Search
בינה מלאכותית מציגה את אותו דיוק כמו קרדיולוג באיתור מחלות לב ראומטיות

מחקר חדש קושר בין מכניקה לבעיות חשמל

שימוש בבעלי חיים לחקר מחלות לב לא תמיד מתורגם היטב לתוצאות בריאות האדם, ותאי לב אנושיים הזמינים למחקר אינם פועלים מחוץ לגוף האדם.

"אי אפשר לשמור אותם בחיים, ופחות לתפקד מחוץ לאדם מספיק זמן כדי ללמוד את התהליכים האלה", אמר נתנאל האבש, עוזר פרופסור להנדסה ביו-רפואית בבית הספר להנדסה מק'קלווי באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס. Huebsch חוקר תאים עם מוטציה הגורמת לקרדיומיופתיה היפרטרופית (HCM), מחלה שעלולה לגרום לאי ספיקת לב ללא אזהרה קטנה.

Huebsch ועמיתיו עוקפים את האתגר הזה על ידי הטעיית תאי גזע להתנהג כמו תאי לב בוגרים, תוך גרימת קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSC) להתנהג כאילו הם תאי לב מבוגרים הנושאים את המוטציה שגורמת ל-HCM. הם מפרטים את הממצאים שלהם במאמר שפורסם לאחרונה ב iScience.

כדי לגרום לתאי גזע לתפקד כמו תאי לב בוגרים, מדענים מפעילים את התאים דרך מחנה של "לחצים מכניים". בעיקרו של דבר, הם מנסים לשחזר את התנועה וההתנגדות שחווה תא לב כחלק משריר נע. אם הם מחברים את תאי הגזע שלהם לממשק נוקשה, התא צריך "לעבוד" כדי למשוך אותו. העבודה של תא לב עשויה להיות המפתח לאופן שבו המוטציה גורמת למחלה.

ג'ונתן סילבה, פרופסור להנדסה ביו-רפואית ב-McKelvey Engineering ושותף למחקר, אמר שהפרעת קצב חשמלית משפיעה לעתים קרובות על אנשים שיש להם HCM, אך המוטציה אינה קרובה לגנים המקודדים לפעילות חשמלית.

המוטציה היא בחלק של הגנום המקודד למכניקה, סוחטת חלבונים הנקראים סרקומרים. אם יש משהו לא בסדר בחלבון תנועה, מדוע החשמל מושפע?

זה כאילו האורות כבים למרות שיש לך בעיה בצנרת".

ג'ונתן סילבה, פרופסור, הנדסה ביו-רפואית, מק'קלווי הנדסה

עם המחקר החדש הזה, לסילבה ולהאבש יש עכשיו מושג טוב יותר מדוע זה יכול להיות המקרה.

Huebsch אמר שהמוטציות הללו של חלבון C קושר מיוזין (MYBPC3+/− ) גורמות לשינויים עדינים מאוד במבנה של ה-myofilament, החלק בתא שממיר סידן לכוח. ב-HCM, נראה שמוטציית הלחץ המכנית משפיעה על האופן שבו סידן מועבר לתא עד כדי כך שהיא גורמת לתא להיות נוטה לאירוע הפרעת קצב.

מחקר זה מקדם את התחום מכיוון שהקשר בין תפקוד מכאני וחשמלי בלב אינו נחקר היטב, ועבודה זו מראה כיצד שונות גנטית בחלבונים מכניים יכולה לגרום לבעיות חשמליות, אמר סילבה.

באמצעות כלים חישוביים, סילבה מקווה למצוא אילו תעלות סידן ספציפיות מופרעות, להתעסק עם תרופות, לחצים מכניים ולדגמן דרכים שונות לחזות תוצאות בחולים.

דילוג לתוכן