كيفية تحديد العمر البيولوجي ومقاومة الإجهاد باستخدام تحليل العرق

لا يُظهر العمر الزمني الكثير عن الحالة الفعلية للجسم: فقد يختلف شخصان في نفس العمر اختلافًا جذريًا من حيث القدرة على التحمل، والمخاطر، والاستجابة للعلاج. يُطلق فريق من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، وإمبا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، ومستشفى جامعة بازل مشروع "مقاومة العمر" (ساعة العمر للمرونة في العرق): يسعى العلماء إلى معرفة كيفية تقييم العمر البيولوجي و"المرونة" (مقاومة الإجهاد والتوتر) بدقة وسهولة، بالاعتماد على جزيئات في العرق تُجمع باستمرار بواسطة أجهزة استشعار قابلة للارتداء. تتمثل الفكرة في تحويل لوحات المختبرات المعقدة إلى "ساعة عمر" سهلة الاستخدام على الجلد، لتخصيص القرارات الطبية وتقليل الآثار الجانبية للعلاج. يُمول المشروع من قِبل المؤسسة الوطنية السويسرية للعلوم (SNSF).

خلفية الدراسة

يُعدّ العمر التقويمي (الزمني) مؤشرًا ضعيفًا على الحالة الفعلية للجسم - القدرة على التحمل، والقابلية للإصابة بالأمراض، وتحمل العلاج. ولذلك، شهدت "ساعات" العمر البيولوجية تطورًا سريعًا في السنوات الأخيرة. إلا أن العديد منها يعتمد على فحوصات مخبرية باهظة الثمن (مثل فحوصات الدم، و"التحليلات الجينومية")، وتُعطي نتائجها بشكل دوري، ولم تُثبت دائمًا قيمتها السريرية المضافة. في هذا السياق، يُقدم مشروع "مقاومة الشيخوخة" (المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، وإمبا، وكالتك، ومستشفى جامعة بازل) طريقة مختلفة: البحث عن مؤشرات حيوية جديدة في العرق وقراءتها باستمرار باستخدام أجهزة استشعار قابلة للارتداء لتقييم ليس فقط "العمر"، بل أيضًا المرونة - مقاومة الإجهاد ومعدل التعافي. صُمم هذا النهج "التوقيتي" كأداة لتخصيص العلاج: اختيار شدة التدخلات العلاجية بما يتناسب مع الحالة البدنية الفعلية للمريض، وبالتالي تقليل الآثار الجانبية. يُموّل المشروع من قِبل المؤسسة الوطنية السويسرية للعلوم (SNSF).

لماذا التعرق؟ إنه يوفر نافذةً سهلةً على علم وظائف الأعضاء: الإلكتروليتات، والنواتج الأيضية، ومؤشرات الإجهاد والالتهاب، والتي يمكن قياسها دون إبر وفي الوقت الفعلي. شهدت منصات واجهة الجلد تطورًا هائلًا في السنوات الأخيرة، مع وجود رقعات كهروكيميائية مرنة، ومجمعات موائع دقيقة، وأجهزة استشعار متعددة الساعات قادرة على تتبع ديناميكيات المُحلل، وليس فقط القيم الثابتة. هذا مهمٌّ للمرونة: لا يتم التنبؤ بالتركيزات المطلقة بقدر ما يتم التنبؤ بنمط الاستجابة للحرارة/الحمل وشكل "منحنى التعافي" بالتزامن مع معدل ضربات القلب، والتنفس، ودرجة حرارة الجسم.

في مركز AGE RESIST، تُطبّق هذه الفكرة عمليًا: يُطوّر الفريق مستشعر تعرق محمول، ويختبر نماذج أولية في غرفة مناخية، ويجمع الإشارات الجزيئية مع وظائف الجسم (معدل ضربات القلب، معدل التنفس، درجة حرارة الجسم الأساسية، إلخ) لتدريب نموذج العمر والمرونة. يقود المشروع نوي براسييه (المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ)؛ ومن جانب إمبا، يتولى سيمون أناهايم مسؤولية قسم الاستشعار. والنتيجة المتوقعة هي "مقياس عمر" مناسب للعيادة، يُساعد في تخطيط العلاج وإعادة التأهيل بناءً على العمر الفسيولوجي بدلًا من العمر الفعلي.

السياق أوسع من مجرد مشروع واحد: تتطور "الساعات" التقليدية - الوراثية، والنسخية، والبروتينية - بسرعة، ولكن في عامي 2024 و2025، تُناقش قيودها و"إعادة معايرتها" (الاعتماد على تركيب خلايا الدم، وإعادة تصميم النماذج لمختلف الفئات السكانية، وسهولة نقلها إلى العيادات) بنشاط. تُسهم فكرة "الساعات" القابلة للارتداء، التي طُرحت لأول مرة بشكل منهجي في الأجندة الأكاديمية عام 2023، في سد الفجوة بين المؤشرات الحيوية المختبرية والمراقبة اليومية: فهي تسعى إلى رصد الجانب الديناميكي للشيخوخة - قدرة الجسم على الاستجابة للتحديات والتعافي.

كيف سيعمل

يعمل الباحثون على تطوير مستشعر عرق محمول يقرأ في آنٍ واحد المؤشرات الحيوية الجزيئية الجديدة، ويدمجها مع المعايير الفسيولوجية (معدل ضربات القلب، ومعدل التنفس، ودرجة حرارة الجسم، وغيرها). ووفقًا لسيمون أنهايم من مختبر الأغشية والمنسوجات المُحاكيَة للحيوية (إمبا)، فإن دقة مستشعرات الجلد تتيح الحصول على بيانات مستمرة وموثوقة عن حالة الجسم. ويختبر الفريق نماذج أولية في غرفة مناخية حيث يمكن تحديد جرعات الحرارة والحمل. وبناءً على تدفقات البيانات هذه، سيتم تدريب خوارزمية آلية تربط القدرة على تحمل الحمل والتعافي بالعمر البيولوجي والمرونة.

