يمكن أن يغير التعديل الجيني دهون الجسم وقد يحارب مرض السكري

يمكن أن يغير التعديل الجيني دهون الجسم وقد يحارب مرض السكري. إن الكائنات الحية التي تتبع نظامًا غذائيًا دهنيًا عادة ما تكون أنحف وأكثر صحة.

مقدمة ( التعديل الجيني )

يعتبر الناس من بين الثدييات التي تحتوي على دهون “ضارة” ودهون “جيدة” الكثير من النوع الأبيض السيئ ، الذي يخزن الطاقة، يجعلنا نعاني من السمنة النوع البني يحرق الطاقة ، مما يساعدنا على البقاء نحيفين ابتكر العلماء الآن خلايا دهنية بنية بشرية في المختبر ونقلوها إلى الفئران اكتسبت هذه القوارض وزنا أقل من اتباع نظام غذائي دهني كما أنهم أصبحوا أكثر صحة.

من المعروف أن الرضع والحيوانات في فترة السبات لديهم دهون بنية. لدى الفئران ، على سبيل المثال ، مستودعات بين لوحي كتفها. يأتي لون هذه الدهون من تدفق الدم المرتفع والعديد من مصانع الطاقة الصغيرة ، المعروفة باسم الميتوكوندريا (My-toh-KON-dree-uh). (التعديل الجيني)

تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى تشغيل مصانع الطاقة هذه في الدهون البنية. تحول الميتوكوندريا إلى حرارة الطاقة الكيميائية في الطعام وتخزين الدهون البيضاء. هذا يساعد الرضع على البقاء دافئًا والثدييات الصغيرة تنجو من الشتاء البارد.

دهون بنية تستجيب لدرجات الحرارة الباردة

في عام 2009 ، أظهر الباحثون أن لدى البشر البالغين أيضًا دهون بنية تستجيب لدرجات الحرارة الباردة. لدى البالغين أيضًا دهون بيج مبعثرة داخل دهونهم البيضاء الدهون البيج ليست بيضاء أو بنية اللون تمامًا ولكنها في مكان ما بينهما عند الحاجة ، يصبح لونه بني لتحويل المزيد من السعرات الحرارية إلى دفء يصبح أبيض مرة أخرى عندما لم تعد هناك حاجة لذلك.

كمية الدهون التي تستضيفها البالغين ذات اللون البني والبيج غير معروفة ، لكنها أقل بكثير مما هي عليه في الفئران يعتمد الكم بشدة على تكوين جسم الشخص يميل الأشخاص النحيفون إلى امتلاك دهون بنية وبيج أكثر نشاطًا من الأشخاص البدناء.

(التعديل الجيني)

تساءل العلماء عما إذا كان بإمكانهم علاج السمنة عن طريق تحويل الدهون البيضاء إلى اللون البني ، كما يلاحظ يو-هوا تسينج. هي عالمة أحياء جزيئية في كلية الطب بجامعة هارفارد في بوسطن ، ماساتشوستس. فعل فريقها هذا الآن على الفئران  وصفت المجموعة كيف في 26 أغسطس في Science Translational Medicine. (التعديل الجيني)

ابتكار متواضع (لكنه قوي بشكل مدهش)

أخذ جراحو التجميل في فريق تسنغ الخلايا التي ستصبح دهنية من أعناق المرضى في المختبر ، ينمو هذا النسيج إلى دهون بيضاء وبنية لجعل الدهون البيضاء تتصرف مثل الدهون البنية ، استخدم الباحثون تقنية تُعرف باسم CRISPR-Cas9.

غالبًا ما تُستخدم تقنية كريسبر لمبادلة بعض اللبنات الجينية مع اللبنات الأخرى استخدم فريق Tseng بدلاً من ذلك التكنولوجيا لإدخال مفتاح جزيئي في الحمض النووي للخلايا الدهنية البيضاء أدى هذا المفتاح إلى تشغيل جين يسمى UCP1. في الدهون البنية ، يتسبب هذا الجين في إنتاج الميتوكوندريا للحرارة. (التعديل الجيني)

عزز المفتاح الذي تم إدخاله ما يقرب من 20 ضعفًا من كمية البروتين التي ينتجها جين UCP1 حوّل هذا البروتين الإضافي الخلايا الدهنية البيضاء إلى خلايا يسميها الباحثون HUMBLE. إنه اختصار لعبارة “الإنسان الشبيه بالبني” ثم قاموا بزرع خلايا متواضعة في الفئران. (أولاً ، قاموا بتعطيل جهاز المناعة وإلا ، فإن الخلايا المناعية للفأر كانت ستهاجم الخلايا البشرية الغريبة.)

