اكتشاف جديد يسلط الضوء على الأسباب الجينية للإفراط في تناول الطعام

باستخدام أداة تسمى Automated Meiotic Mapping (AMM) والتي تم تطويرها في المركز الطبي بجامعة تكساس الجنوبية الغربية، حدد فريق من الباحثين جينًا يبدو أنه مفتاح لتنظيم تناول الطعام.

وقد تؤدي النتائج، التي نشرت في مجلة ساينس، إلى استراتيجيات جديدة لمحاربة السمنة، وهي حالة تؤثر على حوالي 40% من البالغين في الولايات المتحدة وأكثر من مليار شخص في جميع أنحاء العالم.

قال الدكتور تشاو تشانج، قائد الدراسة: "يكشف هذا البحث عن مسار إشارات غير معروف سابقًا في هياكل صغيرة تشبه الهوائيات على الخلايا العصبية في الدماغ والتي تلعب دورًا حاسمًا في التحكم في الشهية، مما يفتح أبوابًا جديدة لعلاجات مكافحة السمنة".

أحدث انتشار أدوية إنقاص الوزن في السنوات الأخيرة ثورةً في قطاع الرعاية الصحية، ليس فقط من خلال تحقيق نتائج مستدامة، بل أيضًا من خلال توفير فوائد كبيرة لصحة القلب والأوعية الدموية، وإدارة سكر الدم، وتنظيم ضغط الدم والكوليسترول.

يفتح هذا البحث الأخير الباب أمام أهداف جديدة يمكن استخدامها بمفردها أو مع أدوية إنقاص الوزن الحالية للتحكم في الشهية.

يُعتقد أن وزن الجسم يتأثر بمجموعة من العوامل البيئية والجينية.

ومع ذلك، أوضح الدكتور تشانج أن اكتشاف المتغيرات الجينية التي تُسهم في زيادة الوزن لدى البشر يُمثل تحديًا نظرًا للاختلافات الكبيرة في الأنظمة الغذائية وأنماط الحياة، لذلك، لفهم جينات السمنة بشكل أفضل، لجأ هو وزملاؤه إلى علم الوراثة المتقدم، المُعزز بـ AMM.

تحفيز الطفرات الجينية

يتضمن نهج AMM - الذي طوره الحائز على جائزة نوبل في جامعة تكساس في ساوث ويست والمؤلف المشارك في الدراسة الدكتور بروس بويتلر، مدير مركز علم الوراثة للدفاع عن المضيف وأستاذ علم المناعة والطب الباطني - تحفيز الطفرات الجينية في الفئران، وفحص سمات معينة، ثم تحديد الطفرة المسببة في الوقت الحقيقي بناءً على التحليل الجيني والحوسبة عالية السرعة، والجمع بين التحليل الإحصائي والذكاء الاصطناعي.

وباستخدام هذه الاستراتيجية، تمكن فريق البحث من التركيز على طفرتين مختلفتين في جين يسمى Gpr45، وكلاهما أدى إلى إصابة الحيوانات المصابة بالسمنة على نظام غذائي قياسي.

أدى حذف جين Gpr45 في أجنة فئران سليمة باستخدام أداة تحرير الجينات CRISPR إلى نفس النتيجة، مؤكدًا أن هذا الجين يلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم وزن الجسم.

وأظهرت تجارب أخرى أن زيادة الوزن غير الصحية لدى القوارض، والتي بدأت في عمر ستة أسابيع، كانت ناجمة عن الإفراط الكبير في تناول الطعام مقارنةً بأقرانها من نفس المجموعة التي لم تحمل الطفرات.

وبما أن الأبحاث السابقة في جامعة تكساس في ساوث ويست وأماكن أخرى أظهرت أن سلوكيات التغذية يتم تنظيمها عادة بواسطة منطقة في الدماغ تُعرف باسم منطقة تحت المهاد، فقد بحث الدكتور تشانج وزملاؤه لمعرفة ما إذا كان GPR45، وهو المنتج البروتيني لجين Gpr45، يتم التعبير عنه هناك.

لم يقتصر الأمر على اكتشافهم أن هذا البروتين نشط في الخلايا العصبية تحت المهادية فحسب، بل حصروا أيضًا موقعه في امتدادات خلوية صغيرة تُسمى الأهداب الأولية. كما وُجدت البروتينات التي تنتجها جينات أخرى تتحكم في الشهية، مثل MC4R، في الأهداب الأولية.

رُبطت طفرات مستقبلات MC4R وعدد متزايد من الاضطرابات الوراثية النادرة المعروفة باسم اعتلالات الأهداب بسمنة الأطفال، إلا أن دور البروتينات المرتبطة بالسمنة في الأهداب الأولية لم يكن واضحًا.

اكتشف فريق الدكتور تشانج أن GPR45 يعمل بمثابة ناقل، حيث يحرك بروتينًا يُعرف باسم Gαs من داخل الخلية إلى الأهداب الأولية، حيث يقوم بتشغيل MC4R للتحكم في الشهية.

ويبدو أن الطفرات التي تم تحديدها من خلال علم الوراثة الأمامية تعوق هذه الهجرة؛ فبدون وجود GPR45 في الأهداب، يبقى MC4R خارج نطاقه، مما يدفع الحيوانات إلى الإفراط في تناول الطعام.

أوضح الدكتور تشانج أن هناك دواءين يستهدفان مستقبلات MC4R، لكنهما معتمدان من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية فقط لعلاج السمنة الناتجة عن طفرات جينية نادرة تؤثر على مسار مستقبلات MC4R.

ولأن هذا الجين نشط في أنسجة أخرى، ولأن الدواءين قد يُنشّطان مستقبلات مماثلة، فلا يمكن استخدامهما لعلاج السمنة الناتجة عن أسباب أخرى.

ويشير إلى أن تطوير عقاقير لزيادة نشاط GPR45 قد يوفر بديلاً جديدًا لمحاربة السمنة.