هل يمكن لـ "جودة" خلايا بيتا تحديد ما إذا كنت ستصاب بمرض السكري؟

إذا بدا لك أن عددًا متزايدًا من معارفك يُصابون بمرض السكري، فأنت مُحق. فوفقًا للجمعية الأمريكية للسكري، كان أكثر من 10% من سكان الولايات المتحدة - حوالي 38.4 مليون شخص - مصابين بالسكري في عام 2021، مع تشخيص 1.2 مليون شخص آخر بالمرض كل عام.

يتطور داء السكري من النوع الثاني عندما يصبح الجسم مقاومًا للأنسولين، وهو هرمون يساعد على تنظيم مستويات السكر في الدم. تُنتج خلايا بيتا البنكرياسية الأنسولين، وفي داء السكري من النوع الثاني، تزيد هذه الخلايا من إنتاج الأنسولين في محاولة لضبط مستويات السكر في الدم، ولكن حتى هذا لا يكفي، فتُستنفد خلايا بيتا في النهاية. ونظرًا لدورها الرئيسي، فإن الكتلة الوظيفية لخلايا بيتا - أي عددها الإجمالي وقدرتها على العمل - تُحدد خطر الإصابة بداء السكري.

ومع ذلك، فإن خلايا بيتا ليست متجانسة حتى لدى الشخص نفسه، فهي مقسمة إلى أنواع فرعية، يختلف كل منها في نشاطه الإفرازي، وقدرته على البقاء، وقدرته على الانقسام. بمعنى آخر، لكل نوع فرعي من خلايا بيتا مستوى لياقة مختلف، وكلما ارتفع، كان ذلك أفضل. مع تطور مرض السكري، تتغير نسب بعض أنواع خلايا بيتا الفرعية. لكن يبقى السؤال الرئيسي: هل يُغير مرض السكري تركيب وحالة خلايا بيتا، أم أن هذه التغييرات هي التي تؤدي إلى المرض؟

وهنا يأتي دور العلماء غوكيانغ غو، وإميلي هودجز، وكين لاو من جامعة فاندربيلت. يُعدّ عملهم الأخير، المنشور في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز ، خطوةً نحو فهم إمكانية زيادة الكتلة الوظيفية لخلايا بيتا للحد من خطر الإصابة بداء السكري من النوع الثاني. غو ولاو أستاذان في علم الخلية وعلم الأحياء التنموي، وهودجز أستاذ مساعد في الكيمياء الحيوية.

دراسة الأنواع الفرعية لخلايا بيتا ليست بالمهمة السهلة. الطريقة الأكثر شيوعًا هي "التحليل النهائي للعينات على مستوى الخلية الواحدة"، مما يعني أن العلماء لا يستطيعون دراسة خلايا بيتا محددة إلا مرة واحدة - وعند اكتمال نموها. هذا لا يسمح لنا بتتبع تطور النوع الفرعي نفسه من الخلايا في مراحل مختلفة: التمايز، النضج، الانقسام، الشيخوخة، الموت، إلخ. إن القدرة على مراقبتها في جميع المراحل ستوفر فهمًا أفضل لكيفية تغير حالة الخلايا بمرور الوقت أو في ظل ظروف فسيولوجية مختلفة.

للتغلب على هذا القيد، طوّر جو وهودجز ولاو طريقةً لوضع علامات دائمة على الخلايا السلفية التي تُنتج خلايا بيتا، باستخدام توليفات مختلفة من التعبير الجيني. أتاحت هذه العلامات للباحثين تتبع الأنواع الفرعية نفسها من خلايا بيتا في مراحل مختلفة من النمو، والإجابة على أسئلة جوهرية بثقة أكبر.

توصلت أبحاثهم إلى ثلاثة نتائج رئيسية:

1. تُنتج الخلايا السلفية، التي تُكوّن خلايا بيتا ذات علامات وراثية مختلفة في أجنة الفئران، أنواعًا فرعية من خلايا بيتا بدرجات متفاوتة من "اللياقة" لدى الفئران البالغة. يُساعد هذا على فهم كيفية تكوّن هذه الأنواع الفرعية، وكيفية التلاعب بهذه العملية مستقبلًا لزيادة نسبة خلايا بيتا "السليمة" وتقليل خطر الإصابة بمرض السكري.
2. يؤثر النظام الغذائي لإناث الفئران أثناء الحمل بشكل مباشر على نسبة خلايا بيتا عالية الأداء إلى خلايا بيتا منخفضة الأداء في النسل. على سبيل المثال، إذا كانت الأم تتناول نظامًا غذائيًا غنيًا بالدهون وكانت تعاني من السمنة، فإن نسلها يمتلك عددًا أقل من خلايا بيتا الحساسة للجلوكوز. يؤكد هذا النموذج أن سمنة الأم تزيد من خطر إصابة النسل بمرض السكري. وهذا يمنح الأطباء والباحثين فهمًا أفضل لدور الوراثة وصحة الأم.
3. للأنواع الفرعية لخلايا بيتا المُحددة لدى الفئران نظائر في البنكرياس البشري. علاوة على ذلك، فإن النوع الفرعي الأكثر لياقةً لدى البشر ينخفض لدى مرضى السكري من النوع الثاني. مع أن نتائج التجارب على الحيوانات لا تنطبق جميعها بشكل مباشر على البشر، إلا أنها تشير إلى أن نماذج الفئران قد تكون مفيدة لفهم بيولوجيا الإنسان وداء السكري.

يخطط الباحثون الآن لدراسة كيفية تشكل الأنماط الجينية (علامات التعبير الجيني المذكورة أعلاه) والحفاظ عليها في أنواع فرعية مختلفة من الخلايا بيتا وكيف يؤثر تعطيلها على وظيفة الخلية.

ويقول جو: "مع هذا البحث وغيره من الأبحاث، قد يكون من الممكن في المستقبل تطوير مكمل غذائي للنساء الحوامل يقلل من خطر إصابة الطفل بمرض السكري".

تبقى أسئلة مهمة أخرى: هل من الممكن، على سبيل المثال، تحسين الجودة الوظيفية للخلايا الشبيهة بخلايا بيتا المشتقة من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية عن طريق تعديل ميثلة الحمض النووي (أحد المؤشرات فوق الجينية)؟ إذا كان الأمر كذلك، فهل يمكن استخدام خلايا بيتا هذه في علاجات زراعة الأعضاء، حيث تُزرع لمرضى السكري من النوع الثاني خلايا بيتا ذات مستوى لياقة بدنية عالٍ؟

لا تزال الإجابات على هذه الأسئلة تنتظر البحث.