כחול טוב ללב

מדעני מכון ויצמן גילו כי מולקולה קטנה בצבע כחול משפרת את תפקוד הלב בעכברים שעברו התקף לב

“דם כחול” היה במשך שנים כינוי לבני אצולה, אך ייתכן שהוא עתיד להפוך לשם קוד לטיפול חדש בחולי לב. מדעני מכון ויצמן למדע גילו כי מולקולה קטנה המשמשת כחומר צבע כחול במעבדות ביולוגיות, מסייעת בתיקון רקמות לב פגומות בעכברים. תוצאות המחקר פורסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Journal of Clinical Investigation (JCI) Insight.

המחקר החל לפני כמה שנים כאשר חברי קבוצת המחקר של פרופ’ אלדד צחור במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא גידלו תאי שריר לב, המכונים קרדיומיוציטים, בצלחות מעבדה, בתקווה לזהות תרופות פוטנציאליות שיובילו להתחדשות תאי לב פגועים או לצמיחתם של תאים חדשים. החוקרים חברו לד”ר חיים בר ולד”ר נגה קוצר ביחידת ה-HTS במרכז הישראלי הלאומי לרפואה מותאמת אישית על-שם ננסי וסטיבן גרנד במכון ויצמן למדע ובעזרת מערכות רובוטיות, פיזרו את תאי שריר הלב שגידלו לאלפי מבחנות זעירות והוסיפו לכל מבחנה מולקולה קטנה – תרכובות ביוכימיות המהוות אמצעי מועדף בפיתוח תרופות חדשות בשל מחירן הזול, יציבותן והעובדה שהמערכת החיסונית שלנו אינה פועלת נגדן. לאחר שעקבו אחר התאים במשך שישה ימים וספרו אותם, התברר כי אחת התרכובות הובילה לעלייה במספר תאי שריר לב: הייתה זו מולקולה של חומר צבע המכונה “שיקאגו סקיי בלו” (CSB) המשמש בדרך כלל ככלי מחקר ואבחון.

במחקר הנוכחי, בחנו החוקרים את המולקולה בתנאי אמת במודלים להתקפי לב בעכברים. בדומה לבני-אדם, התקפי לב בעכברים בוגרים מובילים להיווצרות רקמת צלקת. תאי לב ביונקים חזקים דיים לעבודה רציפה במשך עשרות שנים – ולכן אינם מתחדשים. עם זאת, כאשר נגרם להם נזק, הוא בלתי-הפיך. החוקרים, בהובלת תלמיד המחקר אורן יפעה, הזריקו CSB ללבבות העכברים שעברו התקפי לב, ומצאו שיפור בתפקוד הלבבי. מעודדים מממצא זה, הם חיפשו עדויות לחידוש תאי הלב בעכברים – אך לא מצאו דבר.

איך, אם כן, סייעה CSB לשפר את התפקוד הלבבי? החוקרים שיערו כי החומר עשוי לדכא סוגים מסוימים של דלקת הפורצים בתגובה לנזק ללב, ועלולים להוביל להמשך ההצטלקות – מעגל קסמים שמביא להידרדרות נוספת בתפקוד הלב. כאשר בחנו החוקרים לבבות לאחר טיפול ב-CSB, הם גילו כי הם אכן היו מצולקים פחות מאשר הלבבות בקבוצת הביקורת. בנוסף, לבבות עכברים שקיבלו את הטיפול לא “התנפחו כמו בלון”, כפי שקורה לעתים קרובות בעקבות פגיעה לבבית. צוות המחקר מצא כי CSB מונע הפעלת תאים של מערכת החיסונית המכונים מקרופאג’ים, וכך ככל הנראה מפחית את הדלקת ואת המשך ההצטלקות.

חקירה נוספת העלתה כי חומר הצבע פועל בדרך נוספת: בנוסף לצמצום הדלקת, הוא מעכב את פעילותו של האנזים CaMKII, המיוצר בעודף במחלות לב. הפעלת-יתר של אנזים זה בעקבות פגיעה לבבית מחלישה את יכולתם של תאי שריר הלב להתכווץ. ניסויים שערכו ברקמות לב ייחודיות הגדלות במעבדתו של פרופ’ ננאד בורסק באוניברסיטת דיוק ומכונות “צרורות לבביים”, העלו כי הצבע אכן מגביר את התכווצות תאי שריר הלב.

“במעבדה שלי, אנחנו מתמקדים בדרך כלל בזיהוי תרופות שיכולות לקדם חידוש של תאי שריר הלב”, אומר פרופ’ צחור. “מחקר זה הבהיר לנו כי עלינו לשים לב גם לתהליכים אחרים המתרחשים בעקבות התקף לב, כמו הדלקת ופגיעה ביכולת ההתכווצות של תאי הלב. מכיוון ש-CSB הוא חומר בלתי-רעיל, אנחנו חושבים שהוא עשוי להיבחן כטיפול למניעת נזק נוסף לאחר התקף לב”.

אוטם שריר הלב בעכבר. מסומנים באדום – תאי המערכת החיסונית באזור הפגוע

שותפות מלב אל לב
פרופ’ צחור וקבוצת המחקר שלו חברו באחרונה לכמה קבוצות מרחבי אירופה בפרויקט שאפתני להבנת תהליך התחדשות תאי הלב ולהבאת ממצאי המחקר אל החולים הזקוקים להם. הפרויקט, הנקרא ReAnima, יזכה ל כ-8 מיליון יורו לאורך חמש שנים במימון התוכנית הורייזן 2020 למחקר ולחדשנות של האיחוד האירופי. פרופ’ מיגל טורס ממרכז המחקר הקרדיווסקולרי הלאומי בספרד נבחר להוביל את הפרויקט הכולל בנוסף לחוקרים ישראלים, חוקרים מגרמניה, בריטניה, שווייץ, איטליה, אוסטריה והולנד.

“הפרויקט בנוי כך שבקצה אחד שלו ממוקמות קבוצות החוקרות את התחדשות תאי הלב בבעלי-חיים שיכולים לחדש את כל חלקי גופם, כמו דגים וסלמנדרות, בתווך נמצאות המעבדות שחוקרות את התהליך בעכברים והמעבדות שמיישמות את תובנות המחקר בעכברים בבעלי חיים גדולים עם לבבות הקרובים יותר לאלה של בני-אדם (בעיקר חזירים), ובקצה השני – מעבדות שעוסקות במחקר קליני”, מסביר פרופ’ צחור. “בשלב זה, אמנם, המעבדות העיקריות בפרויקט הן מעבדות מחקר אקדמיות, אך חלק מהשותפות לפרויקט הן חברות תרופות וביוטכנולוגיה שיסייעו לגשר על הפער בין המעבדה למרפאה. המעבדה שלנו במכון היא שחקנית מפתח בפרויקט, שכן חלק משמעותי מהמחקר צפוי להתמקד בשתי מולקולות שגילינו, שנראה כי לשתיהן תפקיד מכריע בהתחדשות לבבות של יונקים”.

למאמר המדעי