ساعد أحد الباحثين في جامعة كنتاكي بالمملكة المتحدة، في حل لغز عمره 60 عاما، حول أحد أعضاء الجسم الأكثر حيوية: القلب.

وساهم الدكتور كينيث س. كامبل، مدير الأبحاث الانتقالية في قسم طب القلب والأوعية الدموية في كلية الطب بالمملكة المتحدة، في رسم جزء مهم من القلب على المستوى الجزيئي.

ولاحظت الدراسة أن عملية ضخ الدم في القلب مدعومة بأجزاء صغيرة تسمى الخيوط، تتكون من بروتينات مثل الميوسين، والبروتين C المرتبط بالميوسين القلبي (cMyBP-C)، والتيتين.

ومن خلال شرح بنية القلب، تمكنوا من فهم التفاعلات بين هذه البروتينات وكيف تساهم في الأداء الطبيعي للقلب.

ويتكون القلب من مليارات الخلايا. وتحتوي كل خلية على آلاف الهياكل الأصغر، والتي تسمى القسيمات العضلية أو الساركومير. وهذه هي اللبنات الأساسية للعضلات.

ويوجد داخل كل كتلة مئات من خيوط الميوسين ( خيوط سميكة في العضلات تنزلق فوق خيوط الأكتين لتوليد انقباضات أو انبساطيات للعضلات).

ويوضح كامبل: “يحتوي كل خيط على ما يقارب 2000 جزيء مرتبة في بنية معقدة للغاية والتي ظل العلماء يحاولون فهمها لعقود من الزمن. كنا نعرف الكثير عن الجزيئات الفردية، واعتقد الناس أنه يمكن ترتيب بروتينات الميوسينات في مجموعات من ستة تسمى التيجان، ولكن ليس أكثر من ذلك بكثير”.

وأوضح كامبل أن الاكتشاف الأكثر إثارة للاهتمام هو أن هناك ثلاثة أنواع مختلفة من التيجان. وقال: “نعتقد أن هذا يعني أنه يمكن التحكم في عضلة القلب بشكل أكثر دقة مما كنا ندرك. كنا متحمسين أيضا لرؤية كيف يتواجد بروتين الميوسين المرتبط بالبروتين C، وهو بروتين آخر مرتبط بأمراض القلب الوراثية، داخل البنية. إنه يمنحنا مستوى جديدا من المعلومات حول كيفية ترتيب الجزيئات في القلب”.

ومن خلال العمل مع باحثين في كلية الطب بجامعة ماساتشوستس تشان، أنتج الفريق عمليات إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لجسيم واحد للخيوط السميكة للقلب.

ونجح العلماء في حل البنية الجزيئية للمنطقة الرئيسية لخيوط القلب البشرية، وخاصة الجزء الذي يحتوي على cMyBP-C (بروتين C المرتبط بالميوسين القلبي).

وسمح هذا الاكتشاف للباحثين بإنشاء إطار جديد يفسر الملاحظات الفسيولوجية والسريرية المختلفة المتعلقة بصحة القلب.

وكشف كامبل: “هذه الدراسة مهمة لاكتشاف علاجات دوائية جديدة لأمراض القلب. إنها تمنحنا فهما أفضل لكيفية تفاعل الجزيئات الموجودة في قلوبنا”.

نُشرت الدراسة في الأول من نوفمبر في مجلة Nature.