ბიკუსპიდური აორტის სარქველი (BAV) არის გულის სარქვლის დაბადების ყველაზე გავრცელებული დეფექტი და ნებისმიერი ტიპის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული თანდაყოლილი დეფექტი, რომელიც გავლენას ახდენს დაახლოებით 70 მილიონ ადამიანზე მთელს მსოფლიოში. ჯანსაღ აორტის სარქველს აქვს სამი ფურცელი; BAV დაავადების დროს ორი ფურცელი შერწყმულია, რაც აზიანებს სარქვლის ფუნქციას. BAV-ის მქონე ბევრ ადამიანში, სარქველები საბოლოოდ უნდა შეიცვალოს ან შეკეთდეს გულის ქირურგიით.
მკვლევართა ჯგუფმა სამხრეთ კაროლინას სამედიცინო უნივერსიტეტის (MUSC) აღმოაჩინა, რომ მუტაცია გენში, რომელიც აკონტროლებს წამწამების, უჯრედის ზედაპირიდან გამოსული პაწაწინა ანტენების გამომუშავებას, დაკავშირებულია BAV-ის განვითარებასთან.
სტატიაში, რომელიც გამოქვეყნდა ონლაინ 2019 წლის 7 აგვისტოს, ჟურნალში Circulation, ჯგუფმა გამოიყენა ცხოველების მოდელები და ადამიანების მონაცემები, რათა გამოეჩინა, რომ BAV დაავადება და აორტის სარქვლის შევიწროება გამოწვეულია ეგზოციტის, გადაადგილების კომპლექსის დარღვევით, რომელიც მოძრაობს წამწამებს. ტვირთი უჯრედის მემბრანაში და იძლევა წამწამების და დეფექტების წარმოქმნას.
უჯრედების უმეტესობას აქვს წამწამები, რომლებიც ეხმარება მათ "შეიგრძნონ" გარშემომყოფები.
"თქვენ შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ წამწამები, როგორიცაა პაწაწინა ანტენები, რომლებსაც უჯრედები იყენებენ ინფორმაციის გადასაცემად ერთმანეთთან," - თქვა დიანა ფულმერმა, Ph. D. MUSC-ის კანდიდატი და ხელნაწერის მთავარი ავტორი. "გულის სარქველებში, წამწამები ფუნქციონირებს როგორც სასიგნალო კვანძები განვითარების დროს, რათა კოორდინირება გაუწიონ უჯრედებისა და უჯრედგარე მატრიქსის მოწყობას მომწიფებული ქსოვილის შესაქმნელად."
მხოლოდ ახლახან დაიწყო სამედიცინო საზოგადოებამ გააცნობიერა, თუ როგორ მონაწილეობს წამწამები ადამიანის ჯანმრთელობასა და დაავადებაში.
"20 წლის წინ ადამიანები წერდნენ, რომ წამწამები იყო ვესტიგიალური ორგანელები და არ ჰქონდათ არანაირი ფუნქცია", - თქვა ჯოშუა ჰ.ლიპშუტცი, M. D., მედიცინის პროფესორი და MUSC-ის ნეფროლოგიის განყოფილების დირექტორი და სტატიის თანაავტორი. "ახლა არის ცილოპათიების მთელი სფერო."
რასელ ა. ნორისი, დოქტორი, მედიცინის ასოცირებული პროფესორი MUSC-ის რეგენერაციული მედიცინისა და უჯრედული ბიოლოგიის დეპარტამენტში და ექსპერტი გულის სარქვლის ბიოლოგიისა და გენეტიკაში, არის ხელნაწერის თანა-უფროსი ავტორი. ნორისმა პირველად დაიწყო ეჭვი, რომ წამწამები ჩართული იყო BAV დაავადებაში, როდესაც შენიშნა, რომ პაციენტებს გარკვეული ცილოპათიებით, ან ცილიური დაავადებებით, ასევე ჰქონდათ BAV დაავადება. ამ დაკვირვებამ განაპირობა თანამშრომლობა ლიპშუტცთან, რომელიც სწავლობს თირკმელების აუტოსომურ დომინანტურ პოლიკისტოზურ დაავადებას, ან ADPKD, რომელიც თირკმელზე მოქმედი წამწამების დაავადებაა.
"ჩვენ ვიცოდით, რომ ADPKD პაციენტებს აქვთ გულის დეფექტების გაცილებით მაღალი სიხშირე, მათ შორის ორმხრივი აორტის სარქვლის დაავადება", - თქვა ლიპშუცმა.”ასე რომ, იყო ძალიან ძლიერი კლინიკური ასოციაცია.”
