیدی در فرآیند بهبودی قلب پس از حمله قلبی (انفارکتوس میوکارد؛ Myocardial Infarction) شناسایی کردند. این تیم، به رهبری آرجون دب (Arjun Deb)، استاد پزشکی و زیستشناسی سلولی و توسعهای،موفق شده این مطلب را نشان دهد.
سلولهای ایمنی ماکروفاژ (Macrophage) از منشا مغز استخوان، GPNMB را ترشح میکنند. این پروتئین به گیرنده GPR39 متصل شده و باعث تسریع بهبود قلب میشود. آزمایشها نشان دادند که حیوانات فاقد GPNMB بهسرعت دچار نارسایی قلبی شده و میزان مرگومیر آنها بسیار بالاتر از گروه کنترل بود. این یافتهها، درک جدیدی از نحوه بهبودی قلب ارائه میدهند و میتوانند به درمانهای جدیدی برای بهبود عملکرد قلب و پیشگیری از نارسایی قلبی منجر شوند.
اطلاعات مهم درباره حملات قلبی
هر ۴۰ ثانیه، در ایالات متحده، یک نفر دچار حمله قلبی میشود که این مسئله اصلیترین علت نارسایی قلبی به شمار میرود. این رویدادهای قلبی باعث ضعف قلب و ایجاد بافت زخم میشوند که توانایی پمپاژ خون را کاهش میدهد. نویسندگان مقاله مینویسند: «قلب پستانداران پس از حمله قلبی بهطور مؤثری بازسازی نمیشود و از طریق یک پاسخ ترمیمی فیبروتیک (Fibrotic Repair Response) خود را ترمیم میکند.»
این بافت اسکار برای حفظ ساختار قلب تشکیل میشود، بهطور دائمی باقی میماند و فشار زیادی به عضلههای باقیمانده وارد میکند و در نهایت به نارسایی قلبی منجر میشود.
GPNMB و ارتباط آن با بیماریهای قلبی
پروتئین GPNMB ابتدا بهعنوان ژنی برخی سلولهای ملانومایی با پتانسیل متاستاز پایین بیان میشود شناسایی شد، اما از آن زمان مشاهده شده که در طیف وسیعی از سلولها بیان میشود. مطالعات بالینی قبلی نشان دادهاند که GPNMB ارتباط قوی با نتایج قلبی عروقی افراد مبتلا به نارسایی قلبی دارد. با این حال، مشخص نبود که فقدان این پروتئین بهطور مستقیم مسئول توسعه نارسایی قلبی پس از حمله قلبی است یا خیر. پژوهشگران ادامه دادند: «مطالعات قبلی نشاندهنده نقشی برای GPNMB در تنظیم نتایج پس از انفارکتوس هستند، اما مکانیزمهای تأثیر GPNMB بر قلب آسیبدیده هنوز نامشخص است.»
نکته مهم این است که مشخص شود که که آیا GPNMB تنها یک زیست نشانگر (Biomarker) وابسته است یا اینکه نقش علّی دارد. اگر به این سوال پاسخ داده میشود میتواست مشخص کند که آیا میتوان این پروتئین را بهعنوان هدف درمانی در مطالعات آینده در نظر گرفت یا خیر.
نتایج پژوهش درباره نقش GPNMB
در پژوهشهای جدید انجامشده توسط دب و همکارانش، هدف بررسی نقش GPNMB در تنظیم بهبودی قلب پس از حمله قلبی بود. تحلیل اولیه آنها از دادههای جمعیت انسانی نشان داد که بیان GPNMB در قلب افراد مبتلا به کاردیومیوپاتی ایسکمیک (Ischemic Cardiomyopathy) بهطور قابل توجهی افزایش یافته است.
در یک سری آزمایشها در مدلهای موش، پژوهشگران ابتدا متوجه شدند که GPNMB بهطور طبیعی توسط خود قلب بیان نمیشود، بلکه توسط سلولهای التهابی ناشی از مغز استخوان تولید میشود. پس از حمله قلبی، این ماکروفاژها به محل آسیب در قلب منتقل شده و GPNMB را بیان میکنند.
