לאחר התקף לב, הלב נאבק להחזיר ולתחזק את האנרגיה. שליש מהחולים מפתחים אי ספיקת לב כתוצאה מכך ⎯ מצב המשפיע על 6.8 מיליון אמריקאים וטומן בחובו סיכון גבוה לכל החיים כאשר 1 מכל 4 מבוגרים בארה"ב צפוי לפתח את המצב במהלך חייהם. זה הופך את מציאת טיפול מתמשך לעדיפות רפואית.
מכיוון שאי ספיקת לב היא ביסודה משבר אנרגיה עבור הלב, מיטוכונדריה, אברונים שחיים בתוך רוב התאים ומייצרים את תאי האנרגיה צריכים לתפקד, יכולים להיות בעלי ברית קריטיים בהחלמה. באמצעות טכניקה מבוססת CRISPR, חוקרים מאוניברסיטת רייס ומכללת ביילור לרפואה גרמו לתאי לב להגביר את ייצור המיטוכונדריה לרמות אופטימליות, ופתחו דרך לקראת טיפול חדש באי ספיקת לב.
מחקרים קודמים הראו שהפעלת גנים ספציפיים יכולה להגדיל את המספר והתפקוד של המיטוכונדריה. עם זאת, אסטרטגיות ישנות יותר אילצו את התאים להיכנס להילוך יתר, מה שגרם לתפקוד תאי. השתמשנו בטכניקה חדשה השולטת במסלולי רגולציה פנימיים, המאפשרת לתא ליצור בבטחה עוד מיטוכונדריה מבלי להישרף".
מריו אסקובר, עוזר פרופסור מחקר לביו-הנדסה ברייס ומחבר ראשון על מחקר שפורסם ב-Molecular Therapy
CRISPR, או מקבץ חזרות פלינדרום קצרות ברווחים קבועים, היא טכנולוגיה מהפכנית לעריכת גנים שאפשרה למקד ולערוך גנים ספציפיים, המאפשרת פריצות דרך טיפוליות בריפוי עיוורון תורשתי, ניוון שרירים ולאחרונה, מחלת הנטינגטון.
החוקרים פיתחו מערכת CRISPR ללא עריכה המווסתת באופן ספציפי את ביטוי הגנים ומתפקדת כמתג "מופעל", המנחה את התא להרכיב עוד מיטוכונדריה.
אייזק הילטון, פרופסור חבר לביו-הנדסה ברייס ומחבר מקביל למחקר, אמר כי "מה שהופך את העבודה הזו לחזקה היא רמת השליטה".
"במקום לאלץ את התא לייצר יתר על המידה גן, השתמשנו ב-CRISPR כדי לדחוף ולכוונן את מערכות הרגולציה הטבעיות שלו בצורה מדודה", אמר הילטון. "זה מאפשר לנו להגביר את ביצועי המיטוכונדריה תוך שמירה על איזון בתא, שהיא דרישת מפתח לתרגום קליני בטוח."
כאשר נבדקה על פני סוגי תאים אנושיים שונים, המערכת הגבירה בהצלחה את הייצור של החלבון הרגולטורי, הגברה את תפקוד המיטוכונדריה ואת רמות האנרגיה התאית. באופן מכריע, כאשר מיושמים על קרדיומיוציטים אנושיים ⎯ תאי הלב האחראים להתכווצויות השאיבה ⎯ המערכת שיפרה את קצב צריכת החמצן שלהם, אינדיקטור לשיפור בתפקוד המיטוכונדריאלי. החוקרים מצאו שיפורים דומים בתפקוד המיטוכונדריאלי כאשר בדקו את המערכת במודל של בעלי חיים וכן ברקמות תורמות לב אנושיות בוגרות מלבבות נורמליים וחולים כאחד.
"תוצאות אלו מבטיחות מאוד לפיתוח טיפולים עתידיים לאי ספיקת לב ומחלות מטבוליות אחרות", אמר אסקובר.
הטיפולים הנוכחיים לאי ספיקת לב מתמקדים בהפחתת הדרישה לאנרגיית הלב כדי להתאים לאספקת האנרגיה הפגומה.
"גישות קונבנציונליות יכולות לגרום לסיבוכים נוספים לאורך זמן מכיוון שהן אינן מטפלות בשורש הבעיה", אמר ראווי גאנטה, פרופסור לכירורגיה ב-Baylor ומחבר שותף במחקר. "מכיוון שאי ספיקת לב צפויה להיות נפוצה יותר, קריטי במיוחד שנמקד את מאמצינו בפיתוח טיפול יעיל. עבודה זו היא צעד חשוב בכיוון הזה".
המחקר נתמך על ידי Baylor College of Medicine, איגוד הלב האמריקני (917025, 25TPA1463933, 959536) והמכונים הלאומיים לבריאות (R01HL147921, R15HL168688, R01HL166280, R01HL353525, R01HL353525, R01HL163525). התוכן בהודעה לעיתונות זו הוא באחריות הכותבים בלבד ואינו מייצג בהכרח את הדעות הרשמיות של גופים מממנים.
