مفتاح جيني خفي قد يتحكم في مرونة القلب

كشف علماء ألمان عن آلية جينية غير معروفة سابقاً قد تساعد في تفسير كيفية حفاظ القلب على مرونته وقدرته على التكيف مع احتياجات الجسم المتغيرة، وذلك في اكتشاف قد يمهد الطريق لتطوير علاجات أكثر دقة لفشل القلب وأمراض عضلة القلب الوراثية.

وتوصل الباحثون إلى أن جيناً مهماً يُعرف باسم RBM20 لا يعمل بالطريقة البسيطة التي كان يعتقدها العلماء سابقاً، بل يمتلك القدرة على إنتاج نسخ متعددة من البروتين نفسه. ويبدو أن لكل نسخة دوراً مختلفاً في تنظيم أداء عضلة القلب ودرجة صلابتها أو مرونتها.

كيف يحافظ القلب على مرونته؟

يُعدّ القلب من أكثر أعضاء الجسم نشاطاً؛ إذ ينبض أكثر من 100 ألف مرة يومياً ويُعدّل أداءه باستمرار استجابة للمجهود البدني والتوتر والراحة وغيرها من الظروف المتغيرة.

ومن أبرز الأهداف التي ينظمها، هو بروتين ضخم يسمى تيتين Titin، وهو أكبر بروتين معروف في جسم الإنسان. ويعمل تيتين نابضاً جزيئياً داخل عضلة القلب، حيث يساعدها على التمدد والانقباض بكفاءة. ومن خلال التحكم في إنتاج هذا البروتين يسهِم RBM20 في تحديد مدى مرونة أو صلابة عضلة القلب.

وقد ارتبطت الطفرات في جين RBM20 سابقاً بحالات خطيرة من اعتلال عضلة القلب التي قد تؤدي في النهاية إلى فشل القلب.

اكتشاف غير متوقع

بدأت القصة عندما حاول الباحثون معرفة كيفية تشغيل جين RBM20 داخل خلايا القلب. ولتحقيق ذلك؛ عدّلوا التسلسل الجيني الذي كان يُعتقد أنه نقطة البداية الرئيسية لعمل الجين.

وكان المتوقع أن يؤدي هذا التعديل إلى توقف إنتاج البروتين بالكامل، لكن المفاجأة كانت أن الخلايا استمرت في إنتاج RBM20 وإن كان في صورة أقصر من المعتاد.

وأظهرت هذه النتيجة أن الجين لا يعتمد على نقطة تشغيل واحدة، بل يمتلك نقاط بداية بديلة عدة تسمح له بإنتاج نسخ مختلفة من البروتين. وأظهر هذا الاكتشاف أن تنظيم الجين أكثر تعقيداً بكثير مما كان معروفاً سابقاً.

نسخ متعددة ووظائف مختلفة

ولفهم هذه الظاهرة بشكل أعمق؛ حلل الباحثون أنسجة قلبية من الفئران والجرذان والبشر باستخدام تقنيات متقدمة لدراسة الحمض النووي الريبي وتصنيع البروتينات.

وأظهرت النتائج أن جين RBM20 ينتج بالفعل أشكالاً مختلفة عدة من البروتين، وأن التوازن بينها يتغير بشكل ملحوظ خلال مرحلة الولادة، وهي الفترة التي ينتقل فيها القلب من العمل داخل الرحم إلى أداء وظائفه بشكل مستقل بعد الولادة.

ويرى الباحثون أن هذا التغير يشير إلى أن لكل نسخة من البروتين دوراً خاصاً في نمو القلب ونضجه.

بصمات مختلفة لأمراض القلب

كما كشفت الدراسة عن أن أنواع أمراض القلب المختلفة ترتبط بأنماط مختلفة من إنتاج بروتين RBM20، ففي مرض اعتلال عضلة القلب الضخامي hypertrophic cardiomyopathy الذي يؤدي إلى زيادة سماكة عضلة القلب ارتفعت مستويات البروتين الأقصر بشكل ملحوظ. أما في اعتلال عضلة القلب التوسعي dilated cardiomyopathy الذي يضعف قدرة القلب على ضخ الدم، فقد ارتفعت مستويات النسختين معاً مع زيادة أكبر في النسخة الأطول.

وتشير هذه النتائج إلى أن النسخ المختلفة من البروتين لا تؤدي الوظيفة نفسها، بل قد تسهِم بطرق مختلفة في تطور الأمراض القلبية.

آفاق جديدة للطب الدقيق

يحمل هذا الاكتشاف أهمية خاصة؛ لأن RBM20 يُعدّ هدفاً واعداً لتطوير أدوية جديدة لعلاج أمراض القلب. لكن النتائج الجديدة تشير إلى أن النجاح العلاجي قد لا يعتمد فقط على زيادة أو خفض نشاط الجين، بل على التحكم الدقيق في النسخة البروتينية التي ينتجها.

ويعتقد الباحثون أن توجيه العلاج نحو نسخ محددة من RBM20 قد يتيح تعديل مرونة عضلة القلب بصورة أكثر فاعلية مع تقليل الآثار الجانبية المحتملة. ويعمل الفريق حالياً على دراسة الوظائف الدقيقة لكل نسخة من البروتين وتقييم إمكان استخدامها أهدافاً علاجية مستقبلية.

ورغم أن الطريق لا يزال طويلاً قبل تحويل هذه النتائج إلى علاجات سريرية، فإن الدراسة تقدم فهماً جديداً للآليات الجينية التي تحافظ على كفاءة القلب وتسلط الضوء على كيفية تأثير تغييرات جزيئية دقيقة في صحة أحد أهم أعضاء الجسم.