شاخص های جدیدی برای سلامتی، بیماری و پیری کشف شد

توالی ژنوم انسان نوید یک انقلاب در پزشکی را می داد، اما دانشمندان به زودی متوجه شدند که طرح ژنتیکی به تنهایی عملکرد بدن را مقابل بیماری ها و پیری نشان نمی دهد و ادامه این روند نیاز به درک پروتئوم دارد.

به گزارش تکناک، پروتئوم تمام پروتئین‌هایی است که توسط ژن‌های ما بیان می‌شوند و ماشین سلولی را تشکیل می‌دهند که بخش عمده‌ای از عملکردهای بدن را انجام می‌دهد. اکنون مجموعه دیگری از مولکول‌ها به نام لیپیدوم  (تمام لیپیدهای بدن ما)  جزئیات بیشتری از فیزیولوژی انسان را ارائه می‌کنند.

لیپیدها دسته وسیعی از مولکول های کوچک، چرب یا روغنی هستند که شامل تری گلیسیرید، کلسترول، هورمون ها و برخی ویتامین ها می شود. در بدن ما، آنها غشای سلولی را می سازند، به عنوان پیام رسان سلولی عمل می کنند و انرژی را ذخیره می کنند. آنها نقش کلیدی در پاسخ به عفونت و تنظیم متابولیسم ما دارند.

ژنوم ما اساساً پایدار است. پروتئوم ما، اگرچه تحت تأثیر سلامت و محیط زیست ما است، تا حد زیادی به آنچه توسط ژن های ما رمزگذاری شده است، وابسته است. در مقابل، لیپیدوم ما می تواند به طور مستقیم، تا حدی، توسط آنچه می خوریم و میکروب هایی که در داخل روده ما زندگی می کنند، تغییر کند، که آن را انعطاف پذیرتر می کند و شاید به مداخلات پاسخگوتر باشد. اما تعداد و تنوع مولکول های لیپید (حداقل هزاران مولکول وجود دارد) مطالعه آنها را سخت کرده است.

مایکل اسنایدر، متخصص ژنتیک از استفورد گفت: لیپیدها بسیار مورد مطالعه قرار نگرفته اند. آنها تقریباً در همه چیز دخیل هستند، اما از آنجایی که آنها بسیار ناهمگن هستند و تعداد زیادی از آنها وجود دارد، ما احتمالاً نمی دانیم که بیشتر لیپیدها واقعاً چه کاری انجام می دهند.

یک مطالعه جدید از آزمایشگاه اسنایدر که در 11 سپتامبر در Nature Metabolism منتشر شد، یکی از اولین مطالعاتی است که عمیقاً در لیپیدوم انسان بررسی می کند و چگونگی تغییر آن را در شرایط سالم و بیماری، به ویژه در ایجاد دیابت نوع 2، ردیابی می کند.

شاخص های سلامت

بیش از 100 شرکت‌کننده، از جمله بسیاری از افراد در معرض خطر ابتلا به دیابت، تا 9 سال پیگیری شدند و هر سه ماه یک‌بار در صورت سالم بودن و هر چند روز یک‌بار در طول بیماری، نمونه‌های خون ارائه کردند.

محققان با استفاده از تکنیک‌های طیف‌سنجی جرمی، که ترکیبات را بر اساس جرم مولکولی و بار الکتریکی آن‌ها جدا می‌کند، حدود 800 لیپید و ارتباط آن‌ها با مقاومت به انسولین، عفونت‌های ویروسی، پیری و موارد دیگر را فهرست‌بندی کردند.

محققان دریافتند که اگرچه لیپیدوم هر فرد دارای علامت مشخصی است که در طول زمان ثابت می ماند، انواع خاصی از لیپیدها به طور قابل پیش بینی با سلامت فرد تغییر می کنند.

به عنوان مثال، بیش از نیمی از لیپیدهای فهرست شده با مقاومت به انسولین زمانی که سلول های بدن نمی توانند از انسولین برای جذب گلوکز از خون استفاده کنند مرتبط بودند. این شرایط می تواند منجر به دیابت نوع 2 شود. اگرچه مقاومت به انسولین را می توان با اندازه گیری گلوکز خون تشخیص داد، اما درک تغییرات لیپیدوم به کشف فرآیندهای بیولوژیکی در کار کمک می کند.

دکتر دانیل هورنبورگ، محقق سابق فوق دکترا در آزمایشگاه اسنایدر و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: هر مولکولی که با یک بیماری مرتبط است این شانس را دارد که در مورد مکانیسم آن به ما بگوید و ممکن است به عنوان هدفی برای تأثیرگذاری بر پیشرفت بیماری باشد.

محققان همچنین بیش از 200 لیپید را شناسایی کردند که در طول یک عفونت ویروسی تنفسی در نوسان هستند. افزایش و کاهش سطح این لیپیدها با متابولیسم انرژی و التهاب بالاتر بدن در عفونت اولیه مطابقت دارد و ممکن است نشان دهنده مسیر بیماری (disease : abnormal condition negatively affecting organisms) باشد. افرادی که مقاومت به انسولین داشتند، برخی ناهنجاری‌ها را در پاسخ‌ به عفونت نشان دادند و همچنین پاسخ ضعیف‌تری به واکسیناسیون داشتند.

پیری سریع و آهسته

محدوده سنی گسترده شرکت کنندگان (20 تا 79) سال و طول مطالعه به محققان اجازه داد تا ببینند که لیپیدوم با افزایش سن چگونه تغییر می کند. آنها دریافتند که بیشتر لیپیدها مانند کلسترول با افزایش سن افزایش می یابند، اما تعداد کمی از آنها از جمله اسیدهای چرب امگا 3 که به دلیل فواید سلامتی شناخته شده اند، کاهش می یابد. علاوه بر این، این علائم پیری در لیپیدوم در همه افراد به یک اندازه رخ نمی دهد. برای مثال، به نظر می رسد مقاومت به انسولین آنها را تسریع می کند.

سی وو، یکی دیگر از نویسندگان ارشد این مطالعه و دانشجویان فوق دکتری سابق در آزمایشگاه اسنایدر این سوال جالب را مطرح می کند که آیا پروفایل لیپیدی می تواند پیش بینی کند که فرد از نظر بیولوژیکی سریعتر یا کندتر پیر می شود؟

به گفته وو، دیدگاه شگفت‌انگیز دیگر این بود که چگونه گروه‌های خاصی از لیپیدها، مانند فسفاتیدیل اتانول آمین‌های مرتبط با اتر، که تصور می‌شود آنتی‌اکسیدان هستند و در سیگنال‌دهی سلولی نقش دارند، با سلامتی بهتر مرتبط هستند. آنها ممکن است نامزد راه های جدیدی برای نظارت بر سلامت باشند یا حتی به عنوان مکمل های غذایی مصرف شوند.

در مرحله بعد، آزمایشگاه اسنایدر امیدوار است که از این نظرسنجی گسترده برای بررسی همبستگی بین لیپیدهای خاص و تغییرات سبک زندگی استفاده کند.