חוקרים מקבוצת Bakkers במכון הוברכט תיקנו בהצלחה לבבות פגומים של עכברים באמצעות חלבון מדג הזברה. הם גילו שהחלבון Hmga1 ממלא תפקיד מפתח בהתחדשות הלב בדג הזברה. בעכברים, החלבון הזה הצליח לשקם את הלב על ידי הפעלת גנים לתיקון רדומים מבלי לגרום לתופעות לוואי, כגון הגדלת לב. מחקר זה, שנתמך על ידי קרן הלב ההולנדית וקרן הארטקינד, מסמן צעד חשוב לקראת טיפולים רגנרטיביים למניעת אי ספיקת לב. הממצאים פורסמו ב מחקר קרדיווסקולרי בטבע ב-2 בינואר 2025.
לאחר התקף לב, הלב האנושי מאבד מיליוני תאי שריר שאינם יכולים לצמוח מחדש. זה מוביל לעתים קרובות לאי ספיקת לב, שבה הלב מתקשה לשאוב דם ביעילות. בניגוד לבני אדם, דג הזברה מגדל תאי שריר לב חדשים: יש להם יכולת התחדשות. כאשר לב דג הזברה ניזוק, הוא יכול לשחזר את תפקודו במלואו תוך 60 יום.
איננו מבינים מדוע מינים מסוימים יכולים לשקם את ליבם לאחר פציעה בעוד שאחרים אינם יכולים. על ידי לימוד דגי הזברה והשוואתם למינים אחרים, נוכל לחשוף את מנגנוני התחדשות הלב. זה עלול להוביל בסופו של דבר לטיפולים למניעת אי ספיקת לב בבני אדם".
ג'רואן בקרס, מוביל המחקר
חלבון שמתקן נזקים
צוות המחקר זיהה חלבון המאפשר תיקון לב בדג הזברה. "השווינו את לב דג הזברה ללב העכבר, שכמו הלב האנושי אינו יכול להתחדש", אומר דניס דה באקר, המחבר הראשון של המחקר. "בדקנו את הפעילות של גנים בחלקים פגומים ובריאים של הלב", הוא מסביר. "הממצאים שלנו חשפו שהגן לחלבון Hmga1 פעיל במהלך התחדשות הלב בדג הזברה אבל לא בעכברים. זה הראה לנו שלHmga1 תפקיד מפתח בתיקון הלב". בדרך כלל, חלבון Hmga1 חשוב במהלך ההתפתחות העוברית כאשר התאים צריכים לגדול הרבה. עם זאת, בתאים בוגרים, הגן לחלבון זה כבוי.
ניקוי 'מחסומים'
החוקרים חקרו כיצד פועל החלבון Hmga1. "גילינו ש-Hmga1 מסיר 'מחסומי דרכים' מולקולריים על כרומטין", מסבירה מארה בוומן, שותפה למחברת הראשונה. כרומטין הוא המבנה שאורז DNA. כאשר הוא ארוז היטב, הגנים אינם פעילים. כאשר הוא מתפרק, הגנים יכולים להיות פעילים שוב. "Hmga1 מפנה את הדרך, כביכול, מאפשרת לגנים רדומים לחזור לעבודה", היא מוסיפה.
מדגים ועד יונקים
כדי לבדוק אם החלבון פועל באופן דומה ביונקים, החוקרים יישמו אותו באופן מקומי על לבבות עכברים פגומים. "התוצאות היו יוצאות דופן: חלבון Hmga1 עורר את תאי שריר הלב להתחלק ולגדול, ושיפור משמעותי בתפקוד הלב", אומר Bakkers. באופן מפתיע, חלוקת התאים התרחשה רק באזור הפגוע – בדיוק במקום בו היה צורך בתיקון. "לא היו תופעות לוואי, כמו גדילה מוגזמת או לב מוגדל. גם לא ראינו חלוקת תאים ברקמת לב בריאה", מדגיש בוומן. "זה מצביע על כך שהנזק עצמו שולח אות להפעלת התהליך".
לאחר מכן, הצוות השווה את פעילות הגן Hmga1 בדגי זברה, עכברים ובני אדם. בלבבות אנושיים, כמו בעכברים בוגרים, חלבון Hmga1 אינו מיוצר לאחר התקף לב. עם זאת, הגן של Hmga1 קיים בבני אדם ופעיל במהלך ההתפתחות העוברית. "זה מספק בסיס לטיפולים גנטיים שיכולים לפתוח את פוטנציאל ההתחדשות של הלב בבני אדם", מסביר Bakkers.
מה הלאה?
ממצאים אלו פותחים דלתות לטיפולים רגנרטיביים בטוחים וממוקדים, אך יש עדיין עבודה רבה לעשות. "עלינו לחדד ולבדוק את הטיפול עוד לפני שניתן להביאו למרפאה", אומר בקרס. "השלב הבא הוא לבדוק האם החלבון עובד גם על תאי שריר הלב האנושיים בתרבית. אנחנו משתפים פעולה עם UMC Utrecht לשם כך, ובשנת 2025, תוכנית הפסגה (DRIVE-RM) תתחיל לחקור את התחדשות הלב עוד יותר".
לב לשיתוף פעולה
מחקר זה הפגיש מדענים ממכון הוברכט ומחוצה לו. זה נערך כחלק מקונסורציום OUTREACH וממומן על ידי קרן הלב ההולנדית וקרן הארטקינד. קונסורציום OUTREACH הוא שיתוף פעולה בין מכוני מחקר וכל בתי החולים האקדמיים המעורבים בטיפול בחולים עם מומי לב מולדים בהולנד. "בדרך כלל, הקבוצה שלנו מתמקדת רק בדג הזברה", אומר בוומן. "אבל כדי להבין כיצד ניתן ליישם את הממצאים שלנו על יונקים, שיתפנו פעולה עם קבוצת ואן רויג' וקבוצת כריסטופלס (אמסטרדם UMC), מומחים לחקר עכברים. הודות ל-Single Cell Core במכון הוברכט, הצלחנו לחקור לב התחדשות ברמה מפורטת".
"יש לנו מזל גדול שהצלחנו להקים את שיתופי הפעולה האלה", ממשיך בוומן. "זה מאפשר לנו לתרגם תגליות מדג הזברה לעכברים, ובתקווה, בסופו של דבר לבני אדם. אנחנו לומדים כל כך הרבה מדג הזברה ומהיכולת המדהימה שלו לשקם את הלב שלו".