ნორისმა და ლიპშუცმა დაწერეს ერთობლივი გრანტი საიმონ ბოდისთან, მ.დ., Bicuspid აორტის სარქვლის კონსორციუმის დირექტორი და ჰარვარდის სამედიცინო სკოლის ანესთეზიის ასოცირებული პროფესორი, რათა გაარკვიოს, თუ როგორ უწყობს ხელს წამწამები BAV დაავადებას. "ეს მართლაც ნამდვილი თანამშრომლობა იყო", - თქვა ლიპშუცმა. გრანტი დაფინანსდა ამერიკის გულის ასოციაციის მეშვეობით.
მკვლევარებმა პირველად შეადარეს ჯანსაღი მოზრდილებისა და მოზრდილების გენომი BAV დაავადებით. გენომის მასშტაბური ასოციაციის კვლევაში, ყველაზე ასოცირებული განსხვავებები გენომებში აღმოჩნდა გენებში ან მის მახლობლად, რომლებიც მნიშვნელოვანია ეგზოციტის მეშვეობით ცილოგენეზის რეგულირებისთვის.
შემდეგ გამოიყენეს ცხოველური მოდელები იმის დასადგენად, იწვევდა თუ არა მუტაციებს ცენტრალური ეგზოციტის პროტეინში, Exoc5, სხვა ორგანიზმებში. ზებრათევში Exoc5-ის გენის გამორთვამ ან „გამორთვამ“სერიოზულად შეაფერხა გულიდან სისხლის მიმოქცევა, რამაც გამოიწვია გულის ფუნქციის დაქვეითება და ადრეული სიკვდილი. ზებრათევზს ასევე აღენიშნებოდა სხვა ცილოპათიების ნიშნები.
აღსანიშნავია, რომ Exoc5-ის სწორი გენის თანმიმდევრობის შეყვანამ ზებრათევში ხელი შეუშალა მათ გულის დეფექტების განვითარებაში, რაც დაადასტურა, რომ მუტაცია იწვევდა დაავადებას.
შემდეგ მკვლევარებმა გააუქმეს Exoc5 გენი თაგვებში, კონკრეტულად უჯრედებში, რომლებიც ქმნიან გულის სარქველებს. თაგვები, რომლებსაც ჰქონდათ შეზღუდული გენის ორივე ასლი, ადრეულ ეტაპზე მოკვდნენ. დაიბადნენ თაგვები, რომლებსაც ჰქონდათ ინვალიდი გენის მხოლოდ ერთი ასლი, მაგრამ ჰქონდათ BAV დაავადების მაღალი მაჩვენებელი და პრობლემები ცილის გამომუშავებასთან.
BAV დაავადების მქონე ადამიანებს ხშირად უვითარდებათ კალციფიკაცია აორტის სარქველზე, რაც იწვევს სარქვლის გახსნის სტენოზს ან შევიწროებას. ამან შეიძლება გამოიწვიოს გულში მძიმე ფუნქციური დეფექტები და არის ოპერაციის მთავარი ჩვენება.
საინტერესოა, რომ თაგვებს, რომლებსაც აქვთ შეზღუდული ეგზოციტის გენი, ასევე განუვითარდათ კალციფიცირებული აორტის სარქველები და ჰქონდათ მნიშვნელოვნად უფრო დიდი აორტის ფესვები.
"ჩვენ ვნახეთ იგივე, რასაც ვხედავთ ადამიანებში", - თქვა ლიპშუცმა. "ეს გვაძლევს დაავადების კარგ ცხოველურ მოდელს."
ეს კვლევა იძლევა ახალ ხედვას BAV დაავადების წარმოშობის შესახებ.
"ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ ადამიანებში ძალიან გავრცელებული, პოტენციურად ლეტალური, გენეტიკური დეფექტის მიზეზი იყო წამწამები და ეგზოცისტი", - თქვა ლიპშუცმა.
კვლევის შედეგად მიღებულმა ცოდნამ უნდა დააჩქაროს ახალი თერაპიის განვითარება.
"დაავადების მიზეზის პოვნა არის პირველი ნაბიჯი განკურნების საპოვნელად", თქვა ლიპშუცმა. "ახლა, როდესაც ჩვენ ვიცით, რა იწვევს მას, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ გზები ოპერაციის გარეშე მკურნალობისთვის."
