اختبارات الميكروبات البشرية... ادعاءات وحقائق

تركيبة الميكروبيوم تتشكل بفعل العوامل الجينية والبيئية والغذائية والسلوكية

اختبارات الميكروبات البشرية... ادعاءات وحقائق
TT

اختبارات الميكروبات البشرية... ادعاءات وحقائق

اختبارات الميكروبات البشرية... ادعاءات وحقائق

تتكاثر التساؤلات المطروحة حاليا مثل: كيف أعلم ما إذا كانت الميكروبات الموجودة في أمعائي سليمة؟ هل يوجد فحص يمكنني الخضوع له لمعرفة ذلك؟ ذلك، أن عدداً متزايدا من الشركات يقدم فحوصات تعطي لمحة عن حال الميكروبيوم microbiome المعوي (النبيت الجرثومي المعوي)، أي مجموع الميكروبات المعوية، وهي تريليونات الكائنات المجهرية التي تعيش في الجهاز الهضمي.

ادعاءات وحقائق
يدرك العلماء جيداً أن هذه الكائنات المجهرية الحية تلعب دوراً حيوياً في صحة الإنسان وتؤثر على كل شيء من الحالة الصحية مع التقدم في السن ومحاربة الأمراض، إلى مخاطر المعاناة من السمنة وأمراض القلب والسكري من النوع الثاني. وتتطلب «اختبارات الميكروبيوم» microbiome tests المباشرة التي تصل إلى المستخدم تعبئة نموذج استمارة إلكترونية ودفع رسوم وإرسال عينة من البراز. وبعد أسبوعين أو ثلاثة، يحصل صاحب الفحص على تقرير يزوده بلمحة عامة عن الكائنات المجهرية الموجودة في أمعائه، وما إذا كانت مرتبطة بأمراض أو اضطرابات.
ويصل الحد إلى ادعاء عدد أقل من الشركات أنها قادرة على تقديم قائمة بالأطعمة المناسبة للشخص الخاضع للفحص له بناءً على تركيبة الميكروبات وغيرها من المعلومات الشخصية. ولكن بعض الخبراء يعتبرون أنه رغم الوعود التي يحملها هذا الميدان من العلم، لا تزال الأدلة العلمية التي تدعمه غير ناضجة. وتعتقد آيمي لوهمان، الباحثة الرئيسية المسؤولة عن أبحاث الميكروبات البشرية في مختبر «فود أند مود» Food & Mood Centre التابع لجامعة ديكن Deakin University في أستراليا، أن «العلماء سيكونون قادرين خلال خمس إلى عشر سنوات على تقديم عروض موثوقة ومثبتة يستطيع الأطباء والعاملون في مجال العناية الصحية التوصية باستخدامها دون ارتياب. ولكننا لم نصل إلى هذه المرحلة بعد وأظن أن الوعود أكبر مما قد يحققه هذا الحلم على أرض الواقع».

