قسم علم الأحياء الدقيقة والمناعة
في هذا العدد من المجلة البحثية، سنسلط الضوء على البحث الذي يجريه قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية في معهد دسمان للسكري، بقيادة الدكتور رشيد أحمد.
آخر مستجدات الأبحاث
اكتشف آخر أخبار قطاع الأبحاث في معهد دسمان للسكري
العلم الأيضي المناعي – طريق واعد نحو تطوير الأدوية
تاريخ النشر24/01/2020
برز العلم الأيضي المناعي مؤخرًا كمجال بحث مثير للاهتمام ضمن علم المناعة، وهو يحقق في التفاعل بين العمليات المناعية والأيضية. يزداد الاهتمام بهذا المجال بشكل هائل وسريع بعد إدراك أن إعادة البناء غير الصحيحة للعملية الأيضية تعني وجود العديد من الاستجابات المناعية غير الطبيعية المرتبطة بالأمراض الأيضية المختلفة. الارتباط بين الاستجابات المناعية والأيضية هو ثنائي الاتجاه، حيث تؤدي التغيرات الالتهابية إلى التهاب مزمن منخفض الدرجة في حالات السمنة. يؤدي التهاب الأنسجة المزمن إلى مجموعة واسعة من التأثيرات على الأنسجة الدهنية والعضلات والكبد وجزر البنكرياس والأمعاء والجهاز العصبي المركزي (CNS). وتساهم هذه التغيرات الالتهابية في مقاومة الأنسولين (الخلايا الدهنية والعضلات والكبد)، وانخفاض إفراز الأنسولين (الجزر)، واختلال الميكروبيوم ونفاذية الأمعاء، وزيادة المدخول الغذائي (CNS). ثمة تفاعل / تداخل متكامل بين الخلايا داخل الأنسجة والأنسجة داخل الكائن الحي، ما يؤدي إلى الالتهاب في بيئة من الخلل الأيضي. وتشمل الأشكال الأكثر شيوعًا للمسارات الأيضية تحلل الجلوكوز، واستحداث الجلوكوز، وتحلل الجليكوجين، وتكوّن الدهون، وأكسدة الأحماض الدهنية، وإنتاج الأحماض الأمينية (الرسم البياني 2).
الرسم البياني 2: تؤدي السمنة إلى أحداث مختلفة، مثل إجهاد الشبكة الإندوبلازمية، ونقص التأكسج، والسمية الدهنية، والتي يمكن أن تفعّل المسارات المسببة للالتهاب داخل خلايا النسيج المتني (الخطوة 1). وكجزء من آلية التفعيل في هذه الخلايا المتنيّة، تفرز مجموعة متنوعة من الكيموكين (الخطوة 2)، والتي تؤدي إلى الانجذاب الكيميائي وهجرة الخلايا البلعمية، إلى جانب أنواع أخرى من الخلايا المناعية، إلى الأنسجة الكامنة (الخطوة 3). وبشكل عام، تعتمد هذه الخلايا المناعية نمطًا ظاهريًا مسبباً للالتهابات، وتفرز عددًا من العوامل (السيتوكينات، الجالكتين -3، الحويصلات خارج خلوية أو الاكسوزومات المحتوية على ميكرو رنا، إلخ)، والتي تمارس تأثيرات النظير الصماوي المحلية لتسبب مقاومة الأنسولين في الخلايا الدهنية وخلايا الكبد والخلايا العضلية، أو انخفاض GSIS في الخلايا البائية (الخطوة 4).
يوضح الجزء السفلي من الرسم البياني التغيير الذي يصيب الخلايا المناعية في الأنسجة الدهنية في حالة السمنة، ما يؤدي إلى الالتهاب الأيضي. ويؤثر الالتهاب الأيضي في العديد من الأنسجة / الأعضاء. مقتبس من «لي وآخرون، 2018 ».
