قد تساعد الأبحاث الجديدة في تفسير لماذا لا تعمل أنظمة المناعة لدى كبار السن في كثير من الأحيان بشكل جيد، ولماذا تختلف أعمار أجهزة المناعة لدى الناس بمعدلات مختلفة، ولماذا تعد البيئة هي السبب أكثر من الوراثة في توليد هذه الاختلافات المرتبطة بالعمر .
اختلاف الأنظمة المناعية بين الشباب وكبار السن
قد تساعد الاكتشافات التي أجراها الباحثون في كلية الطب بجامعة ستانفورد على تفسير لماذا لا تعمل أنظمة المناعة لدى كبار السن في كثير من الأحيان بشكل جيد، ولماذا تختلف أعمار أجهزة المناعة لدى الناس بمعدلات مختلفة، هذه النتائج التي يمكن أن تؤدي إلى طرق جديدة لوضع المكابح على الشيخوخة والمرض، تم تمكينها من خلال الابتكار التكنولوجي : طريقة سريعة ودقيقة لمعرفة ما هي البروتينات التي يتم توجيه الخلايا الفردية لإنتاجها، ودرجة تحديد خلايا منفصلة نفس النوع قد تلقى إصدارات مختلفة من تلك التعليمات، وباستخدام هذه الطريقة الجديدة لتحليل مئات الملايين من الخلايا المناعية واحدا تلو الآخر، وجد الباحثون أن الخلايا المناعية لدى كبار السن تحصل على مجموعة زائفة من أوامر السير أكثر من تلك التي يستخدمها الشباب .
كيف استطاع العلماء اكتشاف ذلك
في دراسة نشرت في السادس والعشرين من أبريل في مجلة cell، ركز العلماء على علامات كيميائية مثبتة على بروتينات تسمى هيستونس، والتي ترتبط ارتباطا وثيقا بالحمض النووي في نواة الخلية لجميع الكائنات الحية، التي ليست بكتيريا أو كائنات وحيدة الخلية ذات صلة وثيقة .
من المعروف أن هذه العلامات اللاجينية عبارة عن تعليمات تجعل امتدادات الحمض النووي – والجينات المقيمة في تلك الامتدادات – قابلة للوصول أو خارج نطاقها إلى الآلات الجزيئية المتنقلة الضخمة التي تقرأ جيناتنا، وفي النهاية فإنها تنسق إنتاج البروتينات التي تشفرها جيناتنا .
تأثير جيني
البروتينات هي العامل الذي ينفذ الجزء الأكبر من أنشطة الخلية، لذا ترتبط هوية الخلية وجدول أعمالها ارتباطا وثيقا بأنواع ومقدار البروتينات النشطة داخلها، وبينما تحتوي كل خلية في الجسم على نفس الحمض النووي، فإن خلايا الجلد والخلايا الدهنية والخلايا العصبية تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض في محتواها من البروتين، وبالتالي في وظيفتها، ومن خلال تحديد الجينات التي يجب أن تكون نشطة أو هادئة، فإن كوكبة العلامات اللاجينية على طول دنا الخلية تقوم بشكل كبير بتوجيه وتعريف السلوك الكلي للخلية .
هذه العلامات علاوة على ذلك، هي في حالة تغير مستمر، على عكس جيناتنا غير المتغيرة بشكل أو بآخر، حيث يمكن لصقها بسرعة أو شطبها من الهستونات عند تعرض الخلية لمسببات الأمراض، والمغذيات، وعوامل النمو أو الهرمونات، أو عند حدوث تغيرات في الحالة الداخلية للخلية، على سبيل المثال : عندما يحين الوقت للخلية أن تخضع للقسمة، أو إنتاج البروتين الخلية، وجدول أعمالها، وتغير في الاستجابة .
تصريحات العلماء والباحثون
يقول الباحثون في الدراسة : ” باستثناء التحور الغريب أو بعض التشوهات في أطراف الكروموسومات، يبقى الحمض النووي في الأساس بنفس الطريقة التي تتقدم بها في السن، ولكن في حين أن جيناتنا لا تتغير كثيرا مع تقدمنا في العمر، إلا أن مدى نشاط كل منها يمكن أن يتغير بشكل كبير في أي من الاتجاهين بمرور الوقت ” .
