الكشف عن تفاصيل وراثية جديدة لـ مرض السكري

في تجارب غير مسبوقة، كشف باحثون في كلية طب وايل كورنيل والمعاهد الوطنية للصحة عن جوانب جديدة من علم الوراثة المعقد وراء مرض السكري من النوع الثاني.

ومن خلال هذه الاكتشافات، ومن خلال توفير نموذج للدراسات المستقبلية، يعزز هذا البحث الجهود الرامية إلى فهم أفضل لهذا المرض الأيضي الشائع وعلاجه في نهاية المطاف، وفق ما نشرته صحيفة ميديكال إكسبريس.

تأثير الجينات الفردية

الدراسات السابقة نظرت بشكل عام تأثير الجينات الفردية، بنهج أكثر شمولا، إذ قام شويبينج تشين، أستاذ الجراحة في جامعة كيلتس في كلية طب وايل كورنيل، مع المؤلف المشارك الأول الدكتور فرانسيس كولينز، وهو باحث كبير في مركز أبحاث الصحة الدقيقة بدراسة نهج أكثر شمولا، إذ نظروا معًا في مساهمة 20 جينًا في جهد واحد.

وقال تشين إن «من الصعب للغاية تصديق أن كل هذه الجينات المرتبطة بمرض السكري تعمل بشكل مستقل عن بعضها البعض».

وباستخدام مجموعة من التقنيات، قام الفريق بفحص آثار إغلاق كل منها، وقالت إنه من خلال مقارنة العواقب على سلوك الخلية وعلم الوراثة، وُجدت بعض المواضيع المشتركة.

مرض السكري من النوع 2

كما هو الحال مع أنواع أخرى من مرض السكري، يحدث مرض السكري من النوع 2 عندما تكون مستويات السكر في الدم مرتفعة للغاية.

وفي مرض السكري من النوع 2، يحدث هذا جزئيًا لأن الخلايا المتخصصة في البنكرياس، والمعروفة باسم خلايا بيتا، لا تنتج ما يكفي من الأنسولين، وهو الهرمون الذي يخبر الخلايا بإخراج السكر من الدم لاستخدامه كمصدر للطاقة.

ومع مرور الوقت، يؤدي ارتفاع مستويات السكر في الدم إلى تلف الأنسجة ويسبب مشاكل أخرى، مثل أمراض القلب والكلى.

ووفقًا للمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها، تم تشخيص إصابة ما يقرب من 9% من البالغين في الولايات المتحدة بـمرض السكري من النوع 2.

كل من العوامل الوراثية والبيئية، مثل السمنة والإجهاد المزمن، يمكن أن تزيد من خطر الإصابة به.

ومع ذلك، فإن تقييم دور المساهمين الجينيين وحدهم يعد مشروعًا ضخمًا.

حتى الآن، حدد الباحثون أكثر من 290 موقعًا داخل الجينوم حيث يمكن للتغيرات في الحمض النووي أن تزيد من احتمالية الإصابة بالمرض.

وتقع بعض هذه المواقع ضمن الجينات المعروفة، ولكن معظمها يوجد في المناطق التي تنظم التعبير عن الجينات القريبة.

بالنسبة للبحث الجديد، ركز الفريق على 20 جينا تم تحديدها بوضوح كمساهمة، وبدأوا تحقيقاتهم باستخدام نظام تحرير الجينات CRISPR-Cas9 لإيقاف هذه الجينات، واحدة تلو الأخرى، ضمن 20 مجموعة من الخلايا الجذعية المتطابقة.

تتمتع هذه الخلايا الجذعية بالقدرة على توليد أي نوع من الخلايا الناضجة، لكن الباحثين نجحوا في تحويلها إلى خلايا بيتا منتجة للأنسولين، ثم قاموا بفحص آثار فقدان كل جين على 5 سمات تتعلق بإنتاج الأنسولين وصحة خلايا بيتا، وقاموا بتوثيق التغييرات المصاحبة في التعبير الجيني وإمكانية الوصول إلى الحمض النووي للتعبير.

لفهم الكمية الهائلة من البيانات التي جمعوها، طور الفريق نماذجهم الحسابية الخاصة لتحليلها، مما أدى إلى العديد من الاكتشافات، إذ إنه من خلال مقارنة تأثيرات جميع الطفرات العشرين على خلايا بيتا، حددوا 4 جينات إضافية، يمثل كل منها مجموعة من الجينات، ويساهم المسار المكتشف حديثًا في إنتاج الأنسولين

ووجد الباحثون أيضًا أنه من بين الجينات العشرين الأصلية، ساهم جين واحد فقط، يُدعى HNF4A، في جميع السمات الخمس، على ما يبدو من خلال العمل كوحدة تحكم رئيسية تنظم نشاط الجينات الأخرى.

وفي أحد الأمثلة المحددة، أوضح الباحثون كيف يساهم الاختلاف الصغير، الموجود في المسافة بين الجينات، في خطر الإصابة بمرض السكري عن طريق التدخل في قدرة HNF4A على تنظيم الجينات القريبة.

وقال كولينز إنه في نهاية المطاف، فإن هذه الدراسة وغيرها من الدراسات المشابهة تحمل وعدًا بإفادة المرضى، مضيفا: «نحن بحاجة إلى فهم جميع العوامل الوراثية والبيئية المعنية حتى نتمكن من القيام بعمل أفضل للوقاية من مرض السكري، وتطوير أفكار جديدة حول كيفية علاجه بشكل فعال».

وأشار كولينز وتشين إلى أن نهجهما قد يكون ذا صلة بما يتجاوز مرض السكري، بأمراض شائعة أخرى، مثل مرض آلزهايمر، ومرض باركنسون، ومرض كرون، والتي تنطوي على العديد من العوامل الوراثية.