اكتشاف المؤشرات الحيوية للتعرض البيئي في مرض باركنسون

اكتشف فريق من الباحثين من جامعة نورث وسترن ميديسن أنماطًا جديدة لمثيلة الحمض النووي في دم مرضى باركنسون، وفقًا للنتائج المنشورة في مجلة Annals of Neurology.

وتُظهر الدراسة، التي قادتها الدكتورة بولينا جونزاليس لاتابي، أستاذة مساعدة في قسم اضطرابات الحركة في قسم كين وروث ديفي لعلم الأعصاب، إمكانية استخدام مثيلة الحمض النووي كعلامة حيوية وأداة تشخيصية لتحديد مخاطر الإصابة بالأمراض لدى المرضى.

يحدث مرض باركنسون عندما تفقد مناطق معينة من الدماغ قدرتها على إنتاج الدوبامين، وبالتالي تنظيم الحركة. وتؤثر هذه الحالة على أكثر من ستة ملايين شخص حول العالم، وفقًا لمؤسسة مايكل جيه. فوكس لأبحاث باركنسون.

بالإضافة إلى الأسباب الجينية المعروفة لمرض باركنسون، تشير دراسات حديثة أيضًا إلى أن العوامل البيئية قد تزيد من خطر الإصابة بالمرض. ومع ذلك، لا يزال فهم تأثير العوامل البيئية والطفرات الجينية على خطر الإصابة بالمرض غير واضح تمامًا.

وفي الدراسة الحالية، قام الباحثون بفحص ملفات مثيلة الحمض النووي من عينات الدم من 196 مريضًا مصابًا بمرض باركنسون و86 مشاركًا سليمًا مسجلين في دراسة مبادرة علامات تقدم مرض باركنسون (PPMI).

وقال جونزاليس لاتابي: "إن ميثلة الحمض النووي، بمعنى ما، تعمل كذاكرة للتعرضات البيئية السابقة التي تعمل في نهاية المطاف على تغيير توقيعات الميثلة في خلايانا وأجسامنا".

قام الباحثون أولاً بتحليل بيانات الميثيل على مستوى الجينوم لتحديد تغيرات الميثيل في عينات الدم الكاملة للمشاركين (المكونة من خلايا الدم الحمراء، وخلايا الدم البيضاء، والصفائح الدموية) على مدار فترة الدراسة التي استمرت ثلاث سنوات. ثم دمجوا هذه البيانات مع بيانات التعبير الجيني المُحصل عليها من خلال تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA). وباستخدام مجموعة متنوعة من الأساليب، وجد الفريق 75 جينًا مُعبرًا عنه بشكل مختلف بأنماط ميثيل مميزة لدى مرضى باركنسون مقارنةً بالأشخاص الأصحاء.

إثراء المسارات للمناطق الميثيلية التفاضلية (DMRs) عند خط الأساس. يمثل حجم الدائرة عدد الجينات التي تنتمي إلى كل مسار (كلما كانت الدائرة أكبر، زادت الجينات). المصدر: حوليات علم الأعصاب (2024). DOI: 10.1002/ana.26923

على وجه التحديد، لوحظت اختلافات ثابتة في مثيلة الحمض النووي في جين CYP2E1 منذ البداية وطوال فترة الدراسة التي استمرت ثلاث سنوات. ومن المعروف أن بروتين CYP2E1 يستقلب موادًا أساسية، بما في ذلك المبيدات الحشرية، والتي سبق ربط التعرض لها بالإصابة بمرض باركنسون، وفقًا لغونزاليس-لاتابي.

وقال جونزاليس لاتابي: "هذه خطوة مهمة نحو كشف التفاعلات المعقدة التي تحدث في مرض باركنسون وقد تمهد الطريق لتحديد المؤشرات الحيوية المحتملة للتشخيص المبكر والتقدم".

قال الدكتور ديمتري كرين، أستاذ آرون مونتغمري وارد ورئيس كين وروث ديفي في قسم الأعصاب، والمؤلف الرئيسي للدراسة: "إن تحديد أنماط ميثلة الحمض النووي والتعبير الجيني في الدم لديه القدرة على مساعدتنا في فهم التفاعلات المعقدة بين العوامل البيئية والوراثية في تطور مرض باركنسون".

"ومن منظور أوسع، فإن مثل هذه الدراسات القائمة على المرضى سوف تساعد في تصنيف المرضى المصابين بمرض باركنسون من خلال عدسة بيولوجية، مما سيسهل في نهاية المطاف تطوير علاجات أكثر دقة للمرضى الذين يعانون من أنواع فرعية مختلفة من المرض."

صرحت غونزاليس-لاتابي بأن فريقها يخطط مستقبلاً لدراسة بيانات مثيلة الحمض النووي لدى مرضى المرحلة المبكرة من مرض باركنسون، أي أولئك المعرضين لخطر الإصابة بالمرض ولكن لم تظهر عليهم أعراض المرض بعد. وأضافت أنهم يأملون أيضاً في دراسة كيفية تأثير التعرضات البيئية، مثل التعرض للمبيدات الحشرية، على تغيرات مثيلة الحمض النووي لدى المرضى مع مرور الوقت.