تیم تحقیقاتی با استفاده از تکنیکهای ژنتیکی، ژن GPNMB را غیرفعال کرده و پیوند مغز استخوان انجام دادند و مشاهده کردند که موشهایی که فاقد ژن GPNMB بودند، نتایج بسیار بدتری پس از حمله قلبی داشتند، از جمله افزایش احتمال پارگی قلب، که یک عارضه کشنده در بیماران مبتلا به نارسایی قلبی انسانی نیز است.
چهار هفته پس از حمله قلبی شبیهسازیشده، ۶۷٪ از موشهای فاقد ژن GPNMB دچار فیبروز شدید یا زخم شدند، در مقایسه با تنها ۸٪ از موشهای گروه کنترل.
نویسندگان خاطرنشان کردند: «آزمایشهای ژنتیکی نشان داد که حیوانات فاقد GPNMB بهسرعت دچار نارسایی قلبی شده و میزان مرگومیر آنها بسیار بالاتر از حیوانات کنترل بود.»
تأثیر GPNMB بر بهبود عملکرد قلب
در مقابل، موشهایی که بیان GPNMB طبیعی داشتند و دوز اضافی پروتئین GPNMB در حال گردش دریافت کردند، بهبود عملکرد قلبی و کاهش زخم را نشان دادند. پژوهشگران تأکید کردند: «افزایش سطح GPNMB در حال گردش از طریق تحویل با ویروس، عملکرد قلب را پس از حمله قلبی بهبود میبخشد.» همچنین، تکنیکهای ترانسکریپتومیکس تکسلولی (Single-cell transcriptomics) نشان دادند که GPNMB انقباض سلولهای قلب یا میوزیتها (Myocyte) را افزایش داده و فعالیت فیبروبلاستها (Fibroblast) را کاهش میدهد.
پژوهشگران علاوه بر شناسایی GPNMB بهعنوان یک مولکول سیگنالدهنده با تأثیرات بر روی انواع مختلف سلولها، کشف کردند که این پروتئین به GPR39، که قبلاً بهعنوان یک گیرنده یتیم (Orphan Receptor) شناخته میشد، متصل میشود. این تعامل یک زنجیرهای از سیگنالها را تحریک میکند که باعث بازسازی بافت و محدود کردن زخم میشود. نویسندگان بیان کردند: «ما GPR39 را بهعنوان یک گیرنده برای GPNMB شناسایی کردیم که غیاب آن تأثیرات مفید را خنثی میکند.»
پیامدهای بالقوه درمانی
بیماریهای قلبی عروقی، که نارسایی قلبی یکی از عوارض دیرهنگام آن است، یک مسئله بهداشتی مهم به شمار میرود و تقریباً یکسوم از کل مرگها در سطح جهانی را شامل میشود. با وجود شیوع آن، درمانهایی که بهطور مستقیم توانایی قلب را برای ترمیم خود پس از حمله قلبی افزایش دهند، در دسترس نیستند.
تیم تحقیقاتی پیشنهاد میکند که بر اساس تحقیق جدید، پتانسیل GPNMB را بهعنوان یک عامل درمانی و GPR39 بهعنوان یک چیزی که میتواند زخم را محدود کند و بهبود عملکرد قلب و پیشگیری از نارسایی قلبی را در بر داشته باشد، مطرح است.
این پژوهش میتواند پیامدهای وسیعتری برای درک ترمیم بافت در سایر اندامها نیز داشته باشد. از آنجایی که GPNMB در بافتهای مختلف بیان میشود، مطالعات آینده نقش آن را در ترمیم مغز، کلیهها و سایر اندامهای تحت تأثیر آسیب ایسکمیک بررسی خواهند کرد. نویسندگان نتیجهگیری کردند: «مشاهدات ما نقش حیاتی GPNMB با منشا ماکروفاژها را در تنظیم بهبودی قلب پس از حمله قلبی تأیید میکند.»
مطالب مرتبط
