قلب السمكة

أظهر علماء معهد وايزمان للعلوم أن الجهاز اللمفاوي يلعب دورًا رئيسيًا في إعادة تأهيل قلب سمك الزرد بعد الإصابة. قد تساعد هذه النتائج في تطوير طرق جديدة لاستعادة القلب لدى البشر ونمو الأعضاء لزراعتها

عندما يتعافى القلب من إصابة، على سبيل المثال بعد نوبة قلبية، فإن تدفق الدم عبر أوردته ضروري لعملية الشفاء. الآن اتضح أن نظام الأوعية الموازي، الذي يتدفق فيه سائل عديم اللون يسمى الليمفاوية، لا يقل أهمية عن إعادة تأهيل القلب. ينبثق هذا الاستنتاج من دراسة جديدة أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم والتي نُشرت مؤخرًا. وأظهر العلماء أنه بدون شبكة الأوعية الليمفاوية، فإن قلب سمك الزرد لا يتعافى - حتى عندما يكون تدفق الدم في عروقه مستمرا. وحدد العلماء نوعين من الأوعية اللمفاوية في قلوب الأسماك، يتشكل كل منها بآلية مختلفة ويقوم بوظائف مختلفة. قد تساعد هذه النتائج في تطوير طرق جديدة لاستعادة القلب لدى البشر ونمو الأعضاء لزراعتها.

يستخدم الجهاز اللمفاوي في الجسم لنقل خلايا الجهاز المناعي، وتصريف السوائل، والقيام بوظائف حيوية أخرى تختلف من عضو لآخر. أرادت البروفيسور كارينا يانيف من قسم المراقبة البيولوجية ومجموعتها البحثية معرفة الأدوار التي يلعبها هذا النظام في القلب - خاصة بعد إصابة القلب. تعتبر أسماك الزرد مناسبة بشكل لا يصدق لدراسة هذا السؤال لأنها، على عكس الثدييات، لديها قدرة مذهلة على تجديد القلب: بعد حوالي شهرين من إصابة أنسجة عضلة القلب، يمكن أن ينمو ما يصل إلى ثلث الأنسجة دون ترك ندبة . من ناحية أخرى، بعد نوبة قلبية في الثدييات، لا تتجدد الأنسجة العضلية وتبقى ندبة في المنطقة المتضررة.

في الواقع، اكتشف العلماء أن هذه الخلايا الليمفاوية لا تشجع فقط على إعادة نمو عضلة القلب، فبدونها لا يحدث تجديد الأنسجة على الإطلاق: عندما قاموا بهندسة أسماك الزرد بدون أوعية ليمفاوية، اكتشفوا أن قلوبهم لا تتجدد بعد الإصابة، على الرغم من أنها لا تتجدد بعد الإصابة. كان نظام الأوعية الدموية لديهم طبيعيًا تمامًا."

وفي دراسة سابقة، أظهر البروفيسور يانيف وزملاؤها أنه في أجنة سمك الزرد، تتشكل القنوات اللمفاوية من خلال آليتين منفصلتين: النمو من الأوعية الموجودة والتكوين "من العدم" من تمايز الخلايا السلفية التي تسمى الأرومات الوعائية. وفي الدراسة الجديدة، أظهر العلماء أن هاتين الآليتين موجودتان أيضًا في أسماك الزرد البالغة، وأن كل نوع من الأوعية لديه علامات وراثية فريدة وتستجيب لإشارات جزيئية منفصلة. علاوة على ذلك، اكتشف العلماء أن كلا النوعين من الأوعية موجودان أيضًا في قلوب الفئران - وهي حقيقة تشير إلى أن آليتي التكوين المختلفتين تم الحفاظ عليهما أثناء التطور.

وفي وقت لاحق، شرع العلماء في التحقق مما إذا كان أحد نوعي الأوعية اللمفاوية، أو ربما كليهما معًا، يلعب دورًا في إعادة نمو القلب. عندما أصابوا قلوب أسماك الزرد، اكتشفوا في منطقة التجديد نوعًا واحدًا فقط من الأوعية اللمفاوية - تلك التي تتكون من خلايا سلفية واحدة. وفي وقت لاحق، اندمجت هذه الخلايا الجديدة في أوعية واتصلت بأوعية ليمفاوية أكبر من النوع الثاني، لكنها احتفظت بخصائصها المميزة. بمعنى آخر، اكتشف العلماء أنه على الرغم من أن نوعي الأوعية يؤديان وظائف مختلفة في القلب، فإن النوع الذي تم إنشاؤه "من العدم" فقط هو الذي يساهم في تجديد أنسجة عضلة القلب.

في الواقع، اكتشف العلماء أن هذه الخلايا الليمفاوية لا تشجع فقط على إعادة نمو عضلة القلب، فبدونها لا يحدث تجديد الأنسجة على الإطلاق: فعندما قاموا بهندسة أسماك الزرد بدون أوعية ليمفاوية، اكتشفوا أن قلوبهم لم تتجدد بعد الإصابة، على الرغم من أنها لم تتجدد بعد. كان نظام الأوعية الدموية لديهم طبيعيًا تمامًا.

يقول البروفيسور يانيف: "لقد أظهرنا أن الجهاز اللمفاوي يلعب دورًا رئيسيًا في إعادة تأهيل قلب سمك الزرد". "إذا فهمنا هذا الدور بشكل أفضل، فقد نتمكن من معرفة ما تعرفه الأسماك عن تجديد القلب، وهو ما لا تعرفه الثدييات - ويمكننا استخدام هذه المعرفة لشفاء قلوب البشر".

قد يساعد الفهم الأكثر تفصيلاً لدور الجهاز اللمفاوي في القلب في تطوير طرق جديدة لمنع الندبات التي تتشكل بعد نوبة قلبية أو بعد إصابات أخرى في عضلة القلب. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعرفة الدقيقة لكيفية مساهمة الجهاز اللمفاوي في نمو عضلة القلب ربما تساعد في المستقبل على نمو أنسجة القلب في ظل ظروف مخبرية لعمليات زرع الأعضاء.

وشارك في الدراسة الدكتورة دانا غانتس، وجال بيرلماتر، والدكتور جوناثان سامو، وهيلا رافيف، ونجا موشيه من قسم المكافحة البيولوجية؛ وبريان راتفري والبروفيسور كريستي ريد هورس من جامعة ستانفورد؛ والدكتور روبن مارين هويز، والبروفيسور ريوتا ماتسوكا، والبروفيسور ديدييه شتاينير من معهد ماكس بلانك لأبحاث القلب والرئة في باد ناوهايم، ألمانيا؛ والدكتور الحاخام كارا والبروفيسور كينت فوس من جامعة ديوك؛ والدكتور يوسف عدي وعوفرا جولاني من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة في معهد وايزمان للعلوم.

في الثدييات، يتكون القلب من أذينين وغرفتين، بينما في الزرد - من غرفة واحدة وأذين واحد. ومع ذلك، فإن 84% من الجينات المشاركة في الحالات المرضية لدى البشر لها جينات مقابلة في أسماك الزرد.