Live τώρα    
21°C Αθήνα
ΑΘΗΝΑ
Ελαφρές νεφώσεις
21 °C
19.4°C21.7°C
3 BF 62%
ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ
Ελαφρές νεφώσεις
23 °C
22.2°C23.3°C
2 BF 43%
ΠΑΤΡΑ
Ελαφρές νεφώσεις
19 °C
15.6°C23.0°C
2 BF 49%
ΗΡΑΚΛΕΙΟ
Αραιές νεφώσεις
21 °C
20.0°C22.2°C
4 BF 68%
ΛΑΡΙΣΑ
Ελαφρές νεφώσεις
23 °C
22.0°C22.8°C
1 BF 53%
Η εξερεύνηση της ανθρώπινης καρδιάς
  • Μείωση μεγέθους γραμματοσειράς
  • Αύξηση μεγέθους γραμματοσειράς
Εκτύπωση

Η εξερεύνηση της ανθρώπινης καρδιάς

Λεπτομερής χάρτης αποκαλύπτει νέους δρόμους στην έρευνα και την Ιατρική

Η ακριβής ανατομία της ανθρώπινης καρδιάς σε κυτταρικό επίπεδο και η διερεύνηση της μοριακής λειτουργίας των κυττάρων της προσδιορίστηκε πρόσφατα από διεθνή ομάδα επιστημόνων. Τα πρώτα αποτελέσματα από τον εν λόγω «χάρτη» αντιμετωπίστηκαν με μεγάλο ενθουσιασμό και αναμένεται να ρίξουν φως σε ανεξερεύνητα πεδία που αφορούν την ανατομία και τη φυσιολογία του οργάνου αλλά και να πυροδοτήσουν εξελίξεις σχετικά με την αντιμετώπιση των καρδιοπαθειών.

Βαθύτερη κατανόηση ισοδυναμεί με αποτελεσματικότερη θεραπεία

Η καρδιά είναι ένα πολύπλοκο όργανο που λειτουργεί σαν αντλία: φροντίζει ώστε το αίμα να μεταφέρεται προς τους πνεύμονες και μέσω των αγγείων που διατρέχουν το σώμα να μεταφέρονται θρεπτικά συστατικά σε όλα τα κύτταρα, αλλά και να απομακρύνονται οι άχρηστες ουσίες από τον μεταβολισμό τους. Έχει τέσσερις διακριτές μυώδεις κοιλότητες, δύο κόλπους και δύο κοιλίες. Το αίμα ρέει από τη μία κοιλότητα στην άλλη και προς τα αγγεία με συγκεκριμένη κατεύθυνση χάρη στην ύπαρξη τεσσάρων βαλβίδων. Η ομαλή λειτουργία της εξαρτάται από την απρόσκοπτη συνεργασία των κυττάρων που την αποτελούν (μυϊκών, νευρικών, επιθηλιακών κ.ά.), επομένως η ακριβής γνώση της δομής και της δραστηριότητάς τους, καθώς και των μεταξύ τους αλληλεπιδράσεων, είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την κατανόηση της καρδιάς στο σύνολό της.

Οι καρδιαγγειακές παθήσεις, στις οποίες, όπως αποκαλύπτει και το όνομά τους, προσβάλλονται τα αγγεία και η καρδιά, αποτελούν την πιο συχνή αιτία θανάτου παγκοσμίως. Σύμφωνα με στοιχεία του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, κάθε χρόνο πεθαίνουν περισσότεροι άνθρωποι από αυτές παρά από οποιαδήποτε άλλη αιτία. Σήμερα γνωρίζουμε ότι υπάρχουν παράγοντες κινδύνου που μπορεί να είναι γενετικοί (βλάβες στο γενετικό υλικό) ή να αφορούν κακές διατροφικές ή άλλες συνήθειες, όπως κάπνισμα και υψηλή κατανάλωση αλκοόλ. Διάφορες οικονομικές και κοινωνικές παράμετροι, όπως η πρόσβαση σε δομές Υγείας και η γήρανση του πληθυσμού, φαίνεται πως επίσης επηρεάζουν τον κίνδυνο εμφάνισης καρδιαγγειακών νοσημάτων.

Η λεπτομερής γνώση όχι μόνο της δομής και της λειτουργίας των επιμέρους κυτταρικών τύπων από τους οποίους απαρτίζεται η καρδιά αλλά και των μοριακών διαδικασιών που συντελούνται μέσα σ’ αυτούς αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο για την ανάπτυξη στοχευμένων και εξατομικευμένων θεραπειών. Η συγκεκριμένη γνώση μπορεί να αξιοποιηθεί για την εύρεση διαφορών σε σχέση με μια καρδιά ανθρώπου που πάσχει από κάποιο καρδιαγγειακό νόσημα: θα οδηγήσει σε πολύ χρήσιμα συμπεράσματα και θα βοηθήσει στην εύρεση φαρμάκων ή άλλων θεραπευτικών παρεμβάσεων που θα στοχεύουν με ακρίβεια την προβληματική περιοχή.