(التعديل الجيني)

كان الفرق في وزن الجسم بين المجموعات الثلاث أصغر في الفئران البدينة

تناولت مجموعة واحدة من الفئران ذات الوزن الطبيعي طعامًا دهنيًا لمدة أسبوعين قبل الزرع ولمدة أربعة أسابيع بعد ذلك كانت المجموعة الثانية من الفئران بدينة بالفعل. (التعديل الجيني)

تضمنت كل مجموعة من الفئران ثلاث مجموعات تلقت مجموعة واحدة خلايا متواضعة المجموعة الثانية تلقت خلايا دهنية بيضاء والمجموعة الثالثة حصلت على خلايا دهنية بنية، كل تلك الخلايا جاءت من نفس المتبرع البشري.

في نهاية الدراسة ، قام الباحثون بوزن كل فأر الفئران البدينة التي أُعطيت خلايا بنية أو متواضعة تزن الآن 20 في المائة أكثر، كانت الحيوانات البدينة التي أعطيت خلايا دهنية بيضاء زائدة تزن 30 في المائة أكثر. (في الفئران العادية ، كان الفرق في وزن الجسم بين المجموعات الثلاث أصغر منه في الفئران البدينة).

الخلايا المتواضعة تتواصل مع الدهون البنية

قام الباحثون أيضًا بقياس كمية السكر في الدم ، أو الجلوكوز ، التي تمتصها الخلايا المختلفة. يقول Tseng: “لدهشتنا ، لم تكن الخلايا HUMBLE المزروعة هي التي تناولت معظم الجلوكوز”. “كانت الدهون البنية التي كانت تمتلكها الفئران بالفعل.”

شعر تسنغ بسعادة غامرة لرؤية هذا. هذا يعني أن الخلايا المتواضعة تتواصل مع الدهون البنية الموجودة، أطلقت الخلايا المزروعة إشارات كيميائية. والذين أخبروا أنسجة الفأر أن تمتص المزيد من السكر في الدم. جعلت هذه التغييرات الفئران أكثر صحة.

يقول فوتر فان ماركين ليشتنبيلت إن تكوين الخلايا التي ترسل إشارات كما هو الحال في البشر الحقيقيين – بينما في أنواع أخرى – “أمر مثير للإعجاب”. إنه عالم فيزيولوجي شارك في اكتشاف الدهون البنية البشرية للبالغين في عام 2009. يعمل في جامعة ماستريخت في هولندا.

(التعديل الجيني)

هل يمكن أن يحارب هذا المرض؟

يأمل Tseng أن هذا الاستخدام المبتكر لتقنية CRISPR سوف يعالج يومًا ما الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة مع مرض السكري. يمكنها تخيل الأطباء يزيلون الخلايا الدهنية للمريض ويعدلون الحمض النووي الخاص بهم. (التعديل الجيني)

يقوم الأطباء بعد ذلك بإعادة الخلايا إلى ذلك الشخص (دون إطلاق هجوم مناعي) وتقول إن الأمر سيكون “تقريبًا مثل إيقاظ الخلايا الدهنية لزيادة التمثيل الغذائي للجلوكوز.” من خلال استقلاب الجلوكوز ، تشير إلى امتصاص الجسم لسكر الدم واستخدامه، لم تعد هذه العملية تعمل بشكل طبيعي في مرض السكري. (التعديل الجيني)

في الوقت الحالي ، يحتاج الباحثون إلى البحث عن أي آثار جانبية. لا نعرف ما إذا كان من الآمن للبالغين الحصول على نفس القدر من الدهون البنية مثل الأطفال ، كما يشير فان ماركين ليشتنبيلت.

خاتمة

سيلفيا كورفيرا عالمة أحياء جزيئية في كلية الطب بجامعة ماساتشوستس في ووستر. في عام 2016 ، استخدمت مجموعتها طريقة كيميائية لتشغيل دهن البيج البشري كما أنه أدى إلى تحسين امتصاص الجلوكوز في الفئران.

ولكن قبل دراسة Tseng ، لم يكن واضحًا ما إذا كان النشاط الجيني المتزايد لـ UCP1 وحده هو الذي تسبب في هذه الفائدة يقول كورفيرا إن إظهار ذلك هنا يعد تقدمًا كبيرًا. (التعديل الجيني)

يقول كورفيرا: “الأدوية الحالية لا تتحكم في مرض السكري بشكل كافٍ لدى جميع المرضى”. “أعتقد أن هذا يمكن أن يصبح قريبًا علاجًا جديدًا استثنائيًا.”

المصدر: Gene editing can alter body fat and may fight diabetes

طالع أيضاً: التطور: عملية تتغير من خلالها مجموعات الكائنات الحية بمرور الوقت