تكشف الأبحاث من معهد وايزمان أن إسكات بروتين ميتش في الخلايا البشرية يزيد من معدل التنفس الخلوي، ويمنع تراكم الدهون، ويزيد من قدرة العضلات على التحمل.
لقد اجتاحت هذه الأدوية حياتنا في العقد الماضي، ووعدت بجعل العالم أكثر رشاقة وصحة، لكن أدوية إنقاص الوزن الجديدة لديها مشكلة - إنها تسبب فقدان العضلات. عن غير قصد، وجد البروفيسور إيتان جروس في عام 2016 الحل ممكن. وقد اكتشف في مختبره في معهد وايزمان للعلوم أنه إذا تم إسكات بروتين ميتش، أو باسمه الرسمي MTCH2، في العضلات، فإن الفئران تدخل في لياقة بدنية عالية وتصبح محصنة ضد السمنة بسبب زيادة التمثيل الغذائي في جميع أنحاء الجسم. في مقال جديد نشرت في المجلة العلمية مجلة EMBOوقد اتخذت مجموعة البروفيسور جروس خطوة أخرى نحو علاج جديد للسمنة: فقد أظهروا أن إسكات ميتش في الخلايا البشرية يزيد أيضًا من حرق الدهون والكربوهيدرات ويمنع تطور خلايا دهنية جديدة.
لقد تمتعت الفئران المشاركة في التجربة الأصلية التي أجراها البروفيسور جروس بتغيير إيجابي في تكوين أجسامها - بالإضافة إلى عدم اكتساب الوزن، فقد طورت أيضًا عددًا كبيرًا من ألياف العضلات التي تستهلك كميات كبيرة من الأكسجين وتزيد من القدرة على التحمل. وقد أدت هذه التطورات المرحب بها إلى تحسين النتائج في اختبارات الإجهاد لدى الفئران وتحسين وظائف القلب، ولكنها تركت الباحثين أمام لغز - كيف يتمكن إسكات بروتين واحد من "تحصين" الجسم ضد السمنة مع تحسين قدرة العضلات على التحمل في نفس الوقت؟ قاد هذا السؤال العلماء إلى "محطات الطاقة الخلوية"، وهي العضيات الصغيرة الموجودة في الميتوكوندريا والمسؤولة عن إنتاج الطاقة والتمثيل الغذائي في الخلية.
يمكن تعلم الكثير عن الميتوكوندريا بمجرد ملاحظة شكلها وترتيبها في الخلية: قدرتها على الاندماج وتكوين شبكة واسعة من محطات الطاقة التي تنتج الطاقة بكفاءة عالية أو الوجود كعضيات منفصلة تنتج الطاقة بكفاءة أقل. وللتغلب على انخفاض كفاءتها، تضطر العضيات في تكوينها المنفصل إلى استخدام مخازن الطاقة المتنوعة، مثل الدهون والكربوهيدرات والبروتينات، بمعدل أعلى. على مر السنين، اكتشفت مجموعة البروفيسور جروس في قسم المناعة والتجديد البيولوجي أن MICH هو أحد العوامل التي تتحكم في اندماج الميتوكوندريا، ومن هنا جاءت النتائج التي تم اكتشافها في الفئران. ولكن هل إسكات ميتش سيؤدي إلى نتائج مماثلة عند البشر؟
وفي الدراسة الجديدة، قام الباحثون، بقيادة طالبة الدكتوراه سابيتا تشورشيا، بفحص ما يحدث للخلايا البشرية عندما يتم حذف ميتش منها باستخدام أساليب الهندسة الوراثية. وعندما يحدث هذا، تنهار شبكة الميتوكوندريا، وتنفصل العضيات، وتنخفض كفاءة إنتاج الطاقة - وتدخل الخلية في حالة دائمة من نقص الطاقة. قد يبدو هذا وكأنه سيناريو مرعب، ولكن في بعض الأحيان قد يكون عدم الكفاءة في إنتاج الطاقة ونقصها أمرًا مرغوبًا فيه، على سبيل المثال في حالة الإفراط في تناول الطعام أو عندما تريد تشجيع استخدام مخازن الدهون في الجسم ومنع تراكمها. "لقد حذفنا ميتش وفحصنا كل بضع ساعات مدى تأثر أكثر من 100 مادة تشارك في عملية التمثيل الغذائي في الخلايا البشرية"، كما يصف كورسيا. لاحظنا زيادة في معدل التنفس الخلوي، وهي العملية التي تنتج بها الخلية الطاقة من المواد الغذائية، مثل الكربوهيدرات والدهون، بمساعدة الأكسجين. تُفسر هذه الزيادة زيادة قدرة التحمل العضلية التي لوحظت سابقًا لدى الفئران.
