اندازه کوچک دریچه آئورت ما و مقایسه‌ی آن با وظایف خطیرش و نقش اساسی‌اش در تنظیم فشار خون و انتقال خون غنی از اکسیژن از قلب به آئورت، و از آنجا به همه ارگان‌ها موجب شگفتی است. با این حال، برای چندین دهه، محققان کمتر روی دریچه‌های آسیب دیده متمرکز شده‌اند و نسبت به آترواسکلروزیس یا همان سخت‌شدن تدریجی عروق خونی علاقه‌ی بیشتری نشان دادند.
با تشکر از خوک‌ها در ایستگاه تحقیقاتی کشاورزی علمی آرلینگتون دانشگاه ویسکانسین-مدیسون دانشمندان در حال حاضر در حال شناخت ریشه‌های بیماری دریچه آئورت کلسیفیک (CAVD) هستند. کریین ماستر، استاد مهندسی پزشکی در UW-Madison، می‌گوید:
برای مدت طولانی، مردم فکر کردند CAVD معادل آترواسکلروز است. اما امروز ما می‌دانیم که سلول‌های دریچه‌های قلبی کاملا منحصر به فرد هستند و از سلول‌های عضلانی صاف رگ‌های خونی ما متمایز هستند، که توضیح می‌دهد که چرا برخی از درمان‌ها برای آترواسکلروز مانند استاتین‌ها برای CAVD به طور مناسب جواب نمی‌دهد و چرا جستجوها برای یافتن داروی جدید درمانی این بیمار بار دیگر باید از سر گرفته شود.
یک تیم تحت هدایت کارشناسی ارشد در یک تحقیق که در تاریخ ۲۵ دسامبر ۲۰۱۷ در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، از این مانع بزرگ عبور کردند. محققان برای نخستین بار، مجموعه‌ای از اولیه حوادثی که ممکن است در نهایت سبب ایجاد تنگی و باریک شدن دریچه آئورت شود که جریان خون را به بافت های بدن کاهش می‌دهد و قلب را تضعیف می‌کند، از هم جدا شده‌اند.
تنها درمان فعلی برای تنگی، جایگزینی دریچه است که به طور معمول نیازمند جراحی خطرناک و گران قیمت قلب باز است. میسترس کارشناس ارشد، که از سوی موسسه ملی بهداشت و انجمن قلب آمریکا حمایت می‌شود، می‌گوید:
مطالعه ما یافته‌های جدیدی را در مورد تفاوت‌های بین آترواسکلروز و CAVD می‌دهد به ویژه در شرایط وقوع تنگی که ما قادر به درمان این شرایط با استفاده از داروهای ویژه خواهیم بود.” “با درک بهتر چگونگی پیشرفت بیماری از مراحل اولیه تا مراحل بعدی، ممکن است در نهایت بتوانیم CAVD را در مسیر خود متوقف کنیم و از جراحی جایگزین دریچه که یک جراحی پرریسک و خطرناک است پرهیز کنیم.
از آنجاییکه قلب موش و سایر حیوانات کوچک بسیار متفاوت از ارگان‌های بدن انسان به ویژه قلب است، تحقیقات CAVD برای مدت طولانی از عدم وجود مدل‌های حیوانی خوب برای بررسی‌های بیشتر خبر می‌دهد. به همین دلیل خوک‌ها – مخصوصا خوک‌هایی که به تعداد بیش از حد مولکول‌های چربی در شریان ها خود دارند – نقطه شروع مهمی برای مطالعات فعلی بودند.
مقاله‌ی مرتبط: تنگی دریچه آئورت
دریچه‌های این جانداران تصویری از CAVD اولیه را نشان می‌دهد که رسیدن به این تصویر در بدن زنده‌ی انسانی مشکل‌تر و چالش برانگیزتر است، این تصویر نشان می‌دهد که CAVD معمولا با انباشت مولکول‌های شکر خاصی به نام glycosaminoglycans (GAG) در بافت دریچه شروع می‌شود. اما برای بررسی دقیق اینکه چگونه این بافت به سطوح بالایی از GAG پاسخ می‌دهد، محققان مقدار بیشتری از بافت دریچه‌ی قلبی را نسبت به آنچه که در بافت دریچه‌ای قلبی موجود در خوک زنده یافتند، نیاز داشتند.
