اكتشاف اضطراب بيولوجي صامت يسبق الإصابة بمرض السكري

اضطرابات خفية في خلايا الأنسولين تكشف مرض السكري قبل الإصابة، صورة بالذكاء الاصطناعي - الشرق

عشتارتيفي كوم- الشرق/

توصلت دراستان إلى أن مرض السكري من النوع الأول ربما يبدأ داخل خلايا البنكرياس التي تنتج الأنسولين، قبل ظهور ارتفاع واضح في سكر الدم، إذ تدخل هذه الخلايا في حالة اضطراب بيولوجي صامت، يسبق فقدانها تدريجياً بفعل الهجوم المناعي.

أوضحت الدراستان المنشورتان في دورية Science Translational Medicine، واعتمدتا على خلايا بشرية ونماذج فئران وجزر بنكرياسية من متبرعين، أن رصد هذه التغيرات المبكرة داخل خلايا "بيتا" قد يفتح الطريق مستقبلاً لتوقع تطور المرض، والتدخل المبكر، قبل أن يفقد الجسم قدرته على إنتاج الأنسولين بكفاءة.

وخلايا "بيتا" هي خلايا متخصصة موجودة في جزر لانجرهانز داخل البنكرياس. وتتمثل وظيفتها الأساسية في إنتاج وتخزين وإفراز هرمون الأنسولين.

ورغم أن السكري من النوع الأول يعرف عادة بوصفه مرضاً مناعياً ذاتياً، إلا أن أصوله أكثر تعقيداً من مجرد هجوم مناعي مباشر؛ فالعوامل الوراثية والبيئية تتداخل في تشكيل قابلية الإصابة.

وطرح بعض الباحثين فرضية مفادها أن عدوى فيروسية مبكرة في الطفولة قد تساهم في إطلاق سلسلة من التفاعلات المناعية داخل خلايا "بيتا"، خصوصاً عبر جزيئات التهابية تسمى السيتوكينات.

اكتشاف السكري قبل الإصابة

في الدراسة الأولى، ركزت الباحثة الرئيسية، ليزلي فاجنر، على دور جزيء إشاري مناعي يسمى إنترفيرون "ألفا" ينتمي إلى عائلة من السيتوكينات - الجسيمات الالتهابية - التي يستخدمها الجسم عادة في الاستجابة للعدوى الفيروسية، لكنه قد يكون أيضاً جزءاً من البيئة الالتهابية التي تؤثر في خلايا "بيتا" لدى الأشخاص المعرضين للسكري من النوع الأول.

وباستخدام تقنيات التصوير والتحليل الجيني، لاحظ الباحثون أن مجموعة من خلايا "بيتا" البشرية استجابت للإنترفيرون ألفا، بإنتاج أنواع تفاعلية من الأكسجين داخل الميتوكوندريا، وهي البنى الخلوية المسؤولة عن إنتاج الطاقة، وهذه الأنواع التفاعلية من الأكسجين، المعروفة اختصاراً باسم ROS، ليست دائماً ضارة في حد ذاتها؛ فهي قد تكون جزءاً من إشارات الخلية الطبيعية، لكن زيادتها أو ظهورها في سياق التهابات مزمنة قد يعكس ضغطاً خلوياً مهماً.

وربط الباحثون هذه الخلايا المنتجة لأنواع الأكسجين التفاعلية ببصمة جينية، تشمل جينات مرتبطة بالالتهاب والاستجابات المناعية المضادة للفيروسات، وهذا يعني أن هذه الخلايا لا تبدو مجرد خلايا "بيتا" عادية تمر بتغير عابر، بل تحمل ملامح بيولوجية مميزة قد ترتبط بمرحلة مبكرة من التفاعل بين المناعة ووظيفة البنكرياس.

وقالت فاجنر إن خلايا "بيتا" المنتجة لأنواع الأكسجين التفاعلية كانت أكثر وجوداً في الجزر البنكرياسية المأخوذة من متبرعين لديهم مؤشر كتلة جسم أقل ومستويات سكر دم أقل.

