مطالب, اخبار بیولوژی, اخبار علمی
تحریک سلول‌های قلب موش‌های زنده توسط ژن‌ها بهینه شده استخراج شده از باکتری‌ها
اخبار بیولوژی
اولین رویکرد برای استفاده از تحریک الکتریکی سلول‌های قلب در پستانداران زنده می‌تواند منجر به درمان‌هایی (به صورت ژن درمانی جدید) برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌های قلبی شود.
مهندسان زیست پزشکی در دانشگاه دوک روش ژن درمانی را ارائه داده‌اند که به سلول‌های ماهیچه قلب در موش‌های زنده کمک می‌کند تا به صورت الکتریکی فعال شوند. این مکانیزم دارای ژن‌های باکتریایی مهندسی شده است که کانال‌های یون سدیم را کد می‌کنند و می‌توانند به درمان‌هایی برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها و اختلالات الکتریکی قلب تبدیل شوند.
نتایج در 2 فوریه 2022 به صورت آنلاین در مجله Nature Communications منتشر شد.
نناد بورساک، پروفسور مهندسی زیست پزشکی در دانشگاه دوک، گفت: «ما توانستیم به خوبی سلول‌های عضله قلب را بهبود ببخشیم که این سلول‌ها می‌توانند فعالیت الکتریکی قلب را آغاز و گسترش دهند (کاری که انجام آن با داروها یا ابزارهای دیگر دشوار است).
روشی که ما برای انتقال ژن در سلول‌های عضله قلب موش‌ها استفاده کردیم، در گذشته مشخص شد که برای مدت طولانی قابل استفاده است.
کانال‌های یون سدیم پروتئین‌هایی در غشای خارجی سلول‌های تحریک‌پذیر الکتریکی (مانند سلول‌های قلب یا مغز) هستند که بارهای الکتریکی را به سلول منتقل می‌کنند. در قلب، این کانال‌ها به سلول‌های ماهیچه‌ای می‌گویند که منقبض می‌شوند تا اندام خون را به عنوان یک واحد منسجم پمپ کند. سلول‌های قلب آسیب‌دیده، (چه در اثر بیماری یا ضربه) اغلب تمام یا بخشی از توانایی خود را برای انتقال این سیگنال‌ها از دست می‌دهند.
همچنین اخبار بیشتری بخوانید:
تنوع زیستی نفرت انگیز: ساختار شگفت انگیز اسفنج آشپزخانه شما یک انکوباتور باکتریایی است!
باکتری‌های روده انسان برای اشتراک ویتامین B12 رابطه جنسی برقرار می‌کنند
بزرگترین باکتری جهان که به اندازه یک مژه است، کشف شد
یکی از رویکردهایی که محققان می‌توانند برای بازگرداندن این عملکرد اتخاذ کنند، ژن درمانی است. با فعال کردن ژن‌های مسئول ایجاد پروتئین‌های کانال سدیم، این تکنیک می‌تواند کانال‌های یونی بیشتری را در سلول‌های بیمار تولید کند تا به افزایش فعالیت آنها کمک کند.
در پستانداران، متأسفانه ژن‌های کانال سدیم آنقدر بزرگ هستند که نمی‌توانند با ویروس‌هایی که در حال حاضر در ژن‌درمانی‌های مدرن در انسان استفاده می‌شوند، قرار بگیرند.
برای رفع این مشکل، بورساک و تیم او در عوض به سراغ ژن‌های کوچک‌تری رفتند که کانال‌های یون سدیم مشابه در باکتری‌ها را کد می‌کنند.
چندین سال پیش،(Hung Nguyen)، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه بورساک این ژن‌های باکتریایی را جهش داد تا کانال‌هایی که آنها کدگذاری می‌کنند در سلول‌های انسان فعال شوند.
در تحقیق جدید، تیانیو وو (Tianyu Wu) ،دانشجوی دکترا، محتوای ژن‌ها را به میزان بیشتری بهینه‌سازی کرد و آنها را با یک نشانگر ترکیب کرد که تولید کانال را منحصراً به سلول‌های ماهیچه قلب محدود می‌کند. محققان سپس رویکرد خود را با انتقال یک ویروس مملو از ژن باکتری به وریدهای موش برای پخش در سراسر بدن آزمایش کردند.
وو گفت: ما برای یافتن محل تشکیل کانال‌های یون سدیم کار کردیم و همانطور که امیدوار بودیم، متوجه شدیم که آنها فقط به سلول‌های عضلانی قلب در دهلیزها و بطن‌ها می روند. ما همچنین متوجه شدیم که آنها به سلول‌های قلب که منشا ضربان قلب هستند، ختم نمی‌شوند (که ما همچنین می‌خواستیم از این رویداد جلوگیری کنیم).
این رویکرد ژن درمانی فقط ژن‌ها ی اضافی را در یک سلول قرار می‌دهد. به هیچ وجه عاملی برای قطع، جایگزینی یا بازنویسی DNA موجود نیست.
آزمایشات روی سلول‌ها در یک محیط آزمایشگاهی نشان می‌دهد که این درمان، تحریک پذیری الکتریکی را به اندازه کافی (برای جلوگیری از ناهنجاری‌های انسانی مانند آریتمی) بهبود می‌بخشد. در موش‌های زنده، نتایج نشان می‌دهد که کانال‌های یون سدیم در قلب‌ها فعال هستند و روندهایی را به سمت بهبود تحریک‌پذیری نشان می‌دهند. با این حال، آزمایش‌های بیشتری برای اندازه‌گیری میزان بهبودی در سطح کل قلب مورد نیاز است و اینکه آیا این روش درمانی برای نجات عملکرد الکتریکی در بافت قلب آسیب‌دیده یا بیمار کافی است یا خیر.
خلاصه:
مهندسان زیست پزشکی در دانشگاه دوک روش ژن درمانی را ارائه داده‌اند که به سلول‌های ماهیچه قلب در موش‌های زنده کمک می‌کند تا به صورت الکتریکی فعال شوند. این مکانیزم دارای ژن‌های باکتریایی مهندسی شده است که کانال‌های یون سدیم را کد می‌کنند و می‌توانند به درمان‌هایی برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها و اختلالات الکتریکی قلب تبدیل شوند.
مترجم : محمدمعین باشی
همچنین مطالب علمی بیشتری بخوانید:
رنگ آمیزی کپسول باکتری
تشخیص و جدا سازی باکتری های گروه انتروباکتریاسه
