غرائز القناة الهضمية لجيريمي نيكلسون: البحث عن البكتيريا المعوية
غرائز القناة الهضمية لجيريمي نيكلسون: البحث عن البكتيريا المعوية

فيديو: غرائز القناة الهضمية لجيريمي نيكلسون: البحث عن البكتيريا المعوية

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
فيديو: كيف نقلل البكتريا الضارة في الجهاز الهضمي ؟ 2023, كانون الثاني
Anonim

وجد جيريمي نيكولسون أن الجسم ونباتاته المعوية ينتجان مواد كيميائية تحتوي على معلومات صحية خفية. قد يعني علاج المرض يومًا ما معالجة تلك البكتيريا.

غرائز القناة الهضمية لجيريمي نيكلسون: البحث عن البكتيريا المعوية
غرائز القناة الهضمية لجيريمي نيكلسون: البحث عن البكتيريا المعوية

ملاحظة المحرر: الأسئلة والأجوبة الموسعة مع جيريمي نيكلسون المذكورة في مجلة يوليو يمكن العثور عليها هنا.

كان جيرمي نيكلسون يحاول فقط أن يكون دقيقًا. كان ذلك في عام 1981 ، وكان عالم الكيمياء الحيوية الشاب يستخدم تقنية تسمى التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي ، والتي يمكنها تحديد المواد الكيميائية بناءً على الخصائص المغناطيسية للنواة الذرية. أراد نيكولسون على وجه الخصوص دراسة كيفية امتصاص خلايا الدم الحمراء للكادميوم ، وهو معدن يسبب السرطان. أدرك أنه سيحقق أفضل النتائج إذا كان بإمكانه محاكاة البيئة الطبيعية للخلايا ، أضاف بضع قطرات من الدم إلى الخلايا وأجرى الاختبار.

يتذكر نيكولسون: "فجأة كان هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الإشارات التي لم نرها من قبل - ظهرت هذه المجموعات المذهلة من الأطياف". تحتوي عينة من الدم أو البول على آلاف المستقلبات - بصمات لجميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم في وقت معين. وقال إنه إذا استطاع إيجاد طريقة لتحديد تلك التوقيعات الكيميائية وأهميتها ، فسيكون قادرًا ليس فقط على فهم الأمراض المختلفة بشكل أفضل استنادًا إلى التفاعلات الكيميائية التي انحرفت ، ولكن أيضًا لتحديد علامات الإنذار المبكر والتدخلات المحتملة. قرر أن هذا النوع من العلم هو نوع علمه.

اليوم نيكولسون البالغ من العمر 51 عامًا هو واحد من أبرز الخبراء في العالم في ما يسمى بعملية التمثيل الغذائي ، وهي مجموعة المواد الكيميائية التي ينتجها التمثيل الغذائي البشري. في حين أن الجينوم يوفر معلومات مفصلة حول التركيب الجيني للشخص ، فإن المستقلب يقع على بعد خطوات قليلة من أسفل الخط - فهو يكشف عن كيفية تفاعل الجينات مع البيئة ، مما يوفر لقطة كاملة لصحة الشخص الجسدية. يوضح نيكولسون ، الذي يرأس الآن قسم الطب الجزيئي الحيوي في إمبريال كوليدج لندن: "إن الجينوم يشبه في الحقيقة دليل الهاتف دون ملء أي من الأسماء أو العناوين. على المستوى الأساسي للغاية ، يحتوي على الكثير من الأرقام". المستقلب "يساعد على إعطاء قيمة لمعلومات الجينوم ووضعها في نصابها".

لكن يجب فك شفرتها أولاً ، وهذه ليست مهمة سهلة. تتطلب الوظيفة تحليل الدم والبول والتنفس والبراز لدى أعداد كبيرة من السكان. على سبيل المثال ، للعثور على التوقيعات الكيميائية المحتملة ، أو المؤشرات الحيوية ، لارتفاع ضغط الدم ، حلل نيكولسون وزملاؤه بول 4630 فردًا من المملكة المتحدة والولايات المتحدة وآسيا وقارنوا مستقلبات البول ببيانات ضغط الدم لتحديد ما إذا كان هناك أي منها. توجد فروق أيضية ثابتة بين الأفراد المصابين بارتفاع ضغط الدم والذين لا يعانون منه.

