درمان میوکاردیوپاتی دیابتی

24 ژوئن 2015-  دانشمندان دانشگاه جانز هاپکینز زنجیره ای از وقایع مولکولی را در داخل سلولهای قلبی موشهای صحرایی مبتلا به دیابت شناسایی کردند که علت بروز آسیب به عضله قلب در دیابت می باشند. دانشمندان سرنخهایی برای یک استراتژی درمانی جدید که ممکن است به درمان کاردیومیوپاتی دیابتی کمک کند، یافتند.

کاردیومیوپاتی دیابتی بر اثر تضعیف تدریجی عضله قلب بر اثر بالا بودن طولانی مدت قند خون ایجاد می شود، این بیماری 60 درصد از 380 میلیون فرد مبتلا به دیابت در سراسر جهان را درگیر کرده است.

در این تحقیق علاوه بر ارائه ی اطلاعاتی درباره ی چگونگی فرآیند آسیب عضله ی قلب بر اثر دیابت، یک درمان احتمالی برای کاردیومیوپاتی دیابتی ارائه شده است، نتایج این تحقیق در مجله ی  Diabetesمنتشر گردید.

محقق ارشد این پژوهش پرفسوررامیرز- کوریا، استاد قلب و عروق اطفال در مرکز کودکان دانشگاه جانز هاپکینز و عضو هیئت علمی مرکز نوآوری پروتئومیکس جانز هاپکینز در نارسایی قلبی می گوید:  سمیت گلوکز برای قلب یکی از بزرگترین عوارض دیابت است که اطلاعات کمی در مورد مکانیسم آن در اختیار داشتیم، در این تحقیق سلسله وقایعی که در سلولهای قلبی بر اثر دیابت بوقوع می پیوندد و منجر به تضعیف عضله ی قلب می شود، شناسایی گردید.

دانشمندان از مدتها پیش می دانستند که سیگنال های الکتریکی و انقباض قلب تحت تاثیر دیابت دچار ناهنجاری می گردد، آنها معتقد بودند ریشه ی این دو مشکل به عدم توانایی سلولهای قلبی در پاسخ صحیح به کلسیم باز می گردد ( مسئول اصلی انقباض عضله قلبی و سایر عضلات )،اما چگونگی  و علت پاسخ ناصحیح سلولهای قلبی افراد مبتلا به دیابت به انقباض بر اثر ورود کلسیم مشخص نشده بود.

رامیرز- کوریا می گوید: یافته های ما نشان می دهد که یک مولکول قند و آنزیمی که مسئول تنظیم غلظت این مولکول در داخل سلول است، علت عدم حساسیت به کلسیم و انقباض ضعیف عضله ی قلبی است.مولکول قندی به نام  O-GlcNAcو یکی از آنزیمهای کنترل کننده ی آن یعنی OGT، در سلول در محل اشتباهی قرار گرفته و موجب ایجاد اختلال در عملکرد پروتئینهای انقباضی می شوند.

برای پی بردن به چگونگی این فرآیند، محققان با این فرض که در دیابت، سلول های ارگانها در گلوکز اضافی غرق شده اند، آغاز کردند.دانشمندان دریافتند  O-GlcNacکه یکی از محصولات نهایی تجزیه گلوکزاست در افراد مبتلا به دیابت بصورت غیر طبیعی تولید می شود،محققان با استفاده از فن آوریهایی که پروتئینها را آنالیز کرده و موقعیت و حرکت آنها را در داخل سلول تعیین می کند، دریافتند که مقدارO-GlcNAc  به ویژه در سلول های موشهای صحرایی دیابتی بالاتر از سلول های موش سالم است.

سپس محققان با استفاده از میکروسکوپ لیزری پیچیده برای به دست آوردن تصاویر دقیق از فضای داخلی سلول بر روی مناطقی از داخل سلول های قلبی که انقباض عضله را کنترل می کنند یعنی واحد عضلانی کوچک شناخته شده ی sarcomeresتمرکز کردند .

