הלב הוא סוס עבודה מדהים של איבר. עם כל דקה חולפת, הלב האנושי מתרסק על גלון דם שמזין את שאר חלקי הגוף בחמצן וחומרים מזינים. במהלך חייו של אדם ממוצע, הלב יכה יותר משלושה מיליארד פעמים, ויזרים מספיק דם כדי למלא כ -1, 200 בריכות בגודל אולימפי.
אולם לאחר שנים רבות בעבודה, השרירים נוטים ללבוש דק. כמו אלסטיות מתוחה יתר על המידה, הלב מאבד בסופו של דבר את החוסן שלו, ומגביר בהתמדה את הסיכון לאי ספיקת לב.
כיום מדווחים מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו כי זבובי פרי המיועדים לשמירה על רמות גבוהות של חלבון מחודש לב נהנים מאורך חיים ארוך בהרבה. הממצאים שלהם הם הראשונים שקושרים שינויים מבניים ברקמת השריר לתוצאות מטבוליות המשפיעות בסופו של דבר על אורך החיים.
בעוד שלתאי לב אין יכולת התחדשות של איברים אחרים כמו הכבד, הלב מגיע עם ערכת תיקון מקיפה. לב אנושי יכול לטעון במשך עשרות שנים מעבר לאחריותו הצפויה, לפרוס שלל שיטות גיבוי כדי לשפץ ולבנות מחדש מבנים ישנים גם כאשר התאים מתחילים לאבד את צורתם. כאשר נפגעת שלמותו המבנית של הלב, חבילת חלבונים נסחפת במהירות כדי לתקן את הסדקים בבסיס.
אחד הכלים החזקים ביותר העומדים לרשות הלב הוא ויניקלין - חלבון הדומה לדבק העל של התאים. כתאים בקירות של עידן הלב, הם מתחילים להתרחק זה מזה ומתים, ומקשים על הלב לבצע כל סחיטה קצבית. וינקולין מעגן תאים זה לזה ולמטריקס שמסביב המאפשר ללב לתקשר עם הסביבה החיצונית. חלבון זה הופך להיות הכרחי יותר ויותר לאחר עשרות שנים של לחץ על השריר, והייצור עולה בלב עם הגיל, ומאפשר לתאים להתקן קרעים ברקמות המיושנות. גם מכרסמים וגם חולים אנושיים עם עותקים שבורים של הגן הווינוקלין נמצאים בסיכון גבוה במיוחד לאי ספיקת לב בהמשך החיים.
אולם בסופו של דבר, השיפוץ עובר רק כל כך רחוק: אצל חלקים, מצב ההתפרקות מכריע אפילו את כוחו המשופץ של וינקלין, והלב יכול להיכשל. וככל שתוחלת החיים העולמית הממוצעת עולה, כך גם החששות מסיבוכים לבביים של קשישים. עד שנת 2030, רבע אמריקאים יהיה מעל גיל 65. כדי להמשיך למנוע את הופעת מחלות הלב אצל דור מבוגר, פיתוח הטכנולוגיה צריך להאיץ כדי לעמוד בקצב האוכלוסייה האנושית.
כדי לחקור את צומת תפקוד הלב ואריכות החיים, החליטו מהנדסי הביולוגיה איילה סשנס ואדם אנגלר למנף את הכלים שהאבולוציה כבר סיפקה על ידי דחיפת יכולת הריפוי של הלב לגבולותיה.
לפני שלוש שנים, הקבוצה של הסופר הבכיר אדם אנגלר הוכיחה את חשיבות הווינאקולן בשמירה על לבבות של בעלי חיים בשאיבה בגיל מבוגר. לאחר שהראו כי ליבם הזקן של עכברים ופרימטים שאינם אנושיים מייצרים יותר וינקלין, הם תהו לגבי ההשלכות של הפחתת וינקלין או סילוקו לחלוטין.
כדי לעקוף את החסרונות היקרים והזמן רב של מכרסמים או קופים בעלי מניפולציה גנטית, עיצבו החוקרים את הניסויים שלהם בזבובי פרי. עם אורך חיים של קצת יותר מחודש, חרקים אלה יכולים לעבור מגיל נעורים לגריאטרי תוך מספר שבועות. ובעוד שאנו נוטים לראות בחרקים כמזיקים זרים, לבני אדם וזבובים יש הרבה מאוד במשותף. איברי זבוב הפירות חולקים כמות מפתיעה של דמיון מבני עם יונקים כמו עכברים ופרימטים, ויותר מ- 80 אחוז מהגנים המכילים את ההוראות לבניית לב זבוב משתקפים באנשים.
"לבבות זבובי הפירות דומים באופן מבני לתאים אנושיים", מסביר אנגלר. "אבל הפיזיולוגיה שלהם כל כך פשוטה. זה הופך אותם לאידיאליים ללמוד. "
וכמו בבני אדם, ליבם של זבובים ישנים נוטים להיכשל.
בעבודותיהם המקוריות גידלו אנגלר וצוותו זן של זבובים כדי לבעוט בייצור הווינוקלין לכדי יתר ברקמת הלב. כצפוי, לבבות מחוזקים יותר וינקולין נשארו חזקים גם כאשר הזבובים התיישנו, וחיקו את יעילות השאיבה של רקמות בריאות.
