تعتبر الشيخوخة عملية طبيعية تؤثر على جميع الكائنات الحية، ولكن كيف تؤثر على خلايا الجسم؟ في هذا المقال، نستعرض دراسة جديدة تقدم رؤى عميقة حول تأثير الشيخوخة.
كيف يشيخ الجسم بالفعل: 7 ملايين خلية موزعة على 21 عضوًا
يؤدي التقدم في السن إلى زيادة خطر الإصابة بأمراض خطيرة مثل السرطان وأمراض القلب والخرف. لسنوات عديدة، تعامل الباحثون مع هذه الحالات بشكل فردي. الآن، يتراجع العديد من العلماء لطرح سؤال أوسع. فبدلاً من معالجة الأمراض واحداً تلو الآخر، هل يمكن لإبطاء عملية الشيخوخة أن يقلل من خطر الإصابة بعدة أمراض في وقت واحد؟ للإجابة على ذلك، عليهم أولاً أن يفهموا ما الذي يثير التغيرات البيولوجية التي تأتي مع التقدم في السن.
دراسة جديدة حول الشيخوخة
دراسة جديدة نشرت في علوم تقدم نظرة غير مسبوقة على تلك العملية. قام الباحثون في جامعة روكفلر ببناء الأطلس الأكثر تفصيلاً حتى الآن حول كيفية تأثير الشيخوخة على آلاف الأنواع الفرعية من الخلايا عبر 21 من أنسجة الثدييات. ومن خلال فحص ما يقرب من 7 ملايين خلية فردية من الفئران في ثلاثة أعمار مختلفة، حدد الفريق الخلايا الأكثر عرضة للخطر مع مرور الوقت وما هي العوامل التي قد تؤدي إلى انخفاضها.
يقول جونيو كاو، الذي يرأس مختبر جينوم الخلية الواحدة والديناميكيات السكانية: “كان هدفنا هو فهم ليس فقط ما الذي يتغير مع الشيخوخة، ولكن أيضًا سبب ذلك”. “من خلال رسم خرائط للتغيرات الخلوية والجزيئية، يمكننا تحديد الأسباب التي تدفع الشيخوخة. وهذا يفتح الباب أمام التدخلات التي تستهدف عملية الشيخوخة نفسها.”
إحصاء خلوي ضخم عبر 21 عضوًا
ولرسم خريطة للشيخوخة بهذا المقياس، قام فريق كاو، بقيادة طالب الدراسات العليا زيو لو، بتحسين طريقة تعرف باسم ATAC-seq للخلية الواحدة. يبحث هذا النهج في كيفية تعبئة الحمض النووي داخل كل خلية، مما يكشف عن مناطق الجينوم التي يمكن الوصول إليها ونشطة، وهو مؤشر رئيسي لحالة الخلية ووظيفتها.
طبق الباحثون هذه التقنية على ملايين الخلايا الفردية المأخوذة من 21 عضوًا في 32 فأرًا في ثلاثة أعمار: شهر واحد (شاب بالغ)، وخمسة أشهر (في منتصف العمر)، و21 شهرًا (كبار السن).
يقول كاو: “الأمر اللافت للنظر هو أن هذا الأطلس بأكمله تم إنشاؤه بواسطة طالب دراسات عليا واحد”. “معظم الأطالس الكبيرة مثل هذا تتطلب اتحادات كبيرة تضم عشرات المختبرات، لكن طريقتنا أكثر كفاءة بكثير من الطرق الأخرى.”
التحولات الخلوية المبكرة والمنسقة
لعقود من الزمن، اعتقد العلماء أن الشيخوخة تغير بشكل رئيسي كيفية عمل الخلايا، وليس عدد الخلايا الموجودة من كل نوع. وهذا التحليل الجديد يتحدى هذا الرأي. أظهر حوالي ربع جميع أنواع الخلايا تغيرات كبيرة في الوفرة مع مرور الوقت. انخفضت أعداد معينة من خلايا العضلات والكلى بشكل حاد، بينما توسعت الخلايا المناعية بشكل كبير.
