İnsan Kalbinin Ayrıntılı Haritası, Kişiselleştirilmiş Tedavilere Rehberlik Edebilir Mi?

Bilim insanları, bu hayati organın nasıl çalıştığını anlamak ve kardiyovasküler hastalıkta neyin ters gittiğine ışık tutmak için sağlıklı insan kalbinin ayrıntılı bir hücresel ve moleküler haritasını oluşturmuşlardır. Nature'da yayınlanan çalışma, Harvard Tıp Okulu, Brigham ve Kadın Hastanesi, WellcomeSanger Enstitüsü, Max Delbrück Moleküler Tıp Merkezi (MDC), Imperial College London ve küresel işbirlikçileri tarafından yönetilmiştir. Ekip, insan kalbinin bugüne kadarki en kapsamlı hücre atlasını oluşturmak için neredeyse yarım milyon hücreyi analiz ettiklerini ve atlasın, muazzam hücre çeşitliliğini göstermekle birlikte kalp kası hücre tiplerinin, kalp koruyucu bağışıklık hücrelerini ve karmaşık bir kan damarı ağını ortaya çıkardığını belirtmişlerdir. Ayrıca atlas, kalbin çalışmasını sağlamak için hücrelerin nasıl iletişim kurduğunu da tahmin etmektedir.

Araştırma, insan vücudundaki her hücre türünü haritalamak için İnsan Hücresi Atlası girişiminin bir parçası olmakla birlikte kalbin yeni moleküler ve hücresel bilgisi, kalp hastalığını daha iyi anlamayı ve oldukça kişiselleştirilmiş tedavilerin geliştirilmesine rehberlik etmeyi vaat etmektedir. Araştırmacılar, çalışmanın gelecekte rejeneratif tıbba dayalı tedavilere de zemin hazırladığını ifade etmişlerdir. Bir ömür boyunca, ortalama bir insan kalbi vücuda 2 milyardan fazla yaşamı sürdüren atış sağlamaktadır. Kalp bunu yaparken oksijen ve besin maddelerinin hücrelere, dokulara ve organlara taşınmasına yardımcı olmakla birlikte karbondioksit ve atık ürünlerin uzaklaştırılmasını da sağlamaktadır. Kalp her gün, dinlenme, egzersiz ve stresle değişen hızlarda dört farklı odadan tek yönlü bir akışla yaklaşık 100.000 kez atmaktadır.

Kalp hastalığı için kişiselleştirilmiş ilaçlar

Araştırmacılar her atışın, kalbin farklı bölgelerindeki çeşitli hücreler arasında son derece karmaşık ancak mükemmel bir senkronizasyon gerektirir. Bu karmaşık koordinasyon kötüye gittiğinde, dünya çapında önde gelen ölüm nedeni olan kardiyovasküler hastalığa neden olabilmektedir. Yapılan çalışmalar bu hastalığın her yıl tahmini 17,9 milyon insanı öldürdüğünü göstermiştir. Sağlıklı bir kalbin hücrelerinin içindeki moleküler süreçleri detaylandırmak, kalp hastalığında işlerin nasıl ters gittiğini anlamak için çok önemli olmakla birlikte bu tür bilgiler, çeşitli kardiyovasküler hastalık türleri için daha kesin ve daha iyi tedavi stratejilerine yol açabilmektedir. Harvard Tıp Fakültesi Blavatnik Enstitüsü'nde tıp ve Brighamand Women's'da bir kardiyovasküler genetikçi olan araştırmanın eş-kıdemli yazarı Christine Seidman, milyonlarca insanın kardiyovasküler hastalıklar için tedavi gördüğünü ve sağlıklı kalbi anlamanın, hücre tipleri ve hücre durumları arasındaki, ömür boyu işleve izin veren etkileşimleri ve bunların hastalıklarda nasıl farklılaştığını anlamalarına yardımcı olacağını belirtmiştir. Seidman, nihayetinde, bu temel içgörülerin gelecekte kişiselleştirilmiş tedavilere yol açabilecek, kalp hastalığı için kişiselleştirilmiş ilaçlar yaratabilecek ve her hasta için tedavilerin etkinliğini artırabilecek spesifik hedefleri önerebileceğini ifade etmiştir.

Ekip, kalpleri sağlıklı olan ancak nakil için uygun olmayan 14 organ donöründen elde edilen kalbin altı farklı bölgesinden yaklaşık 500.000 hücre ve hücre çekirdeği üzerinde çalıştıklarını bildirmişlerdir. Ekip, tek hücre analizi, makine öğrenimi ve görüntüleme tekniklerinin bir kombinasyonunu kullanarak, her hücrede hangi genlerin açılıp kapandığını tam olarak görebildiklerini belirtmişlerdir. Araştırmacılar, kalbin farklı bölgelerindeki hücrelerde büyük farklılıklar keşfetmekle birlikte, ayrıca, kalbin her bölgesinin belirli hücre alt kümelerine sahip olduğunu gözlemlemişlerdir. Çalışmanın bu bulguları, farklı gelişimsel kökenlere işaret etmekle birlikte bu hücrelerin tedavilere farklı yanıt vereceğini de öne sürmektedir. Araştırmacılar ayrıca, bağışıklık hücrelerinin sağlıklı kalpteki diğer hücrelerle nasıl etkileşime girip iletişim kurduğuna ve bunun iskelet kasından nasıl farklı olduğuna bakarak kalp onarımını anlamaya odaklandıklarını belirtmişlerdir.