إنه يشبه القيام بالعلم إلى الوراء: فبدلاً من وضع الفرضيات ثم ابتكار التجارب لاختبارها ، يقوم بإجراء التجارب أولاً ويحاول فك شفرة نتائجه لاحقًا. يجب عليه أن يفحص مجموعة المواد الكيميائية التي تنتجها الجينات التي يمتلكها الناس ، والطعام الذي يأكلونه ، والأدوية التي يتناولونها ، والأمراض التي يعانون منها والبكتيريا المعوية التي يأويونها.

أصبحت تلك البكتيريا على وجه الخصوص محور تركيز نيكلسون الأساسي. إنها تؤثر على كيفية تكسير أجسامنا للطعام والأدوية وقد تفسر سبب اختلاف تأثير الطعام على الناس. على سبيل المثال ، لا يستطيع بعض الأشخاص الاستفادة من أحد مكونات فول الصويا لأنهم يفتقرون إلى ميكروبات الأمعاء اللازمة لمعالجته. على الرغم من أن فك رموز المستقلبات التي تأتي مباشرة من ميكروبات الأمعاء لدينا قد يكون أمرًا صعبًا ، إلا أنه في بعض الحالات يكون ذلك سهلاً - فهي عبارة عن مواد كيميائية لا تنتجها الخلايا ولا يتم تناولها في الطعام.

يركز نيكولسون على هذه المواد الكيميائية بسبب قلة المعلومات عنها ولأنها تبدو وثيقة الصلة بالموضوع: تشير الأبحاث الحديثة إلى أن ميكروبات الأمعاء تلعب دورًا مهمًا في صحة الإنسان والمرض. تساعدنا على امتصاص العناصر الغذائية ومحاربة الفيروسات والبكتيريا "السيئة". غالبًا ما يؤدي اضطراب المستعمرات المعوية ، كما هو الحال مع دورة من المضادات الحيوية ، إلى مرض الجهاز الهضمي. في الواقع ، يقول نيكولسون ، "كل نوع من الأمراض تقريبًا له علاقة بق القناة الهضمية في مكان ما".

ربما تكون بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري هي أكثر الكائنات المسببة للأمراض المعروفة ، والتي يمكن أن تسبب القرحة الهضمية. في السنوات القليلة الماضية ، ربط العلماء بين السمنة والوفرة النسبية لشعبتين من البكتيريا المعوية السائدة ووجدوا أن البكتيريا المعوية المختلة مرتبطة بمرض الكبد الدهني غير الكحولي ومرض التهاب الأمعاء وبعض أنواع السرطان. حتى أن نيكلسون يتكهن بأن الكائنات الحية يمكن أن تلعب دورًا في الاضطرابات العصبية ، مثل اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط ومتلازمة توريت والتوحد. يلاحظ نيكولسون: "لدينا الآن بعض الأدلة التي تُظهر أنه إذا كنت تتلاعب بميكروبات الأمعاء ، فإنك تتلاعب بكيمياء الدماغ بطرق رئيسية". يتعاون حاليًا مع علماء الأحياء الدقيقة لمطابقة المستقلبات مع بكتيريا معينة - يُعتقد أن هناك 1000 نوع وأكثر من 10 تريليون خلية بكتيرية بداخلنا في أي وقت.

لم تصبح عملية تحديد الهوية هذه ممكنة إلا مؤخرًا. على الرغم من أن العلماء تمكنوا من استخراج بكتيريا الأمعاء من عينات البراز لسنوات عديدة ، فقد كان من المستحيل زراعة العينات بعد ذلك لأنها تعيش فقط في بيئات شديدة الحموضة وخالية من الأكسجين. بفضل تقنيات تسلسل الحمض النووي الجديدة ، يمكن للعلماء الآن التعرف على بكتيريا الأمعاء بسهولة إلى حد ما ، وهناك اهتمام متزايد بالقيام بذلك: أطلقت المعاهد الوطنية للصحة مشروع الميكروبيوم البشري في ديسمبر الماضي بهدف التوصيف الكامل لنباتات الأمعاء البشرية.

بمجرد أن يتمكن الباحثون من ربط المستقلبات بالصحة ، فقد يكون من الممكن يومًا ما ، كما يقول نيكولسون ، صنع عصي بول مماثلة لتلك المستخدمة في اختبارات الحمل للتحقق بانتظام من صحة بكتيريا الأمعاء. بدأت بعض الشركات بالفعل في بيع المنتجات الغذائية للمساعدة في الحفاظ على تماشي هؤلاء السكان مع البكتيريا الحية المفيدة (البروبيوتيك) أو المركبات التي تساعد هذه الأنواع على النمو (البريبايوتكس) ، أو مزيج من الاثنين (synbiotics). لسوء الحظ ، تندرج هذه الأدوية عادةً في فئة "الأطعمة الوظيفية" ، مما يعني أنه نادرًا ما يتم اختبارها في التجارب السريرية. استثناء واحد هو VSL # 3 ، وهو مزيج من ثمانية أنواع بكتيرية تباع في شكل عبوات من قبل شركة Gaithersburg، Md.-based VSL Pharmaceuticals. في التجارب مزدوجة التعمية التي تسيطر عليها الغفل ، عالجت المستعمرات بفعالية التهاب القولون التقرحي ومتلازمة القولون العصبي.

يؤكد نيكولسون أن هناك العديد من الاحتمالات للأدوية القائمة على الحشرات ، وهناك حاجة قوية لها. وفقًا لدراسة نشرها علماء في شركة الأدوية العملاقة Pfizer ، فإن الجينوم البشري يقدم فقط حوالي 3000 هدف محتمل للأدوية ، لأن مجموعة فرعية فقط من الجينات تنتج بروتينات يمكن ربطها وتعديلها بواسطة جزيئات شبيهة بالعقاقير. يقول نيكولسون ، الذي يعمل بانتظام مع شركات الأدوية لتوضيح كيفية استقلاب الأدوية بشكل أفضل: "يوجد عدد من الجينات في التجمع الميكروبي أكبر بمئة مرة". إنه "واحد من الأكاديميين القلائل الذين قابلتهم والذين يهتمون بصناعة الأدوية لمشاكلها وليس فقط من أجل نقودها ،" يعلق إيان ويلسون ، العالم الذي يعمل في إنجلترا لصالح شركة الأدوية AstraZeneca. يضيف ويلسون أن نيكولسون مليء دائمًا بالحلول المحتملة ، مشيرًا إليه على أنه "كتلة محتدمة من الأفكار".

نظرًا لأن الجينات لا توفر سوى معلومات محدودة عن خطر إصابة الشخص بالمرض ، يحلم نيكولسون بوقت يمكن فيه للأطباء توفير رعاية صحية مخصصة في المستقلبات. قد تكتشف اختبارات الدم أو البول البسيطة خطر الإصابة بالسرطان أو أمراض القلب في وقت مبكر بما يكفي لبدء العلاج الوقائي ؛ سيتم تصميم العقاقير وفقًا لملف التمثيل الغذائي لكل شخص - وفي كثير من الحالات ، لن تستهدف أعضائنا بل البكتيريا لدينا. يقول نيكولسون: "إنه يفتح رؤى لمستقبل لم نكن نتوقعه حتى قبل بضع سنوات". "قد يجادل العديد من علماء الأحياء الدقيقة بأن هذا أمر خيالي ، لكنك لا تحرز تقدمًا هائلاً في العلم إلا من خلال التفكير في ما لا يمكن تصوره تقريبًا."

تمت طباعة هذه القصة في الأصل بعنوان "التعامل مع بكتيريا أمعائه".

شعبية حسب الموضوع