من يقف وراء هذا المشروع وما الذي سيتغير؟

صاحب المبادرة هو الدكتور نوي برازيير (المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، معهد الطب الانتقالي)؛ ويشارك في المشروع أخصائيون سريريون وحسيون وماديون من مستشفيات المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا، وإمبا، وكالتك، وبازل. إذا أثبتت "الساعة" قابلية إعادة الإنتاج وقيمتها التنبؤية، يُمكن استخدامها لاختيار شدة العلاج وإعادة التأهيل بناءً على العمر "الفسيولوجي"، بدلاً من جواز السفر - من الأورام وأمراض القلب إلى جراحة العظام وطب الشيخوخة. ومن الناحية المثالية، يُقلل هذا من "الإفراط في العلاج" والآثار الجانبية وفرص التدخلات في الوقت المناسب.

تجنيد المتطوعين: ما الذي سيختبره المشاركون

يجري حاليًا اختيار المشاركين في دراسة تجريبية. نبحث عن رجال ونساء راغبين في ممارسة الرياضة لمدة ساعة تقريبًا، تتراوح أعمارهم بين 44 و54 عامًا أو 60 و70 عامًا، بمؤشر كتلة جسم أقل من 30، وإجادة اللغة الألمانية أو الإنجليزية. تشمل تكلفة المشاركة: تقييم اللياقة البدنية (قياس التنفس)، وتقييم العمر البيولوجي، ونتائج فحوصات الدم، وتعويضًا قدره 200 فرنك سويسري (يشمل تكاليف السفر). مكان الدراسة هو إمبا، سانت غالن. يشمل الإجراء ثلاث زيارات (مدة كل منها حوالي 6 ساعات): الفحص؛ الزيارة الرئيسية مع تمارين ركوب الدراجات بتسخين خفيف وفترات توقف (يتم قياس نسبة العرق، مع تسجيل المؤشرات باستخدام أجهزة استشعار غير جراحية)؛ زيارة أخيرة قصيرة للتحقق من إزالة كبسولة الاستشعار لمراقبة درجة حرارة "الجزء المركزي". البيانات سرية، ولا يُتعهد للمشاركين بأي فائدة طبية.

لماذا التعرق؟

العرق نافذة على عملية الأيض: فهو يحتوي على إلكتروليتات، ونواتج أيضية، ومؤشرات التهاب وإجهاد، يمكن قياسها باستمرار وبدون إبر. بخلاف فحوصات الدم الدورية، يوفر العرق الناتج عن أجهزة استشعار قابلة للارتداء معلومات ديناميكية حول كيفية تفاعل الجسم مع مُحفِّز (حرارة، حمل) وسرعة تعافيه. بالنسبة لـ"مراقبة العمر"، لا يقتصر الأمر على "عدد" الجزيئات في كل مرة، بل يشمل أيضًا نمط الاستجابة: سعة وسرعة وشكل منحنى التعافي. وبالتزامن مع معدل ضربات القلب والتنفس ودرجة حرارة الجسم، يتحول هذا إلى "صورة" رقمية للمرونة - وهي مفتاح العلاج المُخصَّص.

ما الذي يتم قياسه بالضبط وكيف يتم تفسيره؟

في المشروع التجريبي، يقارن الفريق:

• الجزيئات في العرق: مجموعة جديدة من المؤشرات الحيوية المرشحة للعمر البيولوجي والاستجابة للإجهاد.
• علم وظائف الأعضاء: معدل ضربات القلب، التنفس، درجة الحرارة الأساسية (عن طريق كبسولة حسية يتم ابتلاعها)، ومعايير الجلد.
• القدرة على التحمل و"مقاومة الحرارة": دورة تدريبية مُتحكم بها حراريًا وتعافي.
  تُجمع البيانات بعد ذلك في نموذج مُصمم خصيصًا لمقاومة التقدم في السن، ويُعتمد عليه في مختلف الفئات العمرية والتكرارات. الهدف هو أداة ذات قيمة سريرية مضافة، سهلة الاستخدام والفهم للأطباء.

أين يمكن أن يكون هذا مفيدًا غدًا

• تخطيط التدخل. تقييم العمر "الفسيولوجي" والاحتياطي قبل الجراحة أو العناية المركزة لتحديد المخاطر بدقة أكبر.
• إعادة التأهيل والطب الرياضي. مراقبة المرونة مع مرور الوقت، وتعديل الأحمال الرياضية في الوقت المناسب، ومراقبة الحمل الزائد.
• طب الشيخوخة والأمراض المزمنة: تحديد "الفجوات" في المرونة قبل فترة طويلة من الأحداث السريرية وتخصيص العلاج.

باختصار - الشيء الرئيسي

• يبحث AGE RESIST عن المؤشرات الحيوية للعمر البيولوجي والمرونة في العرق ويدرب أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء على "قراءتها" بشكل مستمر.
• يقود هذا المشروع المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، وإمبا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وعيادات بازل، بتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم الاجتماعية. الهدف هو تحديد "ساعة" خاصة بالعمر للطب الشخصي.
• في التجربة - 3 زيارات، حمولة دورة في حرارة ناعمة، كبسولة حسية لدرجة الحرارة الأساسية، تعويض 200 فرنك سويسري.

المصدر: صفحة إمبا حول مشروع AGE RESIST.