ويؤكد الباحثون : ” على وجه الخصوص تظهر أنواع عديدة من خلايا الدم البيضاء في جهاز المناعة لدينا، بها تغييرات ملحوظة في مستويات التنشيط الجيني مع تقدمنا في العمر، ونحن نعلم أيضا أنه مع تقدمنا في العمر، لا يعمل نظام المناعة لدينا بشكل جيد جدا، فالجهاز المناعي يلعب دورا بارزا في جميع أنواع الأمراض، ومن خلال التركيز بشكل كبير على علم الوراثة، فإننا نتجاهل تداعيات علم المناعة البشرية والتأثيرات البيئية التي تعمل على ذلك ” .
وقد افترض فريق ستانفورد أن التغيرات المرتبطة بالشيخوخة في جينات الخلايا المناعية قد تنشأ من التدفق في نمط العلامات اللاجينية على هيستون الخلايا، وقد شرعوا في تحديد ما إذا كانت هذه الأنماط، بالنسبة لأي نوع من الخلايا المناعية، تختلف بين مختلف الأشخاص أو بين خلايا فردية مختلفة من نفس النوع في دم أي شخص .
تحليل خلايا واحدة
ولجعل هذه التحديدات، قام العلماء بتعديل تقنية تسمى قياس كتلة الكتلة، تسمح هذه الطريقة بتمييز سمات متعددة لخلية واحدة في نفس الوقت الذي يتم فيه تمييز الرموز الشريطية الجزيئية المتخصصة التي تم توصيلها بكاشف، مما يكشف ليس فقط عن هوية الخلية ولكن أيضا حالتها – على سبيل المثال، غير ناضج في مقابل نضج، أو تنشيط مقابل هدوء، ويتم حرق الخلايا وبقاياها معلقة على جهاز كشف في تسلسل سريع لاطلاق النار، وبهذه الطريقة يمكن التحقق بسرعة من الهويات الفردية وحالات أعداد هائلة من الخلايا .
ووجد الباحثون أنه بالنسبة لكثير من أنواع الخلايا المناعية، فإن خلايا كبار السن تتحمل في المتوسط، علامات هيستون أكثر بكثير من تلك الموجودة في الأصغر سنا، وبالإضافة إلى ذلك، أظهر كبار السن تباينا أكبر في الخلايا إلى مدى تميز درجات الهستونات لديهم مقارنة بالأشخاص الأصغر سنا .
ما قام به الباحثون
بعد ذلك لتقييم التأثيرات البيئية مقابل التأثيرات الجينية على أنماط وسمات الهستون، حصل الباحثون على عينات دم من أزواج ثنائية متطابقة وأخرى أخوية، التوائم المتطابقة تشترك في نفس تسلسلات الدنا، كما أنهم يتشاركون في بيئة داخل الرحم مشتركة، وإذا ما نشأوا معا، بيئات طفولة متشابهة بشكل معقول، التوائم الأخوية، على الرغم من أن الحمض النووي الخاص بهم لا يتشابه أكثر من إخوانهم التقليديين، يتشاركون داخل الرحم .
البيئة هي التي تشكل تغييرات النظام المناعي
أشار تحليل البيانات إلى أن التباعد الملحوظ لعلامة هيستون بين كبار السن يأتي من عوامل غير مألوفة : الغذاء، والنوم، وممارسة الرياضة، والالتهابات، وما هي المدينة التي نعيش فيها، والوظيفة، وغيرها من مصادر الإجهاد الجسدي أو النفسي والإغاثة التي تؤثر علينا جميعا في حياتنا .
وتمت الموافقة على الأدوية التي تستهدف الإنزيمات التي تعلق بعض علامات هيستون لبعض مؤشرات السرطان، ويدرس الباحثون الآن أنماط تمييز الهستون للأمراض الأخرى لمعرفة ما إذا كانت أي منها تتميز بمستويات مرتفعة أو منخفضة من أنواع معينة من العلامات، وهم يتكهنون بأن تحليل علامة الهستون قد يؤدي إلى عقاقير يمكن أن تعالج الأمراض التي تميز هذه الانحرافات عن طريق عكس انحرافات علامة الهستون عن الحالة الصحية .