نبيت جرثومي مفيد
لا شك في أن الميكروبات البشرية تلعب دوراً حيوياً في الصحة بشكل عام، كونها تحول الطعام الذي نتناوله إلى مجموعة من المركبات المفيدة لجسمنا. تنتج ميكروبات الأمعاء مجموعة متنوعة من الفيتامينات وتركب هورمونات مثل السيروتونين الذي يؤثر على الصحة الأيضية والمزاج، وتخمر الألياف التي نتناولها وتحولها إلى سلسلة قصيرة من الأحماض الدهنية التي تعمل على تخفيف الالتهابات.
وتتشكل تركيبة الميكروبات البشرية في الجسم بفعل العوامل الجينية والبيئة والغذاء والأدوية والمشروبات التي نستهلكها.
وقد أثبت العلماء أن ميكروبات الأمعاء مرتبطة بمقاومة الأنسولين والسمنة والأمراض الأيضية، ووجدوا أيضاً أن امتلاك عدد كبير من المجموعات المتنوعة من الفصائل البكتيرية أمر مفيد. إذ يواجه الأشخاص الذين يملكون تنوعاً بكتيرياً في أمعائهم خطراً أقل بالمعاناة من السمنة والاكتئاب والسكري، كما أنهم أقل عرضة للمعاناة من علامات الهشاشة مع التقدم في السن.
ولكن البكتيريا البشرية فريدة كبصمات الأصابع إلى درجة أنها تختلف حتى بين التوائم. وقد حال هذا التنوع الكبير بين الأفراد دون التوصل إلى إجماع على التركيبة الدقيقة للميكروبات «الصحيحة»، ومنع العلماء أيضاً من تأكيد ما إذا كانت سلالات محددة من هذه البكتيريا والمستويات المنخفضة من التنوع الميكروبي قد تسبب السمنة أو الأمراض الأيضية أو العكس. ولكن الظاهر حتى اليوم هو أن ميكروبات الأمعاء مفيدة لبعض الأشخاص ومدمرة لآخرين.
اعتبر جاستن سوننبرغ، أستاذ في علم الأحياء المجهري وعلم المناعة في جامعة ستانفورد الذي يتابع دراساته في مجال الميكروبات البشرية أن «هذا المجال تقدم كثيراً ونحن في طور تحديد الجيد والسيئ من هذه الميكروبات. ولكن البكتيريا هي عبارة عن كائنات حية معقدة وسريعة التطور، ما يصعب التأكيد على أنها مفيدة بالكامل أو مضرة بالكامل».

مجاهيل الأنواع الميكروبية
صحيح أن العلماء اكتشفوا الكثير في هذا المجال في السنوات الأخيرة، ولكن لا يزال هناك الكثير لمعرفته حول آلاف الأنواع الميكروبية التي تعيش في الأمعاء.
كتبت لوهمان وزملاء لها أخيراً في ورقة بحثية حديثة نشروها في دورية «ذا لانست غاسترو إنتيرولوجي أند هيباتولوجي» The Lancet Gastroenterology & Hepatology. أن «الأنواع المجهولة من الميكروبات البشرية المعلومة مذهلة، إذ أن ما يقارب 20 في المائة من سلاسل البكتيريا الجينية لم تعرف بعد، و40 في المائة من مجموع العشرة ملايين جين بكتيري المقدرة لا تزال غير معروفة».
أظهرت الدراسات في هذا المجال أنه لا يوجد نظام غذائي موحد يناسب الجميع بتأثيرات موحدة على عوامل كالصحة الأيضية أو خسارة الوزن، لأن الميكروبيوم البشري يلعب دوراً في هذا الأمر. لهذا السبب، تعمد بعض الشركات إلى دمج تحاليل الميكروبات البشرية مع بيانات أخرى لمنح الناس توصيات غذائية خاصة بهم. وتتابع دراسة عالمية مستمرة اسمها «بريدكت» Predict عن الغذاء الموجه لكل فرد personalized nutrition، ألفا ومائة شخص في الولايات المتحدة وبريطانيا ومن بينهم مئات من التوائم المتطابقة وغير المتطابقة. ووجدت هذه الدراسة أن الأشخاص قد يملكون استجابات أيضية مختلفة كلياً لنفس الأنواع الغذائية وأن عوامل فريدة كالجينات والنوم والتوتر ومستوى التمارين الرياضية، وتنوع الميكروبات في أمعائهم، توثر جميعها على شكل التمثيل الغذائي.

صدقية الاختبارات
شكل هذا البحث الأساس لشركة «زوي» Zoe التي تقدم توصيات غذائية مخصصة عبر تحليل ميكروبات زبائنها المعوية وجمع مجموعة كبيرة من البيانات الصحية منهم. تطلب «زوي» من زبائنها ارتداء أجهزة مراقبة للغلوكوز بشكل متواصل، وتسحب منهم عينات دم لرصد تأثيرات الوجبات المختلفة على مستويات الدهون والغلوكوز في دوراتهم الدموية. تبدأ أسعار البرامج التي تقدمها الشركة من 354 دولاراً مقسمة على ستة أشهر (القسط الواحد 59 دولاراً).
من جهة أخرى نشرت مجموعة من الباحثين من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل عام 2015 دراسةً شملت 800 مشارك أظهرت أيضاً أن الناس يملكون استجابات غلوكوز مختلفة (أحد المؤشرات المهمة على