به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بیماری قلبی عروقی علت اصلی مرگ و میر در بیماران مبتلا به لوپوس است، یک بیماری خود ایمنی که در آن سیستم ایمنی بدن به بافت‌ها و اندام‌های خودمان، قلب، خون، ریه، مفاصل، مغز و پوست حمله می‌کند. میوکاردیت لوپوس یا التهاب عضله قلب، می‌تواند بسیار جدی باشد زیرا التهاب نظم ریتم و قدرت ضربان قلب را تغییر می‌دهد. با این حال، مکانیسم‌های زیربنایی این بیماری پیچیده به خوبی درک نشده و مطالعه آن دشوار است.

پیش زمینه

 یک سوال طولانی مدت در مورد لوپوس این است که چرا برخی از بیماران دچار میوکاردیت می‌شوند در حالی که برخی دیگر تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند و چرا تظاهرات بالینی بیماران مبتلا به طور چشمگیری از عدم وجود علائم تا نارسایی شدید قلبی متغیر است. لوپوس با تعداد زیادی از آنتی بادی‌ها، پروتئین‌های ایمنی که به اشتباه بافت‌ها یا اندام‌های خود فرد را هدف قرار می‌دهند، با ویژگی‌های مختلف برای مولکول‌های مختلف مشخص می‌شود.  مانند ژن‌های ما، آن‌ها ممکن است توضیح دهند که چرا افراد مختلف علائم متفاوتی را تجربه می‌کنند. مدت‌هاست که پژوهشگران گمان می‌کنند که نشانه‌های اتوآنتی‌بادی خاص می‌تواند کلید تغییرات بالینی گیج‌کننده‌ای را که در بیماران لوپوس مشاهده می‌کنند، داشته باشد. تاکنون، شناسایی اتوآنتی بادی‌های دخیل در آسیب قلبی به دلیل فقدان مدل‌های تجربی که بتواند بیماری قلبی را در بیماران لوپوس تکرار کند، بسیار چالش برانگیز بوده است. مدل‌های حیوانی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، به دلیل تفاوت در فیزیولوژی قلب، کوتاهی می‌کنند، در حالی که کشت سلولی انسان به سادگی نمی‌تواند پیچیدگی و عملکرد قلب انسان را نشان دهد. حال به تازگی یک مطالعه نشان می‌دهد که اتوآنتی بادی‌ها می‌توانند مستقیماً بر بیماری قلبی در بیماران لوپوس تأثیر بگذارن. در این مطالعه جدید که در در نشریه Nature Cardiovascular Research منتشر شد، تیمی از محققان از کالج پزشکان و جراحان واگلوس دانشگاه کلمبیا و دانشگاه‌هاروارد گزارش دادند که اتوآنتی بادی‌ها به تنهایی مستقیماً بر عملکرد قلب در بیماران لوپوس تأثیر می‌گذارد.

درباره مطالعه

محققان بافت‌های قلبی با اندازه میلی‌متر را از سلول‌های بنیادی انسان بالغ سالم مهندسی کردند، آن‌ها را با استفاده از سیگنال‌های متابولیک و الکترومکانیکی بالغ کردند و سپس آن‌ها را با اتوآنتی‌بادی‌های موجود در خون بیماران لوپوس با و بدون میوکاردیت انکوبه کردند. این تیم دریافتند که الگوهای اتصال اتوآنتی بادی‌های بیماران به بافت قلب به نوع و شدت آسیب میوکارد بستگی دارد. زیرمجموعه‌ای از بیماران مبتلا به میوکاردیت شدید دارای جمعیت‌های اتوآنتی‌بادی منحصربه‌فردی بودند که عمدتاً سلول‌های قلبی در حال مرگ را هدف قرار می‌دادند، در حالی که بیماران با عملکرد پمپ قلب ضعیف، آنتی‌بادی‌هایی داشتند که عمدتاً سطح سلول‌های زنده را هدف قرار می‌دادند. جالب توجه است، این تیم کشف کرد که اتوآنتی بادی‌هایی که به سلول‌های زنده قلبی متصل می‌شوند، می‌توانند در غیاب سلول‌های ایمنی، اثرات بیولوژیکی قوی روی بافت‌ها اعمال کنند و مکانیسم‌های بالقوه جدیدی را آشکار کنند که می‌تواند به نارسایی قلبی در بیماران لوپوس کمک کند. این مطالعه همچنین چهار اتوآنتی بادی را شناسایی کرد که ممکن است مستقیماً بر عضله قلب تأثیر بگذارد. این یافته‌ها ممکن است به شناسایی بیماران لوپوس با بیشترین خطر ابتلا به بیماری قلبی کمک کند، به توسعه استراتژی‌های درمانی جدید کمک کند و امکان گسترش سایر بیماری‌های خودایمنی را فراهم کند. گوردانا وونجاک نواکوویچ، سرپرست تیم، پروفسور دانشگاه و پروفسور مهندسی زیست پزشکی، علوم پزشکی و دندانپزشکی بنیاد میکاتی در کلمبیا، گفت: " این یافته برای اولین نشان می‌دهد که اتوآنتی‌بادی‌ها می‌توانند مستقیماً آسیب میوکارد را در این بیماری پیچیده خودایمنی واسطه کنند. این حیرت‌انگیز است که این بافت‌های کوچک قلب که با استفاده از سلول‌های بنیادی انسانی و فناوری ارگان روی تراشه مهندسی کرده‌ایم، توانایی شبیه‌سازی عملکردهای سطح اندام را به روشی خاص برای بیمار و برای چنین بیماری پیچیده‌ای دارند. در عصر مطالعه پیشرفت و درمان بیماری‌ها با استفاده از مدل‌های ظاهراً ساده و در عین حال بسیار قابل کنترل و پیش بینی اندام‌های انسان، احساس می‌شود که در آینده زندگی می‌کنید."