ولزيادة معدل التنفس الخلوي، تحتاج الخلايا إلى المزيد من الغذاء ليكون بمثابة "وقود" في عملية إنتاج الطاقة. توصل العلماء إلى أن الطلب المرتفع على الوقود يتسبب في قيام الخلايا البشرية التي تعاني من نقص ميتش "بحرق" المزيد من احتياطياتها، مثل الدهون والكربوهيدرات والأحماض الأمينية. وعلاوة على ذلك، في حين تعتمد الخلايا الطبيعية على استخدام الكربوهيدرات والبروتينات لإنتاج الطاقة وأقل على استخدام الدهون، فقد وجد أن نفس الخلايا التي تفتقر إلى ميتش تعتمد بشكل أكبر على استخدام الدهون لإنتاج الطاقة والنمو. "لقد لاحظنا أن حذف ميتش تسبب في انخفاض ملحوظ في كمية الدهون في الأغشية"، كما يوضح البروفيسور جروس. "في الوقت نفسه، لاحظنا زيادة في المواد الدهنية المستخدمة لإنتاج الطاقة وأدركنا أن الدهون تتحلل من الأغشية من أجل استخدامها كـ "وقود". وبعبارة أخرى، أظهرنا أن ميتش يتحكم في مصير الدهون في الخلايا البشرية".
وفي المرحلة التالية من الدراسة، اكتشف العلماء أن مشاركة ميتش في تراكم الدهون في الجسم تذهب إلى أبعد من ذلك. كان من المعروف أن النساء البدينات لديهن مستويات عالية من بروتين ميتش، واستنتج العلماء من هذا أن البروتين ضروري ليس فقط لاندماج الميتوكوندريا ولكن أيضًا لتمايز الخلايا الدهنية - وهي العملية التي تتراكم فيها الخلايا الجذعية الكثير من الدهون وتصبح خلايا دهنية ناضجة. "عندما قمنا بحذف ميتش من الخلايا الجذعية، رأينا أن بيئة تم إنشاؤها فيها لم تكن مناسبة لتخليق الدهون الجديدة"، كما يوضح البروفيسور جروس. إن انخفاض القدرة على تجميع الأغشية يمنع الخلايا من النمو والتطور والوصول إلى نقطة انطلاق تسمح بالتمايز. تتطلب عملية تجميع الدهون طاقة متوفرة، ولكن في الخلايا التي تفتقر إلى جين ميتش، تكون هذه الطاقة شحيحة. كما يحدث تثبيط للتعبير عن الجينات اللازمة لعملية التمايز، ونقص في المواد المهمة لهذه العملية. وكانت النتيجة تأخرًا في تمايز الخلايا الدهنية الجديدة وتأخرًا في تراكم مخزون الدهون.
وفي دراسة نشرت نتائجها في المجلة العلمية مجلة EMBO وشارك في الندوة أيضًا الدكتور كريستوفر بيتوتشي، وكلاريسا شوفلر، ودينا عباسيان من جامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا بالولايات المتحدة الأمريكية؛ هو وانج والأستاذ شيانلين هان من مركز العلوم الصحية بجامعة تكساس في سان أنطونيو؛ إيهود سيفان، د. ألكسندر برانديس، تابي ميلمان، د. سيرغي ميليتسكي، د. مكسيم إيتكين، د. أيلا شارب، د. رون روتكوبف، د. بركات داسا من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة؛ الدكتورة ليمور ريجيف والدكتورة يهوديت سالزمان من قسم المناعة والتجديد البيولوجي في المعهد.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 3
الكيتوجينيك يحل كل هذا.
تم اكتشاف كل شيء في السبعينيات.
الكيتونات تزيل الدهون.
ولكن كما فهموا حينها... فمن المستحيل أن يظل الإنسان في هذه الحالة مع مرور الوقت، لأن الجسم يحطم نفسه بشكل مفرط.
اكتشاف مذهل، مبروك على البحث! متى سيتم طرح هذا الدواء في الأسواق؟
ما مدى بطئك الذي يمكنك أن تكون عليه؟ لا عجب أنه لا يوجد أي تقدم تقريبًا في العلوم الطبية.
اكتشاف عام 2016 على الفئران،
2025 على الخلايا البشرية.
نراكم في عام 2034 عندما تفشل التجربة البشرية...