يركّز بحثنا في معهد دسمان للسكري بشكل عام على جوانب مختلفة من العلم الأيضي المناعي الذي يؤدي إلى الالتهاب الأيضي. لدينا اهتمام طويل الأمد بالوظائف المناعية ومسارات الإشارات للخلايا المناعية وتفاعلها مع الخلايا المرتبطة بمرض السكري تحت تأثير الإفراط في التغذية. ونعتقد أن فهم هذه المسارات وطرق الاتصال بين الجهاز المناعي والخلايا المرتبطة بالسكري مهم للدراسات الانتقالية. كما أن إعادة برمجة الاستجابات المناعية من خلال التغييرات الأيضية تبدو واعدة في مجال علاج الأمراض الأيضية.
تركّز أحد مشاريعنا الجارية بقيادة الدكتور رشيد أحمد على تحديد شبكات الإشارات الأيضية المناعية المعقدة والأحداث اللاجينية التي تحدث في بيئات التغذية المفرطة / السمنة. في حالة التغذية المفرطة / السمنة، يؤدي توسع الأنسجة الدهنية إلى إطلاق وسطاء التهاب يسمون الأديبوكينات والأحماض الدهنية الحرة، ما يؤدي إلى التهاب مزمن منخفض الدرجة ومقاومة الأنسولين. يؤدي التعبير المشترك لمستويات مرتفعة من الأحماض الدهنية الحرة ووسطاء مسببات الالتهابات مثل TNFα و IL-6 و IL-1β و IL-8 وMCP-1 إلى تفاقم الاستجابات الالتهابية، عن طريق التسبب في تعزيز تسلل الخلايا المناعية إلى الأنسجة الأيضية المحيطية، مثل الدهون والكبد والعضلات. ومع ذلك، يبقى أن نرى كيف أن التفاعل بين أنواع مختلفة من الأحماض الدهنية الحرة (الأحماض الدهنية المشبعة / الأحماض الدهنية المشبعة مقابل الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة / الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة) والسيتوكينات أو الكيموكينات المسببة للالتهابات يؤدي إلى التهاب أيضي ويعززه ويضمن استدامته. قدمت الأدلة الناشئة عن علم التخلق رؤى جديدة حول مسببات السمنة / مرض السكري من النوع 2 والمضاعفات المرتبطة به. ونفترض أن التغيرات اللاجينية الناتجة عن الاختلالات في المغذيات الغذائية عالية الدهون ومستقلباتها، بالإضافة إلى تفاعلها مع المستويات العالية من الأديبوكينات في الدورة الدموية، قد تؤدي دورًا رئيسيًا في إحداث الالتهاب الأيضي أو إدامته أو تعزيزه. ونحن نستخدم كلّاً من نهج الاختبار في المختبر ونهج الاختبار في الجسم الحي لاختبار هذه الفرضية.
تظهر نتائجنا الأولية أن العناصر الغذائية المختلفة والسيتوكينات (TNF-α و IL-6 و IL-1β) تغير البرمجة اللاجينية وتزيد من وتبقي على الالتهاب، ما يؤدي إلى مقاومة الأنسولين.
الأهمية السريرية: تعتبر العوامل الغذائية ذات أهمية كبرى لتطوّر السمنة وتحفيز مقاومة الأنسولين أو تطوير مرض السكري من النوع ٢. الأنظمة الغذائية الغنية بالدهون هي عبارة عن مزيج من الدهون والجزيئات المختلفة، وقد يكون لكل منها مسارات مختلفة. فلدى الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة / السكري من النوع الثاني، تكون مستويات الأحماض الدهنية المشبعة (SFAs) عالية ومستويات الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFAs) منخفضة في الدورة الدموية، ما له تأثير مباشر على تطور المرض. ستنظر هذه الدراسة في العوامل الغذائية المرتبطة بالسمنة والتي يمكن أن تعدّل التعبير الجيني، من خلال التأثير في آليات الوراثة اللاجينية. وستساعد أيضًا في تحديد استراتيجيات علاجية جديدة تعتمد على عوامل غذائية أو دوائية يمكنها تعديل العوامل اللاجينية.
