חוקרים ממעבדתו של פרופ' אלדד צחור ממכון ויצמן גילו כי בהינתן האות הנכון, תאי שריר לב בוגרים בעכברים יכולים לחזור back to an earlier developmental state and replace the scar tissue with new, healthy tissue
Chronic heart diseases affect approximately 10% of adults over the age of 65. Despite the great progress in the field of heart health, there is currently no way to restore heart muscle cells damaged as a result of a myocardial infarction, the heart tissue remains scarred - and most patients will reach a state of heart failure through an irreversible process . They recently showed מדעני מכון ויצמן למדע כי ייתכן שהבלתי הפיך יכול להפוך להפיך: החוקרים ממעבדתו של פרופ' Eldad Tzhor They discovered that given the right signal, mature heart muscle cells in mice can revert to an earlier developmental state and replace the scar tissue with new, healthy tissue.
מרגע הלידה ועד מותנו, תאי שריר הלב כמעט שאינם מתחלקים ומתחדשים. פרופ' צחור מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא חוקר כבר שנים את מנגנוני התחדשות הלב האובדים עם לידתנו. In the past they found out in his laboratory that the ability to regenerate the heart is maintained in mice shortly after birth, through the activation of the ERBB2 receptor found on heart muscle cells and known to be essential for the development of the heart in the fetus. Activation of the receptor in mature heart muscle cells caused the transmission of signals that pushed them to divide and effectively restore damage caused by a heart attack. In the new study, research student Ella Ahronov set out to investigate the molecular mechanism behind the regeneration of the heart using the ERBB2 receptor, as well as to check whether its beneficial effect can also be manifested in a more advanced stage of heart damage - after irreversible scar tissue has already formed (seemingly) and the heart's function has been impaired.
לשם כך ביצע צוות המחקר ניסויים בעכברים המצויים כבר באי ספיקת לב והונדסו לביטוי הקולטן ERBB2 בתאי שריר הלב שלהם. הפעלת הקולטנים גרמה לתאי שריר הלב להתחלק ולתאים חדשים להגיע לרקמה המצולקת, מה שהוביל לשיקום תפקודי ואנטומי ניכר של הלבבות. חקירת המנגנון העלתה כי עם הפעלת הקולטנים, חזרו תאי השריר הבוגרים, המאופיינים בחיבור אדוק לשכניהם לצורך פעולת ההתכווצות, לצורה צעירה ו"גמישה" יותר שלהם. למרבה הפלא, תאים "מוצערים" אלו היו גם שונים בצורתם, פיתחו יכולת תנועתית, רופפו קשרים עם שכניהם ואף הפרישו אנזימים מפרקי-צלקות. מאפיינים אלה הם סימני היכר לתהליך המכונה "מעבר אפיתלי-מזנכימלי" (EMT) המאפיין תהליכים בתפתחות העוברית, ולהבדיל, גם התפתחות גרורות סרטניות.
In addition, the scientists also noticed changes in the cell skeleton that led to a chain of biochemical reactions centered on the YAP molecule - known as a strong promoter of cell growth and division. In mature heart cells, there are indeed effective enforcement mechanisms aimed at preventing the activation of this molecule, but the signal transmission pathway showed that the ERBB2 receptor activates YAP and causes changes in the cell skeleton. The team went on to engineer YAP-free mice in which the ERBB2 receptor was activated, and showed that without YAP, most of the effect of ERBB2 is not manifested. That is, this molecule is a central pillar in the ERBB2 signal transmission pathway that ultimately leads to the renewal of heart tissue.
תהליך התחדשות תאי הלב הבוגרים מזכיר במובנים רבים התנהגות תאים סרטניים בשלב הגרורתי של המחלה. "בעצם, אפשר לומר שיצרנו מעין 'מיני סרטן' בלב, ולכן היכולת להפסיק את האיתות הייתה כה חשובה. כשעצרנו את האותות 'הסרטניים', התאים התמיינו בחזרה לתאים בוגרים שאינם מתחלקים", אומר פרופ' צחור. "בין אם מדובר בהתפתחות עוברית, התחדשות רקמה פצועה, או סרטן – המנגנונים של חלוקת התאים וצמיחתם דומים מאוד", מוסיפה אהרונוב. "מחקר זה מדגים כי מצב של אי ספיקת לב הינו הפיך וניתן לשיקום – מה שנחשב עד כה לבלתי אפשרי. תאי הלב הנותרים, הם עצמם המשאב שיכול לרפא את הלב, בהינתן האות ומשך ההפעלה הנכונים".
במחקר השתתפו גם אברהם שקד, ד"ר כפיר-ברוך אומנסקי, אלכסנדר גנזלינח, ד"ר דוד קין וד"ר דריה לנדנגולץ מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, פרופ' Benny Giger וד"ר אור-ים רווח מהמחלקה לאימונולוגיה, ד"ר אלון סבידור וד"ר ישי לוין מהמרכז הישראלי הלאומי לרפואה מותאמת אישית על-שם ננסי וסטיבן גרנד ושותפים ממוסדות מחקר בארצות-הברית.
