מחלות לב וכלי דם, כולל שבץ מוחי ואוטם שריר הלב, הן גורמי התמותה המובילים בעולם, והן אחראיות ליותר מ-18 מיליון מקרי מוות בשנה. צוות של חוקרי KIT זיהה כעת סוג תאים חדש בכלי דם האחראי על גדילת כלי הדם. גילוי זה עשוי לאפשר אסטרטגיות טיפוליות חדשות לטיפול במחלות לב וכלי דם איסכמיות, כלומר מחלות הנגרמות מזרימת דם מופחתת או נעדרת. תקשורת טבע (DOI: 10.1038/s41467-024-47434-x)
בגופנו, רשת גדולה של כלי דם מפזרת דם על פני האיברים שלנו ובכך מבטיחה שהתאים הפעילים מקבלים מספיק חמצן וחומרי מזון לתפקוד ולשמירה על פעימות הלב ופעילות המוח למשל. חסימה של כלי דם ופגיעה באספקת החמצן עלולה לגרום למוות של תאים עצביים או לבביים ששיאו לשבץ או התקף לב. Revascularization, כלומר שחזור זלוף כלי דם וקידום התחדשות רקמות, מצריך כלי דם פונקציונליים, אך כיצד לבצע revascularize איברים ביעילות היא עדיין שאלה קלינית בלתי פתורה.
מכיוון שכל איבר ממלא תפקיד פיזיולוגי שונה, דפוסי הסתעפות כלי דם שונים בין האיברים. זה כבר מזמן בגדר תעלומה כיצד מתפתחים מבנים וסקולריים ייחודיים כאלה, כביכול אורגנו-טיפוסיים.
מנקודת מבט טיפולית, מאמינים שהבנת השליטה המולקולרית הספציפית לאיבר של גדילת כלי דם ודפוסים יכולה לפתוח את הדלתות לפיתוח אסטרטגיות רפואה מותאמות אישית למאבק במחלות לב וכלי דם ונוירודגנרטיביות וסרטן.
תאי חלוץ נעים בתוך דפנות כלי הדם
מדעני ה-KIT בראשות פרופסור פרדיננד לה נובל, ראש המחלקה לביולוגיה של התא וההתפתחות ומנהל המכון הזואולוגי של KIT, גילו כעת שמרכיב חיוני אחד התורם לשונות תלוית איברים בהסתעפות כלי הדם כרוך בהפעלה של רומן סוג תא כלי דם הם טבעו תא L-tip אנדותל או תא חלוץ. תאי חלוצים שוכנים בתוך השכבה הפנימית שמצפה את כלי הדם, מה שנקרא אנדותל.
באמצעות טכניקות הדמיה מתקדמות, המדענים גילו שתאי חלוצים נעים בתוך דופן כלי הדם. ברגע שהם באים במגע עם אותות ספציפיים המיוצרים על ידי תאים באיבר שמסביב, תאים חלוצים מתחילים ליצור כלי דם חדשים. כדי להבהיר אילו תאים מייצרים אותות כאלה וכיצד חשים אותות אלה כדי לקדם התמיינות חלוצית של תאים, המדענים השתמשו בטכניקה שפותחה לאחרונה בשם רצף תאים בודדים.
קוקטייל מולקולרי מקודד את הזמן והמקום של היווצרות כלי דם
ד"ר Laetitia Preau, המחברת הראשונה של המאמר, מסבירה: "רצף תא בודד משלב רצף RNA מפורט של תאים בודדים עם ניתוחים ביו-אינפורמטיים ומאפשר זיהוי מדויק של תת-סוגי תאים והמולקולות שהתאים הללו מייצרים לתקשורת בין תא לתא. באמצעות טכניקה זו, גילינו שדפוס כלי הדם מקודד על ידי קבוצה ברורה של מולקולות שניתן לחוש רק על ידי תת-קבוצה של תאי אנדותל כדי לקדם את צמיחת כלי הדם."
התאים ברקמה מייצרים קבוצה ספציפית לאיבר של מולקולות המקודדות את ההוראה כיצד ליצור כלי דם חדש באותו מקום ובזמן מסוים. ברגע שתא החלוץ הפוטנציאלי יחוש ופורם את הקוד המולקולרי הספציפי הזה שמקורו ברקמה, הוא יתחיל את תהליך הצמיחה של כלי הדם.
יסודות לגישות טיפוליות חדשות
התברר שכמה מולקולות קוד גדילת כלי דם ספציפיות לאיברים ניתנות למטרה לתרופות, כלומר מגיבות לכימיקלים שנוספו חיצונית.
כדי לחקור את הדרכים הטיפוליות, אנו משתפים פעולה עם כימאים, מהנדסי רקמות ומומחי בינה מלאכותית (AI) בפלטפורמת 3ROCKIT של מרכז טכנולוגיות הבריאות שהוקם לאחרונה במכון הטכנולוגי של קרלסרוהה (KITHealthTech). אנו מקווים לזהות מולקולות חכמות חדשות שיתמקדו בתהליך גדילת כלי הדם, שעשויות להועיל לחולים הסובלים ממחלות לב וכלי דם איסכמיות, כגון אוטם שריר הלב ושבץ, כמו גם מצורות מסוימות של סרטן."
פרופסור פרדיננד לה נובל
המחקר מומן על ידי קרן המחקר הגרמנית (DFG) ובוצע על ידי KIT בשיתוף המרכז הגרמני לחקר לב וכלי דם (DZHK) באתרי השותפים שלה בהיידלברג ובמינכן ובמכון מקס פלנק לביורפואה מולקולרית במינסטר.
