למה העורקים מסתיידים עם הגיל?

ביומינרליזציה היא תהליך שבו מינרלים משתלבים בתוך רשת חלבונית ביצור חי. מדובר בתהליך חשוב שבמסגרתו נוצרים בטבע חומרים מגוונים, בהם קליפות ביצים, שיניים ופנינים.

בגוף האדם תהליך הביומינרליזציה חשוב במיוחד לתהליך בניית העצמות, שבו המינרל סידן משתלב בעצמות וההסתיידות הזו מאפשרת להן לגדול ולהתחזק. אך להסתיידות של רקמות אחרות בגוף עלולות להיות תוצאות פחות רצויות. דוגמה נפוצה לכך היא הסתיידות עורקים, שמתרחשת כשמשקעי סידן מתקבעים במצע החוץ-תאי (Extracellular Matrix) בעורקים, שהוא החלק המקיף את התאים ומספק להם תמיכה מבנית.

משקעי הסידן פוגעים עם הזמן בגמישות העורקים. ההסתיידות מתגברת עם הגיל בעקבות טרשת עורקים, סוכרת, מחלות כליה והזדקנות. הסתיידות העורקים מקשה על אספקת הדם לאיברי הגוף ומגדילה את הסיכון להתקף לב, דמנציה ושבץ. עד כה לא היה ברור מהו המנגנון המוביל להסתיידות, אך כעת מחקר חדש חושף את התהליך ומטיל את האשמה על מולקולה  הנקראת poly-ADP ribose, או PAR. למעשה זו שרשרת של מולקולות סוכר הקיימת בתאים באופן טבעי, והיא מתווספת לחלק מהחלבונים המיוצרים בתא כדי לבקר תהליכים תאיים דוגמת תרגום RNA, תיקון DNA ועוד. 

קרין מולר (Muller) ועמיתיה מאוניברסיטת קיימברידג' באנגליה זיהו בניסויים קודמים ש-PAR נפוץ במיוחד באזורי הגדילה של עצמות העובר. על פי מבנהו הם הניחו שהוא קושר אטומי סידן. כמו כן ידוע כי PAR מיוצר בתגובה לנזק שנגרם ל-DNA ובמצבים של מחסור בחמצן – שני תהליכים שמתגברים עם הגיל וקשורים להסתיידות, ועל כן גם ייצורו של PAR גובר עם הגיל. בהסתמך על כל הנתונים שיערו החוקרים שהוא ממלא תפקיד חשוב בתהליך ההסתיידות.

כדי לבדוק את ההשערה, במחקר החדש בחנו מולר ועמיתיה עוברי כבשים וגילו שבמהלך התפתחותם המולקולה PAR נמצאת לא רק באזורים שקיים בהם נזק ל-DNA אלא גם באתרי ההסתיידות של העצמות העובריות. גם בעורקים זוהו מולקולות PAR סמוך לאזורי הסתיידות.

הצטברות סידן זרחתי על גבי עצם. צילום במיקרוסקופ אלקטרונים | צילום: Melinda Duer/ Cathy Shanahan

בהמשך גילו החוקרים ש-PAR מסוגל לקשור אליו אטומי סידן רבים וכך ליצור "עננות" של סוכר-סידן. בשלב הבא הם עברו לחקור חולדות ובחנו אם עיכוב פעילותו של האנזים PAR פולימראז (PARP), האחראי על יצירת שרשרת הסוכרים PAR, משפיע על תהליך ההסתיידות בעורקים. הם מצאו כי שימוש באנטיביוטיקה מינוציקלין, שמעכבת את פעילות האנזים הזה, אכן בלמה את ההסתיידות בעורקי החולדה. אם כן, ייתכן ששימוש בתרופה דומה יוכל לסייע לעצירת הסתיידות בעורקים אצל בני אדם.

מינוציקלין היא תרופה מוכרת שמשווקת כבר היום לטיפול בפצעי בגרות (אקנה). על כן צפוי שהדרך לשלב הניסויים הקליניים בבני אדם, אם החוקרים אכן ירצו להמשיך בכיוון הזה, תהיה קצרה יחסית, היות שהתרופה כבר עברה את מבדקי הבטיחות הנדרשים. למעשה, ייתכן שהניסויים הקליניים יתחילו כבר בשנה וחצי הקרובות.

עם זאת, יש לקחת בחשבון כי חלק מהמחקר מימנה חברת Cycle Pharmaceuticals, שעוסקת בחיפוש שימושים חדשים לתרופות קיימות בשוק, כך שיש לבחון במשנה זהירות את המסקנה כי אנטיביוטיקה קיימת עשויה למנוע הסתיידות עורקים. עם זאת, לפחות בשלב זה נראה כי הממצאים מספקים בסיס מוצק להמשך המחקר בכיוון.