ترصد تغيّرات الحمض النووي المُسبّبة لأمراض القلب والسكري

في إنجازٍ قد يُحدث نقلةً نوعيةً في طريقة اكتشاف الأطباء للأمراض المُعقّدة، وعلاجها، طوّر باحثون في جامعة كيس ويسترن ريزيرف في أوهايو بالولايات المتحدة أداةً وراثيةً جديدةً فعّالةً تُمكّن من تحديد الجينات، وتغيّرات الحمض النووي المُسبّبة لأمراضٍ مثل أمراض القلب والسكري بشكلٍ أفضل.

أداة جينية

• التعقيد الجيني لأمراض القلب الأيضية. وقد صُمّمت هذه الأداة المُسمّاة (TGVIS)، وهي اختصارٌ «لأزواج الجينات النسيجية والمتغيّرات السببية المباشرة ومُحدّد التأثيرات متناهية الصغر» – Tissue – Gene pairs، direct causal Variants، and Infinitesimal Effects Selector لمساعدة الباحثين على فهم التعقيد الجيني الكامن وراء ما يُسمّى بأمراض القلب الأيضية التي تشمل أمراض القلب، والسكري، والحالات الأيضية المُرتبطة بها.

كما تُمثّل الدراسة التي نُشرت أخيراً في مجلة «Nature Communications» في 3 يوليو (تموز) 2025 خطوةً كبيرةً إلى الأمام في استخدام علم الوراثة الحاسوبي لفهم مخاطر الأمراض بشكلٍ أفضل، وتوجيه علاجاتٍ أكثر تخصيصاً.

وقال الباحث الرئيس الدكتور شياوفنغ تشو، الأستاذ في قسم العلوم السكانية والكمية للصحة في كلية الطب بجامعة كيس ويسترن ريزيرف أوهايو بالولايات المتحدة، إنهم تمكّنوا من تحديد جيناتٍ جديدةٍ كانت تُغفل سابقاً، وهو ما يُوسّع نطاق معرفتهم بالأساس الجيني للأمراض، ويفتح الباب أمام الكشف المُبكّر، والعلاجات الأكثر استهدافاً.

• لماذا يُعد رسم الخرائط الجينية بهذه الصعوبة؟ وقد استخدم العلماء دراسات الارتباط على نطاق الجينوم genome – wide association studies (GWAS) لسنوات عديدة للبحث عن مناطق الجينوم المرتبطة بالأمراض، حيث تُقارن هذه الدراسات الحمض النووي دي إن إيه للأشخاص المصابين بأمراض معينة وغير المصابين بها، لتحديد الأنماط المرتبطة بصفات مثل مستويات الكولسترول، والالتهابات، أو سكر الدم، وهي مؤشرات رئيسة لصحة القلب والأوعية الدموية.

ومع ذلك فإن لدراسات الارتباط على نطاق الجينوم حدودها. فالجينوم البشري مُعقّد، والجينات لا تعمل بمعزل عن بعضها، إذ يُمكن لجين واحد أن يؤثر على صفات متعددة، وتعمل العديد من الجينات معاً عبر أنسجة مختلفة. ومما يزيد الأمور تعقيداً أن بعض التغيرات الجينية لا تُغيّر الجين بشكل مباشر، بل قد تُغيّر كيفية تفعيله، أو إيقافه، أو تؤثر على سلوك الجينات البعيدة.

ونتيجةً لذلك غالباً ما يكون من الصعب تحديد أي جين أو تغيير في الحمض النووي دي إن إيه DNA يُسبب المرض بالفعل.

طريقة أذكى لرصد جينات الخطر

• تحديد سمات الجينات ومخاطرها. وهنا يأتي دور أداة أو تقنية «أزواج الجينات النسيجية، والمتغيّرات السببية المباشرة، ومُحدّد التأثيرات متناهية الصغر» إذ اعتمد فريق البحث على أساليب دراسات ارتباط الجينوم الشاملة الحالية من خلال إضافة معلومات بيولوجية إضافية، مثل كيفية التعبير عن الحمض النووي دي إن إيه DNA في أنسجة الجسم المختلفة، وكيف تؤثر هذه التعبيرات على وظائف الجسم.

وباستخدام خوارزميات حاسوبية متقدمة ونمذجة إحصائية، تقوم هذه التقنية بتحليل أنواع متعددة من البيانات في آنٍ واحد، ما يُساعد الباحثين على التركيز على الجينات، والمتغيرات الأكثر احتمالاً المسببة للأمراض حتى في أكثر مناطق الجينوم تعقيداً.

وأوضح الدكتور تشو أنهم استخدموا تلك التقنية لدراسة 45 سمة مرتبطة بالقلب والتمثيل الغذائي بالاعتماد على بيانات جينومية من 31 نسيجاً مختلفاً من أنسجة الجسم. وهو ما سمح لهم بتحديد الجينات بدقة أكبر، بل واكتشاف جينات جديدة أغفلتها الدراسات السابقة.

• فوائد عملية للمرضى والأطباء. ومن خلال منح العلماء فهماً أوضح للعوامل الوراثية المسببة للأمراض يمكن أن تسهم هذه الأداة أو التقنية الجديدة في تسريع تطوير علاجات واختبارات تشخيصية، واستراتيجيات وقائية جديدة.

وعلى سبيل المثال إذا كشفت البيانات الوراثية لشخص ما عن تغيرات في جين مرتبط حديثاً بخطر الإصابة بأمراض القلب، يمكن للأطباء مراقبة هذا المريض عن كثب، والتوصية بتغييرات في نمط الحياة في وقت مبكر، أو النظر في خيارات دوائية مُخصصة.

وعلاوة على ذلك يمكن تكييف الأداة مع حالات أخرى تتجاوز أمراض القلب الأيضية. حيث يعمل فريق الدكتور تشو بالفعل على تطبيق التقنية على أمراض مُعقدة، مثل سرطان الثدي، ومرض ألزهايمر، واضطرابات المناعة الذاتية.

ويضيف تشو أن بإمكانهم الآن تحديد أولويات الجينات التي يجب دراستها بشكل أعمق. وهو ما يجعل البحث أكثر تركيزاً وفعالية، مما يوفر الوقت والمال، وربما يُحسّن رعاية المرضى.

ومع جمع العلماء المزيد من البيانات الجينية والبيولوجية من مجموعات سكانية متنوعة، ستزداد فعالية أدوات مثل تقنية «أزواج الجينات النسيجية والمتغيّرات السببية المباشرة ومُحدّد التأثيرات متناهية الصغر» من خلال دمج المعلومات الجينية مع البيانات السريرية، وبيانات نمط الحياة. ويأمل الباحثون في بناء ملفات تعريف مخاطر أكثر شمولاً للأفراد، مما يُمهد الطريق لمستقبل الطب الدقيق، حيث يُصمم العلاج بما يتناسب مع الخصائص البيولوجية الفريدة لكل شخص.

وفي الوقت الحالي تمثل التقنية الجديدة قفزة نوعية في القدرة على كشف الأسرار الجينية الكامنة وراء بعض أكثر الأمراض شيوعاً وفتكاً في العالم.