اكتشاف طريقة جديدة للتعرف على مرض التهاب الأمعاء

طريقة جديدة للتعرف على الميكروبيوم

قدمت الدراسة، التي نُشرت يوم أمس في 5 كانون الأول 2023 في مجلة Nature، طريقة "علم الأيض العكسي"، وهو نهج رائد يجمع بين التوليف العضوي وعلوم البيانات وقياس الطيف الكتلي لتحديد الجزيئات التي يطلقها الميكروبيوم وفهم تأثيرها على صحة الإنسان، وتهدف هذه الطريقة إلى التغلب على تحديات دراسات التمثيل الغذائي التقليدية، والتي لا يمكنها اكتشاف سوى حوالي 10% من البيانات الجزيئية من عينة ميكروبيوم بشرية.

استخدام علم الأيض العكسي لتشخيص التهاب الأمعاء

في أول استخدام لهم لـ "علم الأيض العكسي"، اكتشف الباحثون مئات الجزيئات التي لم يسبق اكتشافها في جسم الإنسان، وأدت هذه البيانات الجديدة إلى تحديد علامة جديدة لمرض التهاب الأمعاء IBD، ويعتقد الباحثون أن هذه الجزيئات يمكن أن تصبح علامة حيوية مستقبلية لتشخيص مرض التهاب الأمعاء IBD أو هدفاً للعلاجات المحتملة.

تأثير الميكروبيوم على جسم الإنسان

وقال كبير المؤلفين الدكتور "بيتر دورستين" أستاذ في كلية سكاجز للصيدلة والعلوم الصيدلانية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو: "نحن نعلم أن الميكروبيوم مهم، لكننا لا نعرف ما هي أنواع الجزيئات التي تنتجها الميكروبات أو مدى تأثيرها في جسم الإنسان، ولهذه الغاية، تساعدنا عمليات التمثيل الغذائي العكسي على تقييم ما إذا كان من الممكن العثور على جزيئات محددة في العينات، والتنبؤ بالميكروبات التي تنتجها، وربط هذه الإشارات الأيضية بالصحة والمرض".

استخدم الباحثون في دراسات التمثيل الغذائي السابقة طريقة قياس الطيف الكتلي للعثور على جزيئات مختلفة في العينة، حيث يحتوي كل جزيء على "رمز" خاص به لتحديد الهوية، ولكن فهم هذه الرموز قد يكون أمراً صعباً.

الجزيئات الميكروبية تلعب دوراً في مرض التهاب الأمعاء

وفي الطريقة الجديدة، اتخذ الباحثون في مختبر دورستين مساراً مختلفاً، حيث ابتكرت الدكتورة "إميلي جينتري" المؤلفة الأولى للدراسة وهي الآن أستاذة مساعدة في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، آلاف الجزيئات الاصطناعية ذات الرموز المعروفة من خلال التخليق العضوي، وتم بعد ذلك البحث عن هذه الرموز في بيانات التمثيل الغذائي المتاحة واكتشفت الدراسة 145 نوع من الحمض الصفراوي الاصطناعي في البيانات العامة، ولم يتم العثور على 139 حمض مطلقاً.

وقالت دورستين: "إذا قرأت كتاباً مدرسياً في علم الأحياء، فلن يكون هناك أي من هذه الجزيئات، فهي جديدة بالنسبة لفهمنا لعلم وظائف الأعضاء البشرية وجديدة تماماً على العلوم، وهو أمر مدهش للغاية".

قامت جينتري وفريقها بمقارنة الإشارات الأيضية لعينات من مجموعات مختلفة من المرضى، واكتشفوا وجود صلة قوية بين مجموعة من الجزيئات الميكروبية المصنوعة في المختبر والتي تسمى الوسطيات الصفراوية ومرض التهاب الأمعاء IBD، وتم تأكيد هذا الارتباط عبر مجموعات مختلفة من المرضى، مما يشير إلى أن هذه الجزيئات من المحتمل أن تلعب دوراً أساسياً في مرض التهاب الأمعاء.