ملخص
تدعو كلية العلوم الطبية الحيوية لتقديم الطلبات من باحثي الدراسات العليا المحتملين الذين يرغبون في بدء الدراسة للحصول على درجة الدكتوراه في العام الدراسي 2024/25. ونحن نرحب بشكل خاص بالطلبات التي ترتبط بمجالات البحث الأساسية بالمدرسة، والتي تتضمن الآليات الكامنة وراء الأمراض التي تسبب مشاكل صحية لدى السكان المسنين.
يتوافق مجال البحث الأساسي هذا بشكل وثيق مع الاهتمامات البحثية للفريق الإشرافي لهذا المشروع، والذي يتمتع بخبرة واسعة في دراسة الآليات الخلوية الكامنة وراء أمراض الجهاز القلبي الوعائي - وهو السبب الرئيسي للمراضة والوفيات المرتبطة بالعمر.
سيقوم هذا المشروع بفحص الآليات الخلوية التي يمكن أن تؤثر بها المنتجات الأيضية للحمض الأميني الأساسي التربتوفان على إصلاح وتجديد القلب والعضلات الهيكلية. وسوف يستخدم تقنيات راسخة في زراعة الخلايا، وعزل الخلايا من عينات الأنسجة، مع التحليلات باستخدام فحوصات البروتينات، والتعبير الجيني، وتقييمات صلاحية الخلية وبنيتها ووظيفتها.
الطريق الرئيسي لاستقلاب التربتوفان هو مسار الكينورينين، والذي سمي بهذا الاسم نسبة إلى أحد المستقلبات الرئيسية التي تظهر مبكرًا في هذا المسار. لقد ثبت أن استقلاب التربتوفان يزداد بعد إصابة القلب وأن انقطاع الخطوة الأولى لمسار الكينورينين يمكن أن يضعف تجديد القلب المصاب (Zhang et al., 2022, Nat. Commun. 13:6371). وقد تبين أن هذا يحدث من خلال آليتين، تكوين خلايا عضلية قلبية جديدة وزيادة مستويات تكوين الأوعية داخل عضلة القلب. كلاهما ضروريان لدفع إصلاح أنسجة القلب الوظيفية: الانقباض هو القدرة الأساسية لعضلة القلب وهذا لا يمكن أن يحدث بدون الخلايا العضلية القلبية. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج هذه الخلايا بشكل كبير إلى الأكسجين والمواد المغذية، لذا فإن أي نسيج مقلص فعال لن يعمل بدون شبكة واسعة النطاق من الأوعية الدموية الدقيقة لتوفير هذه العناصر.
لقد حدد برنامجنا البحثي الحالي في مرضى قصور القلب مؤخرًا أن عوامل دوائية محددة تزيد من مستويات حمض الكينورينيك في أنسجة القلب، وهو مستقلب التريبتوفان غير السام، مما يشير إلى حدوث تغيرات في كيفية استقلاب التريبتوفان اعتمادًا على العلاج السريري. يثير هذا الاكتشاف تساؤلات مثيرة للاهتمام حول كيفية ربط هذه العمليات، لا سيما ما إذا كانت هناك استجابات في خلايا عضلة القلب لهذا الدواء، مما يؤدي إلى العمليات المذكورة سابقًا، مثل تكوين عضلة القلب وتولد الأوعية. بالإضافة إلى خلل وظائف القلب، يعاني المرضى الذين يعانون من قصور القلب من أمراض ثانوية تساهم في تطور المرض، مثل خلل العضلات الهيكلية. لقد حددنا مؤخرًا أن استقلاب التربتوفان في خزعات العضلات الهيكلية للمرضى الذين يعانون من قصور القلب يتم تعطيله عن طريق عوامل دوائية محددة، وكان هذا مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بالتغيرات الأساسية في صحة العضلات الهيكلية المرتبطة بالضمور والتكوين العضلي. يسلط هذا معًا الضوء على الدور المحتمل والمهم لمسار الكينورينين في تنظيم أمراض عضلات القلب والهيكل العظمي في الصحة والمرض.
تم إعداد هذا الفريق الإشرافي بشكل فريد للتحقيق في هذه الأسئلة، نظرًا للعمل الذي قام به المشرف الرئيسي على المشروع مسبقًا في فحص دور مركبات مسار الكينورينين في قابلية الخلايا العصبية للحياة (Smith et al., 2007, Biochem. Soc. Trans. 35:1287-1289; Smith et al., 2009, Neurotox. 15:303-310; Darlington et al., 2010, Int. J. Tryptophan Res. 3:51-59)، يليه عمل مكثف في فسيولوجيا الخلايا السلفية واستجاباتها. للضرر (Ellison et al., 2011, J. Am. Coll. Cardiol. 58:977-86; Ellison et al., 2013, Cell 154(4):827-42; Smith et al., 2014 Nat.. 9(7):1662-1681; سميث وآخرون.، 2022، Sci.. هذا بالإضافة إلى خبرة المشرف المشارك في الآليات الكامنة وراء أمراض العضلات الهيكلية وتجديدها (Garnham et al., 2020, J. Cachexia Sarcopenia Muscle 11:394-404; Caspi et al., 2020, J. Am. Heart Assoc. 9:e017091; Moriscot et al., 2021, NPJ Regen. 6:17;
سيكون الهدف من المشروع هو تحديد تأثير مركبات مسار الكينورينين على خصائص الخلايا السلفية لعضلات القلب والهيكل العظمي (الخلايا الساتلية). وسيتم تحقيق ذلك من خلال دراسة تأثيراتها المُعايرة على بقاء الخلية، والتعبير عن الجينات والبروتينات الرئيسية، والارتباط بإصلاح الأنسجة وتجديدها. سيؤدي ذلك إلى تحسين فهم كيفية تأثير مستقلبات التربتوفان على تجديد العضلات المخططة. هذه فرصة للباحث المتفاني للانضمام إلى هذا التعاون المثير للعمل بين مجموعتين بحثيتين فريدتين من أجل معالجة مسألة مهمةمشكلة خطية في قصور القلب.