في المقابل، لم ترصد هذه الخلايا لدى مرضى السكري من النوع الأول، ويفتح ذلك تفسيراً حذراً؛ فقد تكون هذه المجموعة الالتهابية من خلايا "بيتا" موجودة في مرحلة مبكرة قبل المرض الكامل، ثم تختفي مع تراجع كتلة خلايا "بيتا"، أو فقدانها في المراحل اللاحقة.

لا تعني هذه النتيجة أن وجود هذه الخلايا يسبب المرض وحده، لكنها تشير إلى احتمال مهم؛ ففقدان هذه المجموعة الخلوية، أو اختفاؤها قد يكون علامة على تدهور مبكر في خلايا "بيتا"، وربما يساعد مستقبلاً في توقع مسار المرض قبل أن يصبح واضحاً سريرياً.

الالتهام الذاتي

الدراسة الثانية، التي أجرتها الباحثة أولها ميلنيك، ركزت على آلية خلوية مختلفة، لكنها لا تقل أهمية، وهي الالتهام الذاتي. 

والالتهام الذاتي عملية منظمة تتخلص فيها الخلايا من المكونات التالفة أو غير الضرورية، بما يشبه نظام صيانة داخلي يحافظ على صحة الخلية.

هذه العملية طبيعية وضرورية، لكن أبحاثاً سابقة أفادت بأنها قد تختل داخل خلايا "بيتا"، وأن هذا الخلل قد يفاقم السكري من النوع الأول.

وقالت الباحثة إن متابعة الالتهام الذاتي داخل خلايا "بيتا" عبر الزمن ليست مهمة سهلة؛ لأن الباحث يحتاج إلى رؤية ديناميكية لما يجري داخل الخلية، لا مجرد لقطة ثابتة.

ولذلك، صمم فريق ميلنيك مستشعراً حيوياً يتيح تتبع الالتهام الذاتي داخل خلايا "بيتا" مع مرور الوقت، ووضع الباحثون هذا المستشعر داخل ناقل فيروسي، ثم استخدموه مع تقنيات المجهر لرؤية تدفق الالتهام الذاتي في خلايا "بيتا" في المختبر، وكذلك في فئران لديها استعداد للإصابة بالسكري من النوع الأول.

أظهر المستشعر أن هناك اضطرابات في تدفق الالتهام الذاتي قبل ظهور ارتفاع السكر في الدم لدى القوارض، كما استطاع أن يلتقط اختلافات في تدفق الالتهام الذاتي داخل جزر بنكرياسية بشرية مزروعة من متبرعين، ما يضيف بعداً بشرياً مهماً للنتائج.

وتطرح هذه الملاحظات أسئلة مهمة بشأن كيفية مساهمة ضعف استجابة الالتهام الذاتي للإنترفيرون ألفا في الخلل المبكر لخلايا بيتا، كما توفر منصة يمكن استخدامها لتقييم فاعلية استراتيجيات علاجية محتملة.

خيطان بيولوجيان

وتجمع الدراستان بين خيطين بيولوجيين متصلين؛ الالتهاب المناعي من جهة، والضغط الداخلي على خلايا بيتا من جهة أخرى. 

واعتبر الباحثون أن هذا الربط مهم؛ لأن السكري من النوع الأول غالباً ما يكتشف عندما تكون خسارة خلايا بيتا قطعت شوطاً كبيراً. فإذا أمكن تحديد إشارات مبكرة داخل هذه الخلايا، فقد يصبح من الممكن تطوير طرق أفضل لتوقع من هم الأكثر عرضة لتقدم المرض، أو اختبار تدخلات تحافظ على خلايا بيتا قبل فقدانها.

لكن الطريق من هذه النتائج إلى تطبيق سريري مباشر لا يزال طويلاً؛ فالدراسات اعتمدت على مزيج من الخلايا والنماذج الحيوانية وجزر بنكرياسية بشرية من متبرعين، وهي أدوات قوية لفهم الآليات، لكنها لا تعني بعد وجود اختبار جاهز لتشخيص السكري من النوع الأول قبل ظهوره.