قلب های سالم تر؟ تحقیقات درمان بالقوه بیماری های قلبی را پیش می برد

تیمی از محققان از مؤسسه فناوری ایلینویز و دانشگاه واشنگتن در تلاش هستند تا روشی را تغییر دهند که رشته زیست‌شناسی چگونه ماهیچه‌ها را منقبض می‌کند.

در مقاله ای که در 25 ژانویه 2023 در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم پروفسور ویکانگ ما، دستیار پژوهشی فناوری ایلینوی و توماس ایروینگ، پروفسور بیولوژی و فیزیک، با همکاری پروفسور مهندسی زیستی در گروه واشنگتن مایکل رگنیما، با عنوان «انتقال ساختاری خاموش/روشن میوزین در میوکارد خوکی مرتبط، نیروی فعال کلسیم را پیش‌بینی می‌کند». برای دومین مورد، جنبه تازه کشف شده انقباض عضلانی که می تواند نقش مهمی در ایجاد درمان برای بیماری های قلبی ارثی ایفا کند.

اتفاق نظر در مورد چگونگی انقباض عضلانی این بوده است که رابطه بین رشته های نازک و ضخیم که بافت عضلانی را تشکیل می دهند، فرآیند ساده تری بود. زمانی که اهداف روی رشته‌های نازک فعال شدند، تصور می‌شد که پروتئین‌های موتور میوزین که رشته‌های ضخیم را می‌سازند، به‌طور خودکار راه خود را به آن رشته‌های نازک پیدا می‌کنند تا شروع به تولید نیرو و انقباض عضله کنند.

ایروینگ می گوید: “نه، نه، نه: پروتئین های حرکتی باید بیدار شوند و قبل از اینکه بتوانند این کار را انجام دهند، آزاد شوند.” “هر دو یک رهاسازی وجود دارد، اما یک جاذبه نیز وجود دارد. ما فکر کردیم که اگر آنها را رها کنید، آنها زیپ را باز می کنند و اهداف خود را پیدا می کنند. آنها در واقع به داخل مکیده می شوند… هنگامی که به اندازه کافی نزدیک شوند، به صورت الکترواستاتیک جذب می شوند و بیشتر می شوند. احتمالاً می‌پیچد، مثل یک تیر تراکتور در انتها.”

با درک بهتر این رابطه بین رشته های ضخیم و نازک در رابطه با انقباض عضلانی، شرایط ژنتیکی که تاکنون درمان نشده اند، ممکن است در نهایت درمان های پزشکی داشته باشند. این بیماری‌ها می‌توانند از کاردیومیوپاتی متسع – که در آن عضله قلب خیلی ضعیف است و در نهایت برای پمپاژ خون در سراسر بدن تلاش می‌کند – تا کاردیومیوپاتی هیپرتروفیک، که در آن عضله خیلی سخت کار می‌کند و در نهایت ضخیم می‌شود و به طور بالقوه جریان خون را کاهش می‌دهد.

ایروینگ می افزاید: «تا همین اواخر، هیچ دارویی وجود نداشت؛ اکنون، آنها شروع به ظهور کرده اند. “کاری که ما می خواهیم انجام دهیم این است که مطمئن شویم که مشکل درست را حل کرده ایم. ما باید این روند را درک کنیم.”

بخشی از چیزی که به تیم اجازه داده است تا مورد خود را مطرح کند، اطلاعاتی است که با استفاده از یک تکنیک پیشرفته به نام پراش اشعه ایکس با زاویه کوچک، تکنیکی که ایروینگ به عنوان بخشی از دسترسی مشارکتی بیوفیزیک آن را تکمیل کرده است، جمع آوری کرده است. تیم (BioCAT) با همکاری گروه هایی مانند مؤسسه ملی بهداشت و آزمایشگاه ملی آرگون از دهه 1990. این تکنیک به محققان اجازه می دهد تا داده ها را به گونه ای جمع آوری کنند که ایروینگ می گوید دقیق تر از سایر تکنیک هایی است که در حال حاضر استفاده می شود.

ایروینگ می گوید: “در میکروسکوپ الکترونی، شما نمی توانید حرکت را ببینید، این یک اندازه گیری ایستا است. شما نمی توانید یک نتیجه زمانی انجام دهید.” در مورد ما، می‌توانیم فیلم بگیریم، می‌توانیم یک آزمایش فیزیولوژیکی انجام دهیم و این مولکول‌ها را در زمان فیزیولوژیکی واقعی ببینیم. این چیزی است که در مورد آن بسیار خاص است.»

این نکته مهم دیگری بود که ما در اینجا به آن اشاره می‌کردیم: شما واقعاً، واقعاً می‌خواهید این آزمایش‌های اشعه ایکس را انجام دهید تا ببینید واقعاً با حرکت این سرهای میوزین چه اتفاقی می‌افتد، زیرا می‌توانید آنها را ببینید، نه اینکه فقط به طور غیرمستقیم حدس بزنید که چه اتفاقی در حال رخ دادن است. “ایروینگ اضافه می کند.

در حالی که ایروینگ در مورد درمان احتمالی این بیماری ها هیجان زده است، جستجو برای درک بزرگترین انگیزه او باقی مانده است.

ایروینگ می گوید: «من فقط می خواهم بدانم کارها چگونه کار می کنند. اگر به مردم کمک کند، خیلی بهتر است.»