أحدث تسلسل الجينوم البشري ثورة في الطب، لكن العلماء سرعان ما أدركوا أن المخططات الجينية وحدها لا تستطيع الكشف عن أنشطة الجسم. وهذا يتطلب فهم البروتيوم – جميع البروتينات التي تعبر عنها جيناتنا والتي تشكل الآلية الخلوية التي تؤدي معظم وظائف الجسم. الآن، مجموعة أخرى من الجزيئات تسمى الجسيمات الشحمية - جميع الدهون في أجسامنا - تملأ المزيد من التفاصيل عن علم وظائف الأعضاء البشرية.
تحظى الجسيمات الشحمية البشرية، والتي تشمل جميع الدهون في جسم الإنسان، باهتمام متزايد بسبب دورها في فسيولوجيا الإنسان، وخاصة التأثير المباشر عن طريق النظام الغذائي والميكروبات المعوية، وقدرتها على التدخل في الأمراض، وخاصة في أمراض مثل مرض السكري من النوع 2. ألقت دراسة حديثة نظرة متعمقة على الجسيمات الشحمية، وكشفت عن علاقتها بالعلامات الصحية مثل مقاومة الأنسولين، والشيخوخة، والاستجابة للعدوى، بالإضافة إلى قدرتها على التنبؤ بالشيخوخة البيولوجية وتوجيه التدخلات الصحية.
الدهون هي فئة كبيرة من الدهون أو الجزيئات الزيتية الصغيرة، بما في ذلك الدهون الثلاثية والكوليسترول والهرمونات وبعض الفيتامينات. في أجسامنا، تشكل أغشية الخلايا، وتعمل كرسائل خلوية، وتخزن الطاقة. يلعبون أدوارًا رئيسية في الاستجابة للعدوى وتنظيم عملية التمثيل الغذائي.
الجينوم لدينا مستقر في الأساس. على الرغم من تأثر بروتيننا بالصحة والبيئة، إلا أنه يتم تحديده إلى حد كبير من خلال ترميز الجينات. في المقابل، يمكن أن تتغير الجسيمات الشحمية لدينا بشكل مباشر، جزئيًا بسبب ما نأكله والميكروبات التي تعيش في أمعائنا، مما يجعل الجسيمات الشحمية أكثر مرونة وربما أكثر استجابة للتدخلات. ومع ذلك، فإن عدد جزيئات الدهون وتنوعها (بالآلاف على الأقل) يجعل من الصعب دراستها.
وقال مايكل سنايدر، دكتوراه، ود. أشرمان، دكتوراه في الطب، وأستاذ علم الوراثة FACS في جامعة ستانفورد: "لم تتم دراسة الدهون بشكل جيد". "إنها تشارك في كل عملية في الجسم تقريبًا، ولكن نظرًا لكونها غير متجانسة ومتعددة، فقد لا نعرف الدور الحقيقي لمعظم الدهون."
تعتبر دراسة جديدة من مختبر سنايدر، نُشرت في 11 سبتمبر في مجلة Nature Metabolism، واحدة من أولى الدراسات التي ألقت نظرة متعمقة على الجسيمات الشحمية البشرية وتتبع كيفية تغيرها في الصحة والمرض، خاصة أثناء تطور مرض السكري من النوع الثاني.
تمت متابعة أكثر من 100 مشارك، بما في ذلك العديد من المعرضين لخطر الإصابة بمرض السكري، لمدة تسع سنوات، وتم تقديم عينات دم كل ثلاثة أشهر عندما يكونون أصحاء وكل بضعة أيام عندما يكونون مرضى.
باستخدام قياس الطيف الكتلي، وهي تقنية تفصل المركبات حسب الكتلة الجزيئية والشحنة، قام الباحثون بفهرسة ما يقرب من 800 دهون وعلاقتها بمقاومة الأنسولين، والالتهابات الفيروسية، والشيخوخة، وأكثر من ذلك.
ووجد الباحثون أنه في حين أن الجسيمات الشحمية لكل شخص تتمتع بمظهر فريد وتبقى مستقرة مع مرور الوقت، فإن أنواع معينة من الدهون تتغير بشكل متوقع مع تقدم صحة الشخص.
على سبيل المثال، يرتبط أكثر من نصف الدهون المفهرسة بمقاومة الأنسولين، مما يؤدي إلى مرض السكري من النوع الثاني عندما تكون خلايا الجسم غير قادرة على استخدام الأنسولين لأخذ الجلوكوز من الدم. في حين يمكن تشخيص مقاومة الأنسولين عن طريق قياس نسبة السكر في الدم، فإن فهم التغيرات في الجسيمات الشحمية يمكن أن يساعد في الكشف عن العمليات البيولوجية الجارية.
قال دانييل هورنبرج، دكتوراه، وهو باحث سابق في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر سنايدر والمؤلف الأول المشارك للدراسة: "إن كل جزيء مرتبط بمرض ما لديه الفرصة ليخبرنا المزيد عن الآلية ومن المحتمل أن يصبح هدفًا يؤثر على تطور المرض".
وحدد الباحثون أيضًا أكثر من 200 دهون تتقلب أثناء الالتهابات الفيروسية التنفسية. يتوافق الارتفاع والانخفاض في مستويات الدهون هذه مع استقلاب الطاقة العالي في الجسم والاستجابة الالتهابية في المراحل المبكرة من العدوى وقد يشير إلى مسار المرض. يعاني الأشخاص الذين يعانون من مقاومة الأنسولين من بعض التشوهات في استجاباتهم للعدوى واستجابة أضعف للتطعيم.
وتراوحت أعمار المشاركين بين 20 و79 عاما، وكانت فترة الدراسة طويلة، مما سمح للباحثين بملاحظة كيفية تغير الجسيمات الشحمية مع الشيخوخة. ووجدوا أن معظم الدهون، مثل الكوليسترول، تزيد مع تقدم العمر، لكن القليل منها، بما في ذلك أحماض أوميجا 3 الدهنية، يتناقص مع تقدم العمر. علاوة على ذلك، فإن علامات الشيخوخة مع الجسيمات الشحمية لا تظهر بنفس المعدل لدى الجميع. على سبيل المثال، يبدو أن مقاومة الأنسولين تسرع ظهور هذه العلامات.
وقال سيو، دكتوراه، المؤلف الأول المشارك للدراسة وباحث سابق آخر في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر سنايدر: "هذا يثير سؤالا مثيرا للاهتمام: ما إذا كان يمكن لملفات الدهون التنبؤ بما إذا كانت الشيخوخة البيولوجية للشخص أسرع أم أبطأ".
وقال وو إن النتيجة المفاجئة الأخرى هي أن بعض الدهون، مثل فسفاتيديل إيثانولامين المرتبط بالإيثر، والذي يعتبر مضادًا للأكسدة ويشارك في إشارات الخلايا، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتحسن الصحة. ويمكن أن يكونوا مرشحين لطرق جديدة لمراقبة الصحة، أو حتى كمكملات غذائية.
بعد ذلك، يأمل مختبر سنايدر في البناء على أدلة من هذا المسح الواسع لدراسة الارتباطات بين دهون معينة وتغييرات نمط الحياة.