חוקרים ישראלים הצליחו לשלוט בקצב פעימות לב

הישג ישראלי פורץ דרך בתחום הקרדיולוגיה: צוות חוקרים מהטכניון הצליח לשלוט בקצב פעימות לב אנושי, באמצעות השפעה מכנית בלבד. ההשפעה הושגה באמצעות 'תא מכני' מלאכותי, המייצר דפורמציות מכניות מחזוריות המדמות תא-לב סמוך במשטח עליו גדל תא-היעד הנבדק. תוך זמן קצר ה?תאים תא-היעד את פעימותיו לקצב שהוכתב לו. יתר על כן, התא המשיך לפעום בקצב זה במשך שעה שלמה לאחר הפסקת הגירוי המכני.

פעימה סדירה של הלב דורשת שתאי שריר הלב יתכווצו ויתרפו יחד (יפעמו בצורה מסונכרנת). קצב הפעימות של הלב נקבע על ידי תאי קוצב המייצרים אותות חשמליים המועברים אל תאי הלב. כאשר יש בעיה כלשהי במנגנון זה, נוצרת הפרעת קצב.

התגלית של צוות החוקרים החיפאי, בראשותה של פרופ' משנה שלי צליל מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, צפויה להשפיע על ההבנה והטיפול במחלות לב. המחקר התפרסם אתמול בכתב העת "Nature Physics" ופרופ' שלי צליל הסבירה שם כי "תקשורת בין-תאית חיונית לגדילת התאים והרקמה, להתפתחותם ולתפקודם. עד כה נהוג היה להניח שתקשורת זו מתרחשת באמצעים כימיים וחשמליים בלבד, אבל אנחנו הראינו כי התא ניחן ביכולות של חישה מכנית(cell mechanosensing) , והוא מגיב לשינויים מכניים בסביבה - למשל לדפורמציות מכניות הנוצרות בעקבות הפעלת כוחות על ידי תאים שכנים. יתר על כן, טווח הפעולה של ההשפעה המכנית גדול מזה של ההשפעות החשמליות והכימיות. בניסוי גילינו שגם משך ההשפעה גדול יותר כשהגירוי הוא מכני, דבר המעיד על כך שתקשורת מכנית גורמת לשינויים ביוכימיים בתא הנשארים לאורך זמן."

במחקר הראתה פרופ'-משנה צליל יחד עם צוותה כי תאי לב מסתנכרנים זה עם זה גם כשאינם צמודים זה לזה; די בכך שיימצאו על אותו מצע אלסטי, דהיינו רקמת הלב, שכן ההשפעה המכנית "עוברת" דרך המצע. כעת, כאמור, מתברר שהשפעה זו נשמרת גם לאחר הפסקת הגירוי (התא המכני). "במחקר הנוכחי אנו מראים כי אפשר 'לאמן' תא לב מבוד?ד כך שיפעם בתדירות הרצויה, וזאת באמצעות גירוי מכני של המצע שעליו הוא נמצא. בנוסף אנו מראים כי לתקשורת מכנית תפקיד חשוב בפיזיולוגיה של הלב: היא חיונית לכך שהתאים השונים יתרגמו את האות החשמלי לפעימה מכנית אחידה ומשותפת. המסקנה היישומית היא שהוספה של היבט מכני לקוצבי לב תשפר משמעותית את יעילותם."

"עד היום אף אחד לא הראה את ההשפעה המכנית הזאת בעולם הרפואה" מסבירה פרופ' משנה צליל בראיון עם וואלה! בריאות הראנו כי שתי דרכי התקשורת (החשמלית והמכנית) הכרחיות על מנת לקבל פעימה מסונכרנת של התאים. על כן, כאשר ישנה אי-סדירות בפעימות הלב, הבעיה יכולה להיות נעוצה בהולכה המכנית ולא דווקא בהולכה החשמלית. במקרה זה, קוצבי לב סטנדרטיים שמקצבים את קצב הפעימה על ידי אותות חשמליים לא יפתרו את הבעיה", היא אומרת.

לדבריה, השלב הבא במחקר הוא באמת לתת מענה לאותם חולי לב שאינם נעזרים בקוצבי לב. "נכון להיום, הראנו את חשיבות התקשורת המכנית בפעימות מסונכרנות של תאי לב. מכאן ליישום הדרך עדיין ארוכה. הצעדים הבאים הם זיהוי המחלות שבהן תקשורת מכנית לא תקינה מובילה לפעימות לב לא סדירות בלב השלם ומציאת פתרונות לשיפור התקשורת המכנית. אחד הפתרונות יכול להיות יצירת התאמות בקוצב החשמלי כמו הוספת אלמנטים מכניים. להערכתי, הגעה לשלב זה משלב המחקר הנוכחי צפויה לקחת עוד 10 שנים לערך", סיכמה פרופ' צליל.