این باعث شد که آنها یک نمونه اولیه از نوع خود را که یک نمونه اولیه از CAVD خوک در یک ظرف آزمایشگاهی بود، ایجاد کنند. کلید اصلی این آزمایش توانایی رشد سلول‌های دریچه‌ای به سالم‌ترین فرم خود در محل مورد نظر است، تمایز مهم این مطالعه با مطالعات قبلی در این است که مطالعه ی ما روی رشد سلول‌های زنده ی سالم متمرکز است در حالیکه در مطالعات پیشین شاهد تمرکز دانشمندان بر روی سلول‌های بیمار بودیم .
هنگامی که محققان تنها مقدار GAG را تغییر دادند، این سلول های دریچه‌ی قلبی نیز در معرض این تغییرات قرار گرفتند، در حالی که تمام شرایط مشابه دیگر را حفظ می‌کردند، نتایج شگفت انگیزی را مشاهده کردند که پیش فرض های قبلی را به چالش کشیدند.
ما تصور می‌کردیم که GAG ها نقش مهمی را در پیشرفت روند بیماری ایفا می‌کنند، اما بیشتر ما اضافه کردیم که هرچقدر سلول‌ها عوامل التهابی کمتری را تولید کنند سلول راحتر به زندگی خود ادامه می‌دهد.هنگامی که این یافته های غیر منتظره را دقیق تر بررسی کردیم، دو اثر متمایز را متوجه شدیم: GAG به طور مستقیم مقدار یک ماده شیمیایی مورد نیاز برای رشد عروق خونی جدید را افزایش دادند و نیز مولکول‌هایی با چگالی کم همچون لیپوپروتئین (LDL) را به دام انداختند.
هیچ کدام از این اثرات بلافاصله سلول‌های دریچه‌ی قلبی را دچار آسیب نکرد، اما باعث شدند تا واکنش اکسیژن با مولکول های LDL بیشتر شود، و انباشت LDL اکسید شده به نظر می‌رسد باغث ایجاد تنگی چند مرحله‌ای می‌شوند که در نهایت باعث آسیب سلول‌های درچه‌ی قلبی خواهد شد این فرایند چند مرحله‌ای ممکن است توضیح دهد که چرا ۲۵ درصد از بزرگسالان بالای ۶۵ سال دارای CAVD ،بخشی از دریچه‌های آئورتشان مسدود شده است، اما تنها یک درصد آن ها تنگی با دریچه‌ی کاملا بسته خواهند داشت که به هیچ عنوان این دریچه به خوبی باز و بسته نمی‌شود.
این واقعیت که سلول‌های دریچه‌ای خودشان نمی‌توانند LDL را اکسید کنند، در حالی که سلول‌های عضلانی صاف در عروق خونی می‌تواند این اکسیداسون را انجام دهند و این یک نکته‌ی کلیدی است که تمایز بین CAVD و آترواسکلروز را نیز برجسته می‌کند. در این مطالعه ؛ نویسنده اول آن Ana Porras ، پس از اخذ مدرک کارشناسی ارشد توضیح داد که پیامدهای مهمی در این مطالعه وجود دارد که می‌گوید توسعه داروهای جدید ممکن است CAVD اولیه را از پیشرفت به تنگی جلوگیری کند و GAG ها را کمتر LDL درگیر کند.
“پیام اصلی تحقیق ما این است که CAVD یک فرایند چند مرحله‌ای است و سلول های سالم دریچه‌های قلبی نسبت به سلول‌های خونی عروق به طور متفاوتی به LDL پاسخ می‌دهند. توانایی بررسی چندین مرحله CAVD اولیه، در مدل جدید و در شرایط in vitro راه های مختلفی را برای توسعه داروهایی که برای درمان این بیماری استفاده می‌شود و مشخصا متفاوت با داروهای تجویزی برای مبتلایان به آترواسکلروز خواهد بود.”
