قسم علم الأحياء الدقيقة والمناعة

في هذا العدد من المجلة البحثية، سنسلط الضوء على البحث الذي يجريه قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية في معهد دسمان للسكري، بقيادة الدكتور رشيد أحمد.

آخر مستجدات الأبحاث

اكتشف آخر أخبار قطاع الأبحاث في معهد دسمان للسكري

طريقة جديدة غير جراحية للكشف عن مضاعفات الأوعية الدموية لدى مرضى السكري من النوع الثاني

تاريخ النشر24/01/2020

يمكن أن تكون مضاعفات مرض السكري موضوعًا حساساً لمرضى السكري. قد يؤدي ارتفاع مستوى السكر في الدم إلى تلف الأنسجة في جميع أنحاء الجسم، مثل الأعصاب أو العينين أو الكلى. وتُعرف هذه الآثار الجانبية أيضًا باسم “مضاعفات الأوعية الدموية”. وفي حال تُركت هذه المضاعفات من دون علاج، قد تؤدي إلى الوفاة لدى مرضى السكري من النوع الثاني. وفي العادة، يجب أن يخضع هؤلاء المرضى لسلسلة من الفحوصات السريرية، بما في ذلك فحوصات الدم وفحوصات الموجات فوق الصوتية وفحوصات العين، والتي من شأنها أن تكشف عن وجود خطر الإصابة بمضاعفات الأوعية الدموية.

والتوصّل إلى وسيلة بسيطة غير جراحية للكشف عن مضاعفات الأوعية الدموية لدى مرضى السكري هو هدف يسعى إليه العلماء في هذا المجال منذ فترة طويلة. ولهذه الغاية، طوّرت مجموعة بحثية من مستشفى Zhongnan التابع لجامعة ووهان في الصين فحص دم جديد يمكنه توقع احتمالية إصابة مريض السكري بهذه المضاعفات. واستندت فكرتهم إلى “علم التخلق”. وبحسب هذه المجموعة، تقوم الخلايا المصابة في حالة المرض، مثل مرض السرطان، بفرز الحمض النووي الحرّ وإطلاقه في مجرى الدم. ودرسوا هذه الظاهرة في دم مرضى السكري الذين يعانون من مضاعفات الأوعية الدموية. باستخدام التعديلات اللاجينية المتميزة المعروفة باسم هيدروكسي ميثيلاشيون (hydroxymethylation) للحمض النووي الدوراني الحر، طورت المجموعة أداة يمكن من خلالها قياس وجود حمض نووي دوراني حرّ يحتوي على5-hydroxymethylcytosines (5hmC) . 5hmC هو علامة فوق جينية يتم التعبير عنها في الأجزاء الأكثر نشاطًا من الحمض النووي.

ولاختبار فرضيتهم، استعانوا بـ 62 مريضًا يعانون من السكري من النوع الثاني في جامعة ووهان في الصين. اثنا عشر منهم لم يكن لديهم أي مضاعفات في الأوعية الدموية (مجموعة المقارنة)، في حين أن البقية عانوا من مجموعة من الأعراض، بما في ذلك لويحات تصلب الشرايين، وأمراض القلب، والسكتات، أو تلف الأعصاب أو العينين أو الكلى. وأخذ الفريق عيّنة دم من كل مشارك، واستخرج الحمض النووي الدوراني الحرّ. تم عزل 5hmC المرتبط بالحمض النووي الدوراني الحر عبر الخرز المغناطيسي، ثم تم تسلسلها باستخدام تسلسل الجيل التالي.

ثم قارنت المجموعة مستوى الهيدروكسي ميثيل بين مجموعة المقارنة وأولئك الذين يعانون من مضاعفات الأوعية الدموية. وكشفت النتائج عن 135 جينًا بأنماط شديدة الاختلاف من الهيدروكسي ميثيل بين المجموعتين. وغالبًا ما ترتبط هذه الجينات بمقاومة الأنسولين أو الالتهاب. قامت المجموعة أيضًا بالتحقيق في هذه التغييرات وتحديد الجينات الـ 16 الأكثر اختلافاً بين المجموعتين. وخلصوا إلى أنه يمكنهم استخدام أنماط الهيدروكسيميثيل لهذه الجينات الـ 16 لتمييز المرضى الذين يعانون من مضاعفات الأوعية الدموية عن أولئك الذين لا يعانون منها، بدقة تصل إلى 85٪ أو أعلى. نشرت المجموعة النتائج التي توصلت إليها في مجلة الكيمياء السريرية 3 (Clinical Chemistry3)، على أمل المساهمة في تطوير هذه التقنية وتعزيزها (الرسم البياني 3).

الرسم البياني ٣: كشف تسلسل الحمض النووي عن وجود حمض نووي دوراني حرّ يحتوي على 5hmC لدى مرضى السكري من النوع الثاني. إن (أ) خرائط الحرارة و (ب) الدرجات المرجحة لمجموعات التدريب والاختبار أظهر أداء الـ 16 جينًا واسماً لتمييز مجموعة المقارنة عن تلك التي تعاني من مضاعفات الأوعية الدموية.

صحيح أن استنتاج هذه المجموعة مثير للاهتمام، إلّا أن هذه التكنولوجيا لا تزال تحتاج إلى المزيد من التطوير. فهي تفتقر إلى القدرة على التمييز بين مضاعفات الأوعية الدموية. وهذا يعني أن المريض الذي ثبتت إصابته بالمضاعفات يحتاج إلى إجراء فحص طبي إضافي لمعرفة خصائص مرضه. ومع ذلك، إن هذا العمل يطوّر فكرة قياس التغيرات اللاجينية مثل الهيدروكسي ميثيل في الحمض النووي الدوراني الحرّ في ظروف مختلفة.

المراجع

Lee, Y. S., Wollam, J. and Olefsky, J. M., An Integrated View of Immunometabolism. Cell 2018. 172: 22-40.

Epigenetic landscape priming by high fat dietary nutrients and adipokines plays a major role in metabolic inflammation and diabetes

Yang, Y., Zeng, C., Lu, X., Song, Y., Nie, J., Ran, R., Zhang, Z., He, C., Zhang, W. and Liu, S. M., 5-Hydroxymethylcytosines in Circulating Cell-Free DNA Reveal Vascular Complications of Type 2 Diabetes. Clin Chem 2019. 65: 1414-1425.