دلیل ابتلا افراد مسن به بیماری قلبی

به گزارش حلقه وصل، شاید بیشتر افراد با این پرسش روبه‌رو شوند که چرا با افزایش سن، خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی افزایش می‌یابد. عوامل خطر شناخته‌شده مانند فشار خون یا کلسترول بالا، همه موارد ابتلا به بیماری‌های قلبی را توضیح نمی‌دهند. یک پژوهش جدید که نخستین نمونه در نوع خود به شمار می‌رود و در "بیمارستان کودکان بوستون"(Boston Children's Hospital) انجام شده است، نشان می‌دهد سلول‌هایی که عضله قلب ما را تشکیل می‌دهند، جهش‌های ژنتیکی جدیدی را به مرور زمان جمع می‌کنند؛ این در حالی است که توانایی ترمیم را از دست می‌دهند.

پژوهشگران، کل ژنوم ۵۶ سلول عضله قلب را که از ۱۲ نفر در سنین مختلف به دست آمده بودند، توالی‌یابی کردند؛ از نوزاد گرفته تا شخص ۸۲ ساله‌ای که به دلایل غیر مرتبط با بیماری قلبی فوت کرده بود.

جهش‌های عامل پیر شدن قلب

این گروه پژوهشی با استفاده از روش‌ها و تجزیه و تحلیل‌های پیچیده بیوانفورماتیک، تعداد جهش‌های غیر ارثی موسوم به "جهش‌های سوماتیک"(Somatic mutation) را در سلول‌های سنین مختلف مقایسه کردند و همچنین به دنبال الگوهای جهشی یا امضاهایی بودند که ممکن است مکانیسم‌های بیماری قلبی را مشخص کنند. دکتر "سانگیتا چودری"(Sangita Choudhury)، سرپرست این پژوهش گفت: این نخستین باری است که جهش‌های سوماتیک قلب انسان، در سطح تک‌سلولی بررسی می‌شوند.

پژوهشگران دریافتند هرچه سلول‌ها مسن‌تر باشند، تغییرات تک‌حرفی را که به عنوان انواع تک‌نوکلئوتیدی شناخته می‌شوند، در DNA خود دارند. الگوی این جهش‌ها نشان می‌دهد که بسیاری از آنها در اثر آسیب اکسیداتیو ایجاد شده‌اند.

"مینگ هوی چن"(Ming Hui Chen)، از پژوهشگران این پروژه گفت: از آنجا که قلب همیشه در حال پمپاژ است، انرژی زیادی مصرف می‌کند. این تولید انرژی به ایجاد محصولات جانبی شیمیایی می‌انجامد که به عنوان گونه‌های فعال اکسیژن شناخته می‌شوند. وقتی سطح گونه‌های فعال اکسیژن خیلی بالا می‌رود، می‌تواند به DNA آسیب برساند.

جهش‌ها، مسیرهایی را که سلول‌ها معمولا برای ترمیم آسیب DNA از آنها استفاده می‌کنند، تحت تأثیر قرار می‌دهند. چودری گفت: مکانیسم‌هایی که آسیب DNA را ترمیم می‌کنند نیز تحت تأثیر سن قرار می‌گیرند. اگر آسیب اکسیداتیو کافی وجود داشته باشد، ممکن است این مکانیسم‌ها مغلوب شوند.

این پژوهش که از نظر فنی دشوار است، روی روش‌های توالی‌یابی کل ژنوم تک‌سلولی و روش‌های بیوانفورماتیکی انجام شد که در "آزمایشگاه کریستوفر والش"(laboratory of Christopher Walsh)، در بیمارستان کودکان بوستون ارائه شده‌اند. آزمایشگاه والش که چودری و چن از اعضای آن هستند، اخیرا از روش‌هایی برای ثبت تجمع جهش‌ها در نورون‌های افراد مبتلا به آلزایمر استفاده کرده است.

سلول‌هایی که به تقسیم خود ادامه نمی‌دهند، معمولا کمتر مستعد جهش هستند اما پژوهشگران دریافتند که کاردیومیوسیت‌ها، جهش‌ها را به سرعت و بسیار سریع‌تر از برخی از انواع سلول‌های در حال تقسیم‌شدن جمع می‌کنند. پژوهشگران محاسبه کردند که آنها به طور متوسط سالانه بیش از ۱۰۰ جهش جدید در هر سلول دارند. دکتر "آگوست یوئه هوآنگ"(August Yue Huang)، از پژوهشگران این پروژه گفت: سلول‌های قلب، جهش‌ها را با سرعتی سه برابر بیشتر از نورون‌ها جمع می‌کنند.

علاوه بر مسیرهای ترمیم DNA، جهش‌ها بر ژن‌هایی تاثیر می‌گذارند که در اسکلت سلولی دخیل هستند. اسکلت سلولی، داربستی است که به تشکیل ساختار سلول‌ها و سایر عملکردهای سلولی اصلی کمک می‌کند.

چن گفت: با بالا رفتن سن و دریافت جهش‌های بیشتر، اثرات مضری اضافه می‌شوند که ممکن است قلب را به نقطه اوج بیماری برسانند. ممکن است DNA آن قدر آسیب ببیند که قلب دیگر نتواند به خوبی بتپد.

پژوهشگران خاطرنشان کردند که پژوهش آنها فقط به دنبال انواع تک‌نوکلئوتیدی بوده و انواع دیگر جهش‌ها مانند درج یا حذف DNA را بررسی نکرده است. همچنین، از آنجا که آنها سلول‌های قلب سالم را بررسی کرده‌اند، نمی‌توانند ثابت کنند که این جهش‌ها در بیماری قلبی نقش دارند. آنها قصد دارند در آینده، جهش‌های رخ‌داده در بافت افراد مبتلا به بیماری‌های قلبی-عروقی مختلف را بررسی کنند.

چن که بررسی می‌کند چگونه پرتودرمانی و شیمی‌درمانی برای سرطان می‌تواند بر سلامت قلب تأثیر بگذارد، قصد دارد داده‌هایی را از بیماران مبتلا به سرطان که بیماری قلبی دارند، جمع‌آوری کند.

چودوری گفت: ما می‌خواهیم انواع سلول‌های قلب را بررسی کنیم. ما اکنون فقط قله کوه یخ را لمس کرده‌ایم.

این پژوهش، در مجله "Nature Aging" به چاپ رسید.