دانشمندان متوجه شدند که در سلول های ماهیچه ی قلبی افراد دیابتی،  قندO-GlcNAc و یکی از آنزیم های همراه آن یعنی OGT، از مرز سارکومر دور شده و به سمت وسط آن جائیکه در آن پروتئین های مختلف به طور معمول با یکدیگر متصل شده و زنجیره ای را تشکیل می دهند که پایانه های سارکومر را بیکدیگر نزدیک کرده و موجب انقباض عضله می شوند، قرار گرفته اند.

به طور معمول، جریان کلسیم به داخل سلول های قلب یک پتانسیل عمل برای پروتئین های عضلانی ایجاد می کند که سبب تشکیل پلهای عرضی بین پروتئینهای انقباضی شده و انقباض آغاز می گردد. محققان دریافتند وقتیO-GlcNAc وOGT  وارد بخش میانی سارکومرها می شوند، از ایجاد پلهای عرضی صحیح بین پروتئینهای انقباضی در پاسخ به کلسیم جلوگیری می کنند.

محققان می گویند: بهمین دلیل سلولهای عضله ی قلب افراد دیابتی نسبت به کلسیم غیرحساس شده و انقباض عضله در این افراد غیر طبیعی می شود.

پرفسور رامیرز- کوریا می گوید: مهاجرت این مولکول قند و آنزیم به مرکز کنترل انقباض عضله مانند قرار دادن یک قطره ملاس در داخل یک ساعت مچی سوئیسی است، این کار موجب اخلال در یک مکانیسم کاملا هماهنگ شده ی عضله می گردد.

در آزمایشات بعدی، محققان از آنزیمی بنام OGAکه تنها وظیفه اش شکستن مولکولO-GlcNAc بود، استفاده کردند.دانشمندان برای کنترل اشتهای این آنزیم برای قندO-GlcNAc،  آنرا در نوعی باکتری قرار دادند و این باکتری را وارد سلولهای عضلانی قلب موشهای دیابتی نمودند. این باکتری مولکولهای قند را بلعیده و پاسخ سلول را به کلسیم ترمیم می کند درنتیجه انقباض به حالت عادی خود بازمی گردد.

پرفسور رامیرز- کوریا می گوید: هنگامی که دانشمندان سلول های عضلانی قلب سالم را در معرض همین آنزیم قرار دادند، هیچ تغییری ایجاد نشد.

محقق ارشد این پژوهش پرفسور مورفی، متخصص قلب در مرکز کودکان دانشگاه جانز هاپکینز می گوید: حذف این مولکول از موقعیت نادرست آن در داخل سلول های قلبی شبیه به خلاص  شدن از یک پیچ خوردگی در زنجیر دوچرخه است.

محققان می گویند: اگر این مشاهدات در حیوانات بزرگتر و پس از آن در انسان تایید گردد، این یافته ها می تواند به تولید داروهایی بیانجامد که از قرار گرفتن مولکول های قند و آنزیم در مکانهای ناصحیح در داخل سلول های قلبی جلوگیری کند.

این نتایج همچنین می تواند پایه و اساسی برای یافتن یک نشانگر بالینی گردد که شروع کاردیومیوپاتی دیابتی را قبل از آسیبهای غیرقابل برگشت نمایان سازد.

پرفسور رامیرز- کوریا می گوید: ما می دانیم هنگامی که پروتئینهای قلب تخریب می شوند اسیدهای آمینه - بلوک های ساختمانی پروتئینها -  وارد خون می گردند، هنگامی که مولکول های قند به پروتئین های انقباضی قلب متصل می شوند، اسیدهای آمینه ی آزاد شده از تخریب این پروتئینها به عنوان علامتی از سمیت گلوکز در یک قطره از خون بیمار مبتلا به دیابت قابل شناسایی خواهند بود.

منابع:

Diabetes, 2015; db141107 DOI: 10.2337/db14-1107

http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150624210545.htm