يقول تساو: “إن النظام أكثر ديناميكية بكثير مما أدركنا”. “وبعض هذه التغييرات تبدأ في وقت مبكر بشكل مدهش. وبحلول خمسة أشهر من العمر، بدأت بعض الخلايا بالفعل في الانخفاض. وهذا يخبرنا أن الشيخوخة ليست مجرد شيء يحدث في وقت متأخر من الحياة، بل هي استمرار لعمليات النمو المستمرة.”
ومن المثير للدهشة بنفس القدر مدى تزامن هذه التغييرات. ارتفعت حالات خلوية مماثلة وسقطت معًا عبر أعضاء مختلفة. ويشير هذا النمط إلى أن الإشارات المشتركة، وربما العوامل المنتشرة في مجرى الدم، تساعد في تنسيق الشيخوخة في جميع أنحاء الجسم.
وكشفت الدراسة أيضًا عن اختلافات واضحة بين الذكور والإناث. ما يقرب من 40 في المئة من التغيرات المرتبطة بالشيخوخة تختلف بشكل كبير حسب الجنس. على سبيل المثال، أظهرت الإناث نشاطًا مناعيًا أوسع بكثير مع تقدمهن في السن.
اقرأ أيضًا...
ويتكهن تساو قائلاً: “من الممكن أن يفسر هذا ارتفاع معدل انتشار أمراض المناعة الذاتية لدى النساء”.
النقاط الساخنة الوراثية والعلاجات المستقبلية لمكافحة الشيخوخة
بالإضافة إلى حساب كيفية تحول مجموعات الخلايا، قام الباحثون بفحص كيفية تغير مناطق الحمض النووي التي يمكن الوصول إليها داخل تلك الخلايا مع مرور الوقت. من بين 1.3 مليون منطقة جينومية تم تحليلها، أظهرت حوالي 300000 منها تغيرات كبيرة مرتبطة بالشيخوخة. وظهر حوالي 1000 من هذه التغييرات في العديد من أنواع الخلايا المختلفة، مما يعزز فكرة أن البرامج البيولوجية الشائعة تدفع الشيخوخة في جميع أنحاء الجسم. تم ربط العديد من هذه المناطق المشتركة بوظيفة المناعة أو الالتهاب أو صيانة الخلايا الجذعية.
يقول تساو: “هذا يتحدى فكرة أن الشيخوخة هي مجرد انحلال جينومي عشوائي”. “بدلاً من ذلك، نرى نقاطًا تنظيمية ساخنة محددة معرضة للخطر بشكل خاص، وهذه هي على وجه التحديد المناطق التي يجب أن ندرسها إذا أردنا أن نفهم ما الذي يدفع عملية الشيخوخة”.
عندما قارن الفريق النتائج التي توصلوا إليها مع الأبحاث السابقة، اكتشفوا أن جزيئات الإشارات المناعية التي تسمى السيتوكينات يمكن أن تؤدي إلى العديد من نفس التغييرات الخلوية التي لوحظت أثناء الشيخوخة. ويشير تساو إلى أن الأدوية المصممة لضبط هذه السيتوكينات يمكن أن تبطئ عمليات الشيخوخة المنسقة عبر أعضاء متعددة.
يقول تساو: “هذه حقًا نقطة البداية”. “لقد حددنا أنواع الخلايا الضعيفة والنقاط الجزيئية الساخنة. والسؤال الآن هو ما إذا كان بإمكاننا تطوير تدخلات تستهدف عمليات الشيخوخة المحددة هذه. ويعمل مختبرنا بالفعل على هذه الخطوة التالية.”
أطلس الشيخوخة الكامل متاح للجمهور على epiage.net.
المصدر: Health & Medicine News — ScienceDaily
تقدم هذه الدراسة الجديدة فهمًا أعمق لعملية الشيخوخة، مما يفتح المجال أمام تطوير استراتيجيات جديدة لمكافحة الأمراض المرتبطة بالعمر.
