وكجزء من اتحاد أطلس الخلية البشرية، الذي يهدف إلى تحديد كل نوع خلية في جسم الإنسان، قام باحثون من عدة معاهد بريطانية وألمانية برسم ثماني مناطق من قلب الإنسان، ووضعوا ملامح 75 حالة خلوية مختلفة تحافظ على القلب متحركا وتساعد في الدفاع عنه من الالتهابات.
ويأتي القلب عبارة عن عضلة متحركة ونبضات كهربائية تعمل. وتنجم تقلصات القلب عن الحركة الجماعية لخلايا عضلة القلب، التي تسببها النبضات الكهربائية في ما يسمى بخلايا جهاز تنظيم ضربات القلب.
وتوجد خلايا جهاز تنظيم ضربات القلب هذه في الغالب في العقدة الجيبية الأذينية للقلب، وهي جزء من نظام التوصيل القلبي الذي يتضمن عددا قليلا من العقد وحزم الخلايا الأخرى المترابطة، والتي لا يفهمها العلماء تماما.
ويوضح جيمس كرانلي، اختصاصي أمراض القلب المتخصص في اضطرابات نظم القلب والمعد الرئيسي للدراسة، "إن نظام التوصيل القلبي ضروري لعمل القلب بشكل منتظم ومنسق. ومع ذلك، فإن الخلايا التي يتكون منها غير مفهومة بشكل جيد".
لأجل معرفة كنه هذه الأنواع من الخلايا بمزيد من التفصيل، استخدم كرانلي وزملاؤه طرق النسخ الأحادية الخلية، والتي تفك الشفرة المتعلقة بكيفية قراءة التعليمات الجينية المشفرة في الحمض النووي للخلايا الفردية.
وقاموا بتطبيق هذه الأساليب على عينات أنسجة من 25 قلبا من المتبرعين والتي لم تكن مناسبة تماما لزرع الأعضاء، ولكنها لا تقدر بثمن في هذه الدراسة، التي حللت أكثر من 700000 خلية ونواة فردية.
ومن خلال رسم خرائط مجموعات متميزة من خلايا القلب العائدة لمتبرعين متعددين كانوا يتمتعون بصحة جيدة، اكتشف الفريق أن خلايا جهاز تنظيم ضربات القلب على صلة وثيقة بالخلايا الدبقية.
عادة ما تدعم الخلايا الدبقية الخلايا العصبية في الدماغ والجهاز العصبي الأوسع. ولكن في العقد الجيبية الأذينية والأذينية البطينية، والحزمة الأذينية البطينية للقلب، وجد الباحثون أن الخلايا الدبقية تدعم عمليات إرسال الإشارات في خلايا جهاز تنظيم ضربات القلب.
وكانت خلايا جهاز تنظيم ضربات القلب مغلفة بالامتدادات المغزلية للخلايا الدبقية، وتشبه روابطها كيفية تجمع الخلايا العصبية في نقاط الاشتباك العصبي. كما قام الباحثون بمسح الطبقة الخارجية لقلوب المتبرعين. وهناك وجدوا خلايا مناعية تسمى خلايا البلازما وأكدوا أنها تنتج أجساما مضادة لحماية القلب من العدوى إذا وجدت في الرئتين المجاورتين.
ومع عضلة القلب، أي النسيج العضلي للقلب، حدد كرانلي وزملاؤه مجموعة من الخلايا التي تبدو حساسة بشكل خاص للإجهاد والالتهابات.
وتحتوي الخلايا على الكثير من الجينات المشفرة لمستقبلات جزيئات الإشارات الالتهابية، وأظهرت مستويات عالية من الببتيد المرتبط بفشل القلب.
ويقول المعد الرئيسي المشترك كازوماسا كانيمارو، الباحث في علم جينوم القلب في معهد ويلكوم سانجر في المملكة المتحدة: "من خلال فهم هذه الخلايا على المستوى الجيني الفردي، يمكننا تطوير طرق جديدة لتحسين علاجات القلب".
علاوة على ذلك، صنف الباحثون خلايا جهاز تنظيم ضربات القلب بناء على أنواع القنوات الأيونية التي تعبر عنها، على أمل أن تتمكن النتائج التي توصلوا إليها من إجراء مزيد من البحث حول ما يحدث عندما يختل نظام توصيلات القلب، ولماذا تفشل بعض علاجات القلب في العمل كما هو مُصمم.
وخلص الباحثون إلى أن "هذه البيانات تقدم إجمالا خريطة محددة للغاية للجينات والخلايا في نظام التوصيل [القلبي]".
نُشرت الدراسة في مجلة Nature.
المصدر: ساينس ألرت