להפתעתו של אנגלר, הוצאת וינקלין נוסף בלב יצרה גם "זבובי על" עם אורך חיים מוגבר להפליא, לפעמים יותר מכפיל את אורך החיים של הזבוב. אך למרות שזה תומך ברעיון שוינוקלין חיוני להתאמת רקמות לב, החוקרים לא הבינו כיצד ומדוע זה עוזר לזבובים לחיות זמן רב יותר.
במאמץ לפתור את התעלומה, סופרת הראשית איילה סשנס עקבה אחר בריאות ואורך החיים של אותו זן של זבובי-על מכמה זוויות שונות. שוב, הזבובים העלו את חייהם של בני גילם הקבועים - אך בנוסף, סשן מצא כי הם גם מפגינים יכולת אתלטית מעולה, תוך שימוש בכוחותיהם החדשים כדי לשוטט על פני רצפות וקירות גדולים.
יתרה מזאת, כמו ספורטאים אנושיים, העל-זבובים היו יעילים יותר לשימוש בחמצן וסוכר בכדי להניע את תנועותיהם. כאשר סשנים האכילו את הזבובים בצורה גלויה של גלוקוז, היא ראתה שהסוכרים מהתזונה של הזבובים מועברים למסלולי יעילות יתר, שגרמו דלק נוסף לתאים. למעשה, זבובי העל האלה נראו מוזרים כמו זבובים ארוכי שנים של יצירות עבר מקבוצות אחרות - למעט הזבובים האלה עברו שינויים באורח החיים (כמו הגבלה קלורית), ולא כאלה גנטיים. איכשהו, אף על פי שהדבק המבני הנוסף של וינקולין הועבר לחלק מסוים בגוף, לשינוי זה היו השלכות חזקות ומרחיקות לכת על הבריאות הכללית.
"מתוך מיליוני תאים [בתעופה], רק 102 תאים [בלב] יוצרים אפקט מערכתי זה", אומר אנגלר. "וזה די הפתיע אותנו."
זו הפעם הראשונה שחוקרים קושרים שינויים במכניקת התאים למטבוליזם, ועשויים לספק תובנה כיצד לב חזק הוא שומר על חילוף חומרים בריא. מושבים ואנגלר משערים כי כוחו המוגבר של לב העל-פרפר הוא זה שעושה את כל ההבדל. עם יותר וינקלין בכדי לקבץ אותם יחד, תאים של לב מבוגר זקוקים פחות לדלק בכדי להתכווץ ביעילות - כלומר, הלב בכללותו עדיף לנצל אנרגיה. זה לא רק משחרר סוכרים לרקמות אחרות, אלא גם מצייד את הלב להפצה טובה יותר של הדלק לשאר חלקי הגוף. והוילה: סיבולת של סופרפליי.
"[טוב] להתמקד בחיים ארוכים יותר, אבל אם איכות החיים ירודה, אין בכך שום תועלת", אומר סשנס. "לא רק שאנחנו מגדילים את תוחלת החיים, אלא שאנחנו מגבירים את חילוף החומרים וניצול האנרגיה בהמשך החיים."
מכיוון שהפרופילים של זבובים המייצרים וינקלין דומים כל כך לאלה של, למשל, זבובים מוגבלים קלוריות, אנגלר מרגיש שעבודה זו מאששת היטב את ממצאי מחקרי אריכות ימים אחרים. "אתה מווץ את אותם המסלולים, רק באמצעות מנגנונים שונים - אבל הם משיגים את אותם מטרות, " הוא מסביר.
"התעלמות מתפקידה של מחזור הדם בחילוף החומרים היא מעט צדדית", מוסיף סשנס. "מטבוליזם ותפקוד לב הולכים יד ביד."
בעבודה עתידית מתכנן הצוות של אנגלר להמשיך ולמחוק את הקשרים בין מבנה הרקמות למטבוליזם, תוך התחשבות בכך שמידע זה עשוי לתרום ביום מן הימים לסינתזה של תרופות המקדמות אריכות ימים - חלקן אף עשויות להתמקד בחלבונים כמו וינקלין.
קריסטין דה-ליאון-פנל, פרופסור למדעי לב וכלי דם באוניברסיטה הרפואית בדרום קרוליינה שלא הייתה קשורה למחקר, משבח את העבודה על פתיחת דלתות חדשות בהקשרים קליניים עתידיים. "עם תסמונות מטבוליות בעלייה בקרב חולי לב, זה באמת מעניין שוינוקלין יכול להיות קישור למה שאנחנו בעצם רואים בקליניקה, " היא אומרת ומוסיפה שזה יכול לצייד רופאים לפקח טוב יותר על חולים קשישים עם רמות נמוכות של וינקלין.
אבל אנגלר מזהיר כי עדיין יש לעשות עבודה רבה: אנחנו כברת דרך ארוכה מלהפיק תועלת מווינוקלין בליבם של בני האדם. "איננו מנסים להציע שיש גלולה שתוכל לקחת, או שתצטרך לשנות את התזונה שלך כדי שתשמור על חילוף החומרים שלך לאורך זמן", הוא מסביר. "וזה בהחלט לא מעיין הנעורים."
DeLeon-Pennell גם מדגיש כי יש לאשר את העבודה באורגניזמים מורכבים יותר כמו יונקים לפני שהמחקר יוכל להתקדם.
לעת עתה, עדיין יש חדשות טובות: ניתן לגדל זבובים כדי לחיות עוד.
החדשות הרעות? ניתן לגדל זבובים כדי לחיות זמן רב יותר.