مهندسان و پزشکان از رویکرد مشارکتی استفاده می‌کنند

ونجاک نوواکوویچ ، یک مهندس زیستی که به خاطر کار پیشگام خود در مهندسی بافت عملکردی انسانی برای استفاده در پزشکی بازساختی شهرت دارد، و گروهش سه دهه را روی مدل‌سازی آسیب‌ها و بیماری‌های قلبی و بافت‌های مهندسی برای مبارزه با آن‌ها صرف کرده‌اند. برای این مطالعه، مهندسان زیستی با دو پزشک، رابرت وینچستر و لورا جرالدینو پاردیلا، هر دو روماتولوژیست در مرکز پزشکی ایروینگ دانشگاه نیویورک-پرسبیتریان/کلمبیا همکاری کردند. پزشکان نمونه‌های خون حاوی اتوآنتی بادی‌های لوپوس و داده‌های بالینی دقیق را برای گروه بیماران لوپوس ارائه کردند. این تیم مهندسی کلمبیا را قادر ساخت تا اثرات اتوآنتی بادی‌های خاص بیمار را بر روی عملکرد قلب با استفاده از بافت‌های مهندسی شده قلب ارزیابی کنند و این اثرات را با علائم بالینی مرتبط کنند. وینچستر خاطرنشان کرد: "میوکاردیت می‌تواند از نظر تشخیصی گریزان و گاهی اوقات از نظر بالینی یک ویژگی شوم لوپوس باشد. توسعه این مدل بافت قلبی بالغ عملکردی در حال حاضر چندین مسیر جدید را برای پیشبرد درک ما و در نهایت مدیریت بالینی این فرآیند خودایمنی مرموز باز می‌کند." برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اهداف درمانی بالقوه، تیم وونژاک-نواکوویچ همچنین از نزدیک با دکتر کریستین و جاناتان سیدمن از دانشگاه‌هاروارد همکاری کرد. این تیم اکنون در حال بررسی راه‌هایی برای استفاده از یافته‌های خود برای درک بهتر مکانیسم‌های زمینه‌ای بیماری قلبی در بیماران لوپوس و بهبود تشخیص و درمان این بیماری پیچیده و چالش برانگیز است.

نتیجه گیری

نویسنده اول مطالعه شارون فلیشر، که فوق دکترای آزمایشگاه وونژاک-نواکوویچ است گفت:" نکته‌ایی که درباره این مطالعه بسیار جالب است این است که با استفاده از تخصص خود در زمینه مهندسی و سلول‌های بنیادی برای توسعه مدل‌هایی از قلب انسان، توانستیم رویکردی نوآورانه برای حل سؤالات طولانی‌مدت پیرامون بیماری قلبی در بیماران لوپوس داشته باشیم. چارچوب جدیدی که در این مطالعه برای بررسی برهمکنش‌های خود آنتی‌بادی با اندام‌های انسان ایجاد کردیم، فرصت‌های بی‌نظیری را برای درک آسیب اندام، نه فقط در لوپوس، بلکه در طیفی از بیماری‌های خودایمنی ایجاد می‌کند." همچنین ترور نش، یکی از اولین نویسندگان این مطالعه که اخیراً از واگلوس فارغ التحصیل شده است، گفت: " عجب بود که بخشی از چنین تیم مشترکی بودم که شامل مهندسان، پزشکان و زیست‌شناسانی بود که با هم کار می‌کردند تا یک مشکل بالینی چالش برانگیز را بررسی کنند".

پایان مطلب./