عالم رياضيات أميركي ينشط الخلايا الخاملة المفرزة للإنسولين

إنتاج بروتين يحد من السمنة ومرض السكري

الباحثان برترام وروبر مع جهاز السوائل الميكروية لتحفيز إفراز الإنسولين

في أحدث تطورين طبيين في مجال الوقاية من الإصابة بمرض السكري وعلاجه، أعلن علماء أميركيون عن نجاحهم في تحفيز خلايا البنكرياس الخاملة على إفراز الإنسولين مرة أخرى فيما نجح علماء أوروبيون في استخلاص بروتين وإنتاجه، وقالوا إنه ربما يمثل اختراقا علميا يساعد في المستقبل في منع الإصابة بمرض السكري.
وأعلن ريتشاررد برترام البروفسور في الرياضيات بجامعة فلوريدا للدولة، أن فريقه من المتخصصين الأبحاث البيولوجية - الرياضية حقق نجاحات في التوصل إلى علاج لمرض السكري من النوع الثاني، وذلك عند تمكنه من إعادة تنشيط الخلايا الخاملة المفرزة للإنسولين في داخل البنكرياس. ويعرف فريق برترام على نطاق كل الولايات المتحدة، بأعماله في هذا النوع من الأبحاث التي يجري فيها تطوير نماذج رياضية يتم تجسيدها على هيئة تصاميم هندسية دقيقة وصغيرة جدا تنفذ مهمتها البيولوجية.
وقال برترام إنه نجح في إعادة تنشيط الاهتزازات داخل خلايا «بيتا» المفرزة للإنسولين، وهي أهم خطوات إعادة إفراز تلك الخلايا لهذا الهرمون الذي يعاني من نقصانه أو انعدامه مرضى السكري، الأمر الذي يتسبب في ازدياد مستوى السكر في الدم. ويعاني نحو 30 مليون أميركي من مرض السكري، 95 في المائة منهم من النوع الثاني الذي يحدث نتيجة النقص في إفراز الإنسولين.
وتمثل نتائج الدراسة التي نشرت في مجلة «بلوس كومبيوتشينال بيولوجي» اختراقا علميا في السباق الجاري لإيجاد علاج شاف من مرض السكري من النوع الثاني. وقال برترام: «لا يوجد أي شخص آخر وظف هذه التوليفة من أدوات البحث.. ولذا فإننا سعداء لأننا نشرف على أبحاث علمية تنفذ إلى دواخل الأشياء بفضل توظيف الأدوات الصحيحة».
وتشمل تلك «الأدوات الصحيحة» النماذج الرياضية التي وضعها برترام مع تصاميم من «أجهزة السوائل الميكروية» التي طورها مايكل روبر الأستاذ المساعد في قسم الكيمياء البيولوجية في الجامعة، وهي تجسيد للتصاميم المستندة إلى النماذج الرياضية. وبينما وضع العالم الأول معادلات رياضية تحاكي الاستجابات البيولوجية المحتملة عند تدخل العلماء في الجسم الحي، اختبر العالم الثاني هذه التوقعات بواسطة أجهزة ميكروية صغيرة صنعت من الزجاج على حيوانات الاختبار.
ويبلغ حجم كل جهاز حجم بطاقة مصرفية، نحتت على سطحها قنوات تضخ مقادير مضبوطة من محلول لسكر الغلوكوز نحو مجموعات من الخلايا الخاملة في البنكرياس لدى الفئران. وقال روبر إن «جهاز السوائل الميكروية» يشابه الرقائق الإلكترونية ويسمح بدخول عدد من «جزر خلايا بيتا» إلى داخله لكي تضخ إليها مقادير مضبوطة من المحلول.
وتعرف الباحثون على وسائل إعادة تنشيط تلك الخلايا. وعندما ضخوا ميكرولترا واحدا (واحد من المليون من اللتر) من المحلول إلى الخلايا بطريقة إيقاعية نبضية بشكل يحاكي الحجم والذبذبة التي تحدث في الجسم الحي طبيعيا، نجحوا في إثارة الاهتزازات داخل الخلايا ومن ثم تحفيزها على إفراز الإنسولين.
على صعيد آخر قال الباحثان في الجامعة الكاثوليكية في لوفين في بلجيكا، باتريس كاني الباحثة في معهد أبحاث العقاقير بالجامعة، ووليم دي فوس البروفسور في جامعة واغننغن في هولندا، إنهما اكتشفا البروتين أثناء أبحاثهما المتواصلة على بكتريا «أكرمانسيا ميوسينيفيلا» Akkermansia muciniphila وهي بكتريا شائعة الانتشار، توجد بنسبة 1 إلى 5 في المائة داخل الجهاز الهضمي للأحياء. وأوضح الباحثان ولأول مرة أن هذه البكتريا يمكن أن تكون أداة حيوية مهمة لمكافحة السمنة والسكري من النوع الثاني، وكانا قد طرحا فرضية حول أهمية هذه البكتريا عام 2007 ثم أثبتوها عام 2013، حيث استخلصا البكتريا التي توجد في الأغشية المخاطية ووجدا أن كمياتها تكون أقل لدى الفئران السمينة. وقادت تجاربهما على ضخ البكتريا إلى أجسام الفئران، إلى زوال عدد من أمراض التمثيل الغذائي لديها. كما وجدوا أن «بسترة» البكتريا ضاعفت من قوة تأثيرها تحولت البكتريا المبسترة إلى قوة فاعلة في درء حدوث السمنة والسكري من النوع الثاني.