Ένας χάρτης ακριβείας

Ο άτλας της ανθρώπινης καρδιάς είναι ένα μεγαλόπνοο σχέδιο που υλοποιήθηκε με μεγάλη επιτυχία από διεθνή επιστημονική ομάδα. Ερευνητές και ερευνήτριες από διάφορα πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα, όπως το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, το Imperial College του Λονδίνου και το Ινστιτούτο Wellcome Sanger, ένωσαν τις δυνάμεις τους. Χρησιμοποίησαν καινοτόμο τεχνολογία Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας καθώς επίσης και συστήματα ανάλυσης με την χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης για να μελετήσουν υγιείς καρδιές από 14 ενήλικους δότες, 7 άντρες και 7 γυναίκες, μεταξύ 40 και 75 χρόνων. Πιο συγκεκριμένα, μελέτησαν περίπου μισό εκατομμύριο κύτταρα και κυτταρικούς πυρήνες από έξι ανατομικά διακριτές περιοχές από κάθε καρδιά. Εκτός από καρδιομυοκύτταρα από τους κόλπους και τις κοιλίες, μελέτησαν νευρικά κύτταρα, ινοβλάστες, επιθηλιακά κύτταρα, λιποκύτταρα και κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Αρχικά απομόνωσαν τα κύτταρα και στη συνέχεια προσδιόρισαν ποιες πρωτεΐνες παράγει καθένα από αυτά. Η τεχνολογία που εφάρμοσαν επιτρέπει τον εντοπισμό των γονιδίων και των αντίστοιχων πρωτεϊνών που εκφράζονται από αυτά σε επίπεδο ενός μόνο κυττάρου. Έτσι μπορούν να αποκαλυφθούν διαφορές σε κύτταρα με μεγάλες μορφολογικές ομοιότητες που είναι αδύνατο να εντοπιστούν με άλλες μεθόδους και εργαλεία όπως είναι η μικροσκοπία.

Η ανάλυση των δεδομένων με τη χρήση προγραμμάτων Τεχνητής Νοημοσύνης επέτρεψε την ποσοτικοποίηση του εκάστοτε κυτταρικού τύπου σε κάθε περιοχή της καρδιάς. Πλέον γνωρίζουμε την ακριβή κυτταρική σύνθεση των καρδιακών κοιλοτήτων αλλά και ορισμένες διαφορές ανάμεσα στους αρσενικούς και τους θηλυκούς δότες: βρέθηκαν περισσότερα καρδιομυοκύτταρα στις κοιλίες των θηλυκών ατόμων σε σχέση με τις αντίστοιχες των αρσενικών. Σε ορισμένες περιοχές της καρδιάς εντοπίστηκαν διαφορές στη γονιδιακή έκφραση, άγνωστες μέχρι τότε στην επιστημονική κοινότητα.

Ο άτλαντας του ανθρώπινου σώματος

Το ερευνητικό εγχείρημα της χαρτογράφησης της ανθρώπινης καρδιάς πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο της δημιουργίας ενός άτλαντα του ανθρώπινου σώματος που θα περιέχει τρισδιάστατους χάρτες με πληροφορίες σχετικά με όλους τους κυτταρικούς τύπους που το απαρτίζουν. Στο πρόγραμμα συμμετέχουν ερευνητές και ερευνήτριες από όλο τον κόσμο από διάφορα επιστημονικά πεδία, όπως η Γενετική, η Ιατρική και η Επιστήμη των Υπολογιστών. Ξεκίνησε το 2016 και χρηματοδοτείται από πολλούς φορείς, όπως το Βρετανικό Καρδιολογικό Ίδρυμα (British Heart Foundation) και η φιλανθρωπική οργάνωση Chan Zuckerberg Initiative, του ιδρυτή του Facebook και της συζύγου του.

Ο άτλαντας της ανθρώπινης καρδιάς, αλλά και ολόκληρου του ανθρώπινου σώματος, θα αποτελέσει δίχως αμφιβολία σημείο αναφοράς για την έρευνα και την Ιατρική. Με τον χαρακτηρισμό χιλιάδων κυττάρων και με την κατανόηση των γονιδίων που εκφράζονται σ’ αυτά θα παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σε όλη την επιστημονική κοινότητα σχετικά με τους κυτταρικούς και μοριακούς μηχανισμούς που σχετίζονται με τη φυσιολογική λειτουργία των οργάνων. Τέλος, αναμένεται να βελτιωθούν πολύ η διάγνωση και η αντιμετώπιση διαφόρων ασθενειών.

 

Πηγές:

1. Litvinukova, M., et al., «Cells of the adult human heart», «Nature», 2020.

2. https://www.heartcellatlas.org/

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΓΝΩΜΕΣ

ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ

EDITORIAL

ΑΝΑΛΥΣΗ

SOCIAL