جين بشري فريد يعزز وظيفة المناعة لدى غالبية البشر

يمكّن الخلايا المناعية من اختراق الأنسجة المصابة بالعدوى بكفاءة أكبر

جين بشري فريد يعزز وظيفة المناعة لدى غالبية البشر
TT

جين بشري فريد يعزز وظيفة المناعة لدى غالبية البشر

جين بشري فريد يعزز وظيفة المناعة لدى غالبية البشر

اكتشف باحثون من جامعة بوفالو في الولايات المتحدة أن الشكل النشط لجين «CHRFAM7A» يعزز مجموعة واسعة من السمات الوقائية.

جين لدى ثلاثة أرباع البشر

تم العثور على هذا الجين لدى 75 في المائة من البشر. وهو جين بشري فريد نشأ بعد انفصال الإنسان عن سلفه المشترك مع الشمبانزي منذ ملايين السنين.

وكانت دراسات سابقة للباحثين في الجامعة قد حددت كيفية قيام الجين بحماية الإنسان ضد اضطرابات الذاكرة، مثل مرض ألزهايمر، لكن دوره في وظيفة المناعة لم يكن مفهوماً جيداً، إلى أن اكتشف الباحثون في الدراسة الجديدة أن هذا الجين يعزز وظيفة المناعة أيضاً.

ونشرت نتائج الدراسة في مجلة «eBioMedicine» في 2 أبريل (نيسان) 2024، التي أجريت بقيادة كينغا سيجيتي المؤلفة الرئيسية، وأستاذ علم الأعصاب في كلية جاكوبس للطب والعلوم الطبية الحيوية، وزملائها في جامعة كاليفورنيا بالولايات المتحدة.

ميزة مناعية

بما أن الجينات البشرية الفريدة تمنح الناس سمات خاصة بالإنسان، فإن من الصعب إيجاد نماذج حيوانية تقليدية للأمراض المرتبطة بهذا الجين؛ لأنها تفتقر إليه. ولهذا لا يمكن لها أن تعكس بدقة كيفية عمل بعض الأدوية اللازمة في البشر.

وقد اعتقد الباحثون دائماً في حقيقة أن هذه الطفرة الوراثية تقتصر على البشر حصراً . ونظراً لأنها ساعدت الناس على البقاء أحياء لمدة طويلة، فقد أصبح المزيد والمزيد من الناس حاملين لها. وكانت نتائج دراسة سابقة بقيادة كينغا سيجيتي وزملائها والمنشورة في 28 يوليو (تموز) 2023 في مجلة «eBioMedicine» قد أشارت إلى أن جين «CHRFAM7A» يوفر ميزة مناعية فريدة من خلال تمكين الخلايا المناعية من اختراق الأنسجة المصابة بكفاءة أكبر.

وتعد هذه القدرة ضرورية للوصول إلى المناطق التي تكون فيها إمدادات الدم محدودة، أو تلك المعرضة للخطر بسبب المرض مما يسمح لجهاز المناعة بالسيطرة على العدوى بسرعة أكبر، بحيث لا يسمح للبكتيريا أو الفيروسات بالتكاثر السريع.

أهداف دوائية جديدة

يؤثر جين «CHRFAM7A» على إشارات الكالسيوم، وهي عملية أساسية لكثير من الوظائف البيولوجية ما يشير إلى أنه يمكن أن يؤثر على كثير من العمليات البيولوجية والمرضية الأخرى. وتسلط كينغا سيجيتي الضوء على أن الشكل النشط لجين «CHRFAM7A» يوفر الحماية ضد اضطرابات متعددة، مما يشير إلى أهداف دوائية جديدة محتملة.

وقد استخدم فريق البحث الخلايا الجذعية متعددة القدرات المهندسة وراثياً والمصممة للتعبير عن طفرة جين «CHRFAM7A» التي تم بعد ذلك تمييزها إلى الخلايا المستجيبة الأولى للجهاز المناعي المعروفة باسم الوحيدات أو الخلايا الوحيدة «monocytes» لاختبار فاعليتها في اختراق نماذج الأنسجة.

والخلايا الوحيدة هي أحد أنواع خلايا الدّم البيضاء التي تساعد على تنظيم الاستجابة المناعية في الجسم، خاصّة في حالات العدوى والالتهاب، وتمثل ما يقارب 5 في المائة من عدد خلايا الدم البيضاء في جسم الإنسان البالغ الطبيعي.

وتعمل هذه النتائج على توسيع فهم العلماء للسمات الوقائية للجين، وتفتح إمكانيات لأهداف دوائية جديدة تهدف إلى تعزيز وظيفة المناعة، وعلاج الاضطرابات المتعددة.

