اكتشف الباحثون أنه في الفئران التي تفتقر إلى البروتين المسؤول عن تقلص العضلات، حدث اندماج بين فقرات العمود الفقري، مما قد يؤدي إلى الجنف وأمراض العظام الأخرى.
تعمل العضلات الهيكلية على تحريك الجسم، وتسمح له بالاستقرار، وحماية الهيكل العظمي والأعضاء الداخلية، وتساعد على امتصاص الصدمات الناتجة عن حركات الجسم. ويوجد بداخلها حاسة الإدراك المكاني (الحاسة السادسة/استقبال الحس العميق)، والتي تحتوي على مستشعرات أو مستقبلات تستشعر درجة انقباض العضلات وسرعتها وتتواصل مع العضلات الأخرى والدماغ. وهذا يخلق نشاطًا عصبيًا معقدًا ينتج عنه توازن دقيق ومسيطر عليه بين العديد من العضلات في الجسم؛ يتلقى الدماغ معلومات من جميع هذه المستشعرات بانتظام، وبالتالي يحسب مستوى توتر العضلات، ويعرف مكان كل جزء من أجزاء الجسم، ويساعد في الحفاظ على التوازن في أي لحظة.
ما هو السؤال؟ كيف يمكن لخلل في بروتين العضلات أن يدمر بنية العظام؟
"إن حاسة الإدراك المكاني أقل شهرة من الحواس الأخرى وفي السنوات الأخيرة تتراكم المعلومات عنها. "اليوم نعلم أنه هو الذي يسمح لنا بالتحرك بتنسيق كامل بين جميع مجموعات العضلات ومعرفة مكان وجود الجسم في الفضاء"، يوضح الدكتور رونان بيلشر، خبير جراحة العظام، جراح العمود الفقري في مستشفى أسوتا أشدود. وباحث في الجهاز العضلي الهيكلي وأمراض العمود الفقري (خاصة الجنف) في معهد وايزمان للعلوم. كجزء من رسالة الدكتوراه في معهد وايزمان، قام الدكتور بيلشر بفحص الفئران التي تضررت حاسة الإدراك المكاني فيها واكتشف أنها مصابة بالجنف المشابه للجنف البشري. بمعنى آخر، اكتشف أن الجهاز العضلي هو المسؤول الأول عن تطور الجنف - وهو المرض الذي تنحرف فيه الفقرات إلى الجانب من خط الوسط ويحدث تشوهًا في بنية العمود الفقري مما يؤدي إلى ميله.
واليوم، وفي إطار نشاطه في مختبر البروفيسور إيلي سيلتزر في قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان، يواصل الدكتور بيلشر البحث في كيفية ظهور أمراض العضلات والعظام، وأهمها الجنف. وفي واحدة من أحدث دراساتهم، والتي حصلت على منحة من مؤسسة العلوم الوطنية، قام الدكتور بيلشر وفريقه بترتيب أجهزة استشعار الحس المكاني لفهم كيفية عملها. وهكذا اكتشفوا عدة عوامل تنتقد نشاطهم، بما في ذلك 1 TNNT - وهو أحد البروتينات العضلية المسؤولة عن انقباضها، والذي يُعرف بتورطه في أمراض العضلات والعظام، بما في ذلك الجنف. "يبدو أن هذا البروتين يلعب دورًا في التحكم في أجهزة الاستشعار، وعندما ألحقنا الضرر به في الفئران، أصيبت بأمراض العظام مثل الجنف"، يوضح الدكتور بيلشر.
وكان الهدف من الدراسة الأخيرة للباحثين هو التحقق من مدى تأثير نقص البروتين على الجهاز الهيكلي وتطور أمراض العظام مثل الجنف، وبأي آلية. ووفقا للدكتور بيلشر، "أردنا التحقق من كيفية تأثير الخلل في هذا البروتين العضلي على بنية العظام. هيكل عظمي يلتوي بسبب اضطراب عضلي، هذا هو الابتكار".
ولتحقيق هذه الغاية، قام الباحثون بفحص فئران بالغة (عمرها ثلاثة أشهر) تمت إزالة بروتين TNNT 1 فيها من خلال الهندسة الوراثية، ووجدوا أن فقراتها الشوكية انضمت بدلاً من أن تنفصل عن طريق القرص (النسيج الغضروفي الذي يقع بين كل فقرتين). الفقرات). "لقد قمنا بفحص العمود الفقري للفئران باستخدام الأشعة المقطعية وكانت النتيجة الرئيسية هي الاندماج بين الفقرات. بالإضافة إلى ذلك كان لديهم جنف خفيف. ولذلك أردنا أن نعرف متى يظهر الاندماج، وفي أي عمر، هل هو عيب نمائي مبكر أم متأخر، وما هي الفقرات التي يشملها، وما هي الآلية الجزيئية الكامنة وراءه؟ يعد هذا تغييرًا هيكليًا كبيرًا يمكن أن يؤدي إلى الجنف وأمراض العظام الأخرى التي لا يُعرف مصدرها بالكامل، مثل التهاب الفقار المقسط. "هذه أمراض شائعة تسبب أمراضًا كبيرة بين السكان - مثل تشوه العمود الفقري والألم وتقييد الحركة"، يوضح الدكتور بيلشر.
أجرى الباحثون بعد ذلك فحصًا مقطعيًا على فئران إضافية تفتقر إلى البروتين - منذ الولادة وحتى عمر ثلاثة أشهر - وتم تقطيع الأنسجة التي ظهر فيها الاندماج إلى شرائح وصبغها للسماح برؤيتها تحت المجهر الضوئي (أقسام نسيجية). وذلك لفهم تسلسل الأحداث التي تؤدي إلى الاندماج واكتشاف المتغيرات التشريحية (مثل الأقراص والفقرات) التي تشارك فيه.
وتبين أن الاندماج في العمود الفقري يظهر في سن مبكرة وما بعدها، أي أنه ليس خلقيا بل مكتسبا. وبعبارة أخرى، لكي يتطور العمود الفقري بشكل صحيح في الحياة المبكرة والبالغة، يلزم وجود نظام عضلي فعال. يعتمد هيكل العمود الفقري على وظيفة العضلات المحيطة به وأجهزة الاستشعار الخاصة بها.
وقد اكتشف الباحثون حتى الآن أن الاندماج يظهر في سن مبكرة وما بعدها، أي أنه لا يولد بل يكتسب. "لقد اكتشفنا أنه لكي يتطور العمود الفقري بشكل صحيح في الحياة المبكرة والبالغة، يلزم وجود نظام عضلي فعال. يعتمد هيكل العمود الفقري على وظيفة العضلات المحيطة به وأجهزة الاستشعار الخاصة بها. بمعنى آخر، بدأنا نفهم أنه من الممكن أن يكون أصل الاندماج فعليًا في الجهاز العضلي وليس في الفقرات، أن يؤثر خلل العضلات على شكل الهيكل العظمي، وفي هذه الحالة العمود الفقري. ما هو مؤكد هو أن هناك علاقة بين النظامين، العضلات والهيكل العظمي،" يوضح الدكتور بيلشر.
واليوم، يواصل الباحثون إجراء فحوصات مقطعية للعمود الفقري على الفئران كل 48-24 ساعة وسيبدأون قريبًا في التحقق من النافذة الزمنية الدقيقة التي يظهر فيها الاندماج وما هي الآلية الجزيئية التي تؤدي إليه. وبحسب الدكتور بلشر: "إذا علمنا أن غياب TNNT 1 يؤدي إلى الاندماج في يوم معين، فسوف نقوم في ذلك اليوم بإجراء تحليل نسيجي للعينات. هذه هي الطريقة التي نأمل أن نعرف بها ما هي الآلية الجزيئية التي من خلالها يكون للجهاز العضلي مثل هذا التأثير الكبير على الجهاز الهيكلي. وهذا أمر مثير للاهتمام من وجهة نظر علمية وسريرية: بمجرد أن نحدد العلاقة بين غياب بروتين العضلات وظهور الاندماج بين الفقرات - يمكننا اختبارها على المرضى؛ كما ذكرنا، يعد الانصهار اضطرابًا عظاميًا شائعًا، ومحاولة فهم كيفية تشكله بسبب مشكلة بروتينية، والآلية الجزيئية الكامنة وراءه، يمكن أن تساعد في علاجه وحتى التشخيص المبكر والوقاية (على سبيل المثال، لدى أولئك الذين يعانون من خلفية عائلية لنقص البروتين)، على غرار أمراض أخرى."
الحياة نفسها:
الدكتور رونان بلشر، متزوج + ثلاثة، يسكن في كفار أبيب. يحب في أوقات فراغه السباحة والاستماع إلى الموسيقى والسفر مع عائلته.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
