في دراسة جديدة، قام فريق من الباحثين بجامعة جونتندو اليابانية بقيادة البروفيسور المساعد المعين خصيصًا إيري جو واتانابي، بالتحقيق في الاستجابات الخلوية لتغيرات الأس الهيدروجيني، مع التركيز بشكل خاص على استكشاف أهمية GPR30.
وأظهرت نتائج الدراسة التي نشرت بمجلة Nature Communications ان مستقبل البروتين G الجديد المستشعر للبيكربونات واعد بنتائج مبهرة بابتكار علاجات للسكتة الدماغية.
والدراسة التي شارك فيها الدكتور تاكيهيكو يوكوميزو والدكتور نوبوتاكا هاتوري والدكتور تاكاهيرو أوسادا، تمثل خطوة حاسمة في فهمنا للآليات التي تحكم السلوك الخلوي استجابة للتغيرات في تركيزات البيكربونات؛ فمن خلال تبادل الأفكار في البحث، يوضح الدكتور جو واتانابي «كان هدفنا هو تحديد GPCR المرتبط بالتوازن الحمضي القاعدي، وأثناء البحث عن الأهداف، لفت GPR30 انتباهنا؛ فلقد حددنا GPR30 باعتباره GPCR المستشعر للبيكربونات، ثم حولنا تركيزنا إلى تحديد مساهمته في الفيزيولوجيا المرضية للسكتة الدماغية». وذلك وفق ما ذكر موقع «ميديكال إكسبريس» الطبي المتخصص.
لماذا اختار الباحثون GPR30 في دراستهم؟
أثناء فحص قاعدة بيانات برنامج فحص الأدوية ذات التأثير النفساني (PDSP)، عثر الفريق على 10 من GPCRs تم التعبير عنها في الغالب في المعدة والبنكرياس؛ منها أربعة تم التعبير عنها بشكل كبير في الدماغ.
ونظرًا لأن الحالات المرضية مثل نقص التروية وإعادة ضخ الدم يمكن أن تعطل التوازن الحمضي القاعدي، ما يؤثر على الخلايا الوعائية وحول الأوعية الدموية من خلال المستقبلات، فقد بحث الباحثون عن GPCRs التي يتم التعبير عنه بشكل كبير في الأوعية الدموية الدقيقة في الدماغ وحددوا GPR30 كواحد منها.
وقد أثار هذا الفضول حول دور GPR30 كمستشعر محتمل للحمض والقاعدية في الدماغ.
وقد وجد الفريق أن استنفاد البيكربونات من وسط الاستزراع قلل من تنشيط GPR30 (استجابات الكالسيوم) بخلايا MCF-7 وHEK التي تزيد من تعبير GPR30، ما يشير إلى أن البيكربونات تنشط GPR30 في المختبر.
وتم استخدام خط خلايا الفأر myoblast C2C12 للتأكد من تنشيط GPR30 الداخلي بواسطة أيونات البيكربونات في المختبر. كما تم التحقق من صحة هذا أيضًا خارج الجسم الحي باستخدام الفئران GPR30 التي تعبر عن مراسل مضان «فينوس». فكشف الفحص المجهري متحد البؤر عن تعبير قوي عن GPR30 في الأوعية الدموية الدقيقة في الدماغ، وخاصة في الخلايا الحوطية؛ وهي الخلايا التي تساعد في الحفاظ على وظائف الاتزان المرقئي في الدماغ. وقد ألمح هذا إلى آلية محتملة لدور GPR30 في تنظيم الأوعية الدموية الدماغية.
وبعد ذلك، قرر الفريق دراسة دور GPR30 في إصابة نقص التروية الدماغية وإعادة ضخ الدم (انقطاع واستعادة تدفق الدم إلى الأنسجة، ما يسبب خللًا خلويًا)؛ وهو أمر أساسي في الفسيولوجيا المرضية للسكتة الدماغية.
وتم بعد ذلك استكشاف نقص GPR30 في سياق الإصابة بنقص التروية، وقد لاحظ الباحثون أن الفئران التي تعاني من نقص GPR30 تظهر حماية كبيرة ضد هذه الإصابة. كما تظهر انخفاض العجز العصبي، واضطراب الحاجز الدموي الدماغي، وموت الخلايا المبرمج.
علاوة على ذلك، أدى نقص GPR30 إلى تحسين استعادة تدفق الدم بعد الإصابة بنقص التروية، ما يؤكد دوره في التحكم بتدفق الدم بكل من الأوعية الكبيرة والشعيرات الدموية.
يقوم نظام البيكربونات العازلة بتزويد أيونات البيكربونات والبروتونات إلى GPCR المستشعر للحمض / القاعدة المحدد في هذه الدراسة وتعديل نقل الإشارة جنبًا إلى جنب مع البيئة خارج الخلية المتغيرة باستمرار.
ويدعو الارتباط غير المتوقع بين GPR30 واستشعار البيكربونات إلى مزيد من الاستكشاف في الآليات التي تحكم صحة الأوعية الدموية الدماغية، ما يوفر وسيلة محتملة للاستراتيجيات المستهدفة للتخفيف من تأثير إصابة إعادة ضخ الدم بالسكتة الدماغية.
ويخلص الدكتور جو واتانابي الى القول «إن النتائج التي توصلنا إليها تمهد الطريق لنهج ثوري لتعديل تفاعل الأوعية الدموية لدعم الصحة العامة من خلال ضبط نشاط الأوعية الدموية المتجانسة عبر مستقبل البيكربونات. ويمكن أن يمثل هذا البحث نقلة نوعية في فهمنا لأدوار المستقبلات بتنظيم الأوعية الدموية الدماغية».