التهابات مناعية

وظهر أن جين «CHRFAM7A» مرتبط بحالات متعددة مختلفة من الأمراض الناجمة عن نشاط جهاز المناعة المتزايد، بما في ذلك الاستجابة الالتهابية الجهازية «systemic inflammatory response»، ومرض التهاب الأمعاء (IBD) «inflammatory bowel disease»، وعاصفة السيتوكينات المرتبطة بـ«كوفيد»، «COVID-associated cytokine storm»، والاضطرابات المعرفية العصبية المرتبطة بفيروس نقص المناعة البشرية «HIV-associated neurocognitive disorders»، والتهاب المفاصل العظمي «osteoarthritis»، كما يقوم الفريق بمزيد من التحقيق في دور الجين في الدماغ، ومرض التهاب الأمعاء، والانتشار السرطاني.


مقالات ذات صلة

في «اليوم العالمي للسرطان»: العلماء يستكشفون أسراره

علوم في «اليوم العالمي للسرطان»: العلماء يستكشفون أسراره

في «اليوم العالمي للسرطان»: العلماء يستكشفون أسراره

فرضيات تشير إلى أن خلايا الورم الميتة تخلق بيئة تسهل للخلايا السرطانية الحية الخروج والانتشار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم الذكاء الاصطناعي يحدد جينات محتملة مسؤولة عن خطر مرض باركنسون

الذكاء الاصطناعي يحدد جينات محتملة مسؤولة عن خطر مرض باركنسون

يكشف عن أنماط لا ترصدها طرق البحث التقليدية أحياناً

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
علوم الوزن والتمثيل الغذائي يتحددان بالجينات أكثر من النظام الغذائي

الوزن والتمثيل الغذائي يتحددان بالجينات أكثر من النظام الغذائي

دمج الاختبارات الجينية في تخطيط الأنظمة الغذائية لإنشاء استراتيجيات تغذية مخصصة

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
علوم عوامل جينية تساهم في هشاشة العظام

عوامل جينية تساهم في هشاشة العظام

تطوير أدوية للعلاج المبكر لحالاتها

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
صحتك وفقاً لمنظمة الصحة العالمية يعاني 3.8 % من سكان العالم من الاكتئاب ما يؤثر على نحو 280 مليون شخص (رويترز)

اكتشاف المئات من عوامل الخطر الوراثي المسببة للاكتئاب

حددت دراسة عالمية 300 عامل خطر جيني غير معروفة سابقاً للاكتئاب لأنها شملت عينة سكانية واسعة جداً، ما يوسّع فهم العلم لمسببات الاكتئاب.

«الشرق الأوسط» (لندن)

من الموسيقى إلى الرياضة... كيف يساعد «الروبوت» البشر على تجاوز «سقف الأداء»؟

الروبوت اليدوي يتحكم في حركة أصابع اليدين لتعزيز أداء عازفي البيانو (معهد أبحاث علوم الكمبيوتر في شركة سوني)
الروبوت اليدوي يتحكم في حركة أصابع اليدين لتعزيز أداء عازفي البيانو (معهد أبحاث علوم الكمبيوتر في شركة سوني)
TT

من الموسيقى إلى الرياضة... كيف يساعد «الروبوت» البشر على تجاوز «سقف الأداء»؟

الروبوت اليدوي يتحكم في حركة أصابع اليدين لتعزيز أداء عازفي البيانو (معهد أبحاث علوم الكمبيوتر في شركة سوني)
الروبوت اليدوي يتحكم في حركة أصابع اليدين لتعزيز أداء عازفي البيانو (معهد أبحاث علوم الكمبيوتر في شركة سوني)

مع تقدم التكنولوجيا، أصبحت الروبوتات أداة فعّالة لتعزيز الأداء البشري في الكثير من المجالات، بدءاً من الفنون مثل الموسيقى، مروراً بالطب، وصولًا إلى الرياضة. وفي حين كانت الروبوتات تُستخدم في البداية لأغراض صناعية أو مهنية، فإنها اليوم تُسهم بشكل متزايد في تطوير القدرات البدنية والعقلية والحركية للإنسان.

ويُعد إتقان المهارات الاستثنائية سمة مميزة للخبراء، ويتطلّب ذلك تدريباً مكثفاً ومستمراً. ومع ذلك، لا يضمن التدريب دائماً تحسين الأداء بشكل مستمر؛ إذ يواجه الأفراد تحديات عند بلوغهم ما يُعرف بـ«سقف الأداء»، وهو الحد الأقصى الذي يمكن الوصول إليه في تطوير مهارة معينة. ويشير هذا المفهوم إلى مرحلة الاستقرار التي يصبح فيها تحقيق تحسينات إضافية صعباً رغم بذل الجهد والتدريب.

المهارات الحركية

برزت الروبوتات بصفتها وسيلة مبتكرة لتعزيز المهارات الحركية؛ إذ تُقدّم حلولاً غير تقليدية للتغلب على القيود المرتبطة بالتدريب المكثف، وذلك من خلال تقنيات تعتمد على المحاكاة الحركية الدقيقة.

وحديثاً، كشف باحثون في اليابان عن تقنية مبتكرة تعتمد على روبوت يدويّ يتحكم في حركة أصابع اليدين لمساعدة الموسيقيين المحترفين، خصوصاً عازفي البيانو، على تخطي «سقف الأداء».

وأوضح الباحثون أن هذا الروبوت ساعد في تحسين السرعة والتنسيق في حركات الأصابع، مما يفتح آفاقاً جديدة لتطوير الأداء الموسيقي، ونُشرت النتائج في عدد 17 يناير (كانون الثاني) الماضي، من دورية «Science Robotics».

وأُجريت التجارب بمشاركة 118 عازف بيانو محترفاً، خضعوا لتدريب منزلي لمدة أسبوعين حتى وصلت مهاراتهم إلى مستوى ثابت. بعد ذلك، خضعوا لجلسات تدريبية قصيرة مدتها 30 دقيقة باستخدام الروبوت، الذي كان يحرّك أصابعهم دون تدخل مباشر منهم.

وأظهرت النتائج تحسّناً كبيراً في سرعة حركات العازفين وتنسيقها بعد إزالة الجهاز، بل إن أيديهم غير المدربة أظهرت أيضاً تحسينات ملحوظة.

ويقول الباحث الرئيسي للدراسة بمعهد أبحاث علوم الكمبيوتر في شركة «سوني» اليابانية، الدكتور شينيتشي فورويا، إن «تأثير السقف» يشير إلى النقطة التي يصعب فيها تحسين المهارات رغم التدريب المكثف، خصوصاً للموسيقيين الخبراء.

ويضيف لـ«الشرق الأوسط» أن ذلك يحدث بسبب القيود البدنية مثل تعب العضلات أو ضعف التنسيق الحركي؛ مما يمنع تحسين المهارات الحركية مثل السرعة والبراعة، ويعوق التقدم في الأداء.

وأوضح أنه بناء على بيانات «القشرة الحركية» للدماغ المشاركة في التخطيط والتحكم، وجدنا أن هناك تغييرات في أنماط الحركة للأصابع المدرّبة لدى المشاركين؛ مما يشير إلى أن التدريب يؤدي إلى تكيّف عصبي.

ومع أن الدراسة ركزت على الموسيقيين، أشار فورويا إلى أن هذه التقنية قد تحمل إمكانات مستقبلية لتحسين المهارات الحركية الدقيقة في مجالات أخرى، ما يُبرز إمكانات الروبوتات في تقديم تقنيات تدريبية مبتكرة تتيح تجاوز حدود الأداء التقليدية، وبذلك يمكن للأفراد تجاوز مرحلة الاستقرار وتحسين أدائهم حتى في المهام التي تتطلّب حركات دقيقة ومعقدة.

تخطي الحدود الطبيعية للأداء

في هذه الأثناء، يستعين الباحثون حالياً بالروبوتات لمساعدة البشر على تخطي الحدود الطبيعية لأدائهم. ففي مجال الطب، تُستخدم الروبوتات الجراحية، مثل «دافنشي»، للمساعدة في إجراء العمليات الجراحية الدقيقة، وتحسين قدرة الأطباء على إجراء العمليات المعقدة والحد من الأخطاء البشرية.

كما يتم استخدام الروبوتات في مجال إعادة التأهيل الجسدي لمساعدة المرضى الذين يعانون من إصابات العمود الفقري، والكسور، والتشوهات الجسدية في استعادة حركتهم بعد الإصابات؛ إذ توفّر الروبوتات تدريبات متخصصة لتحسين التنسيق العضلي وزيادة القوة والمرونة. وتُستخدم الروبوتات أيضاً في تحسين الأداء البدني من خلال تدريب الرياضيين على حركات سريعة ودقيقة تتجاوز قدراتهم البدنية؛ مما يساعد في تحسين تنسيق الحركات، والسرعة، والقوة.

كما تُستخدم في بعض المجالات لتحفيز العقل وتحسين المهارات الذهنية، ففي ألعاب الذكاء مثل الشطرنج، تتحدى الروبوتات اللاعبين لتحفيزهم على تطوير استراتيجيات جديدة وتحسين مهاراتهم.

ويشير فورويا إلى أن الروبوتات توفّر للأشخاص تعرضاً حسّياً لحركات قد تكون صعبة عليهم تنفيذها طوعاً؛ مما يحفّز تغييرات في الدماغ ويحسّن القدرات الحركية. ويمكن تطبيق هذه التقنية في مجالات متعددة، مثل الرياضة، وإعادة التأهيل، والمهن التي تتطلّب مهارات متقدمة، حيث يواجه الأفراد صعوبة في تطوير مهاراتهم بعد فترة طويلة من التدريب المكثف.

وأضاف أن الروبوتات يمكن أن تكون مفيدة في التعليم والمهن التي تتطلب دقة وإتقاناً للمهارات، مثل الجراحة أو التصنيع. وفي هذه المجالات، تساعد الروبوتات الممارسين على تحسين التنسيق بين اليد والعين ببراعة. كما تتيح للعمال التدريب على الحركات الدقيقة في مهام مثل التجميع أو مراقبة الجودة، وهذا النهج يعزّز الفاعلية والكفاءة في التدريب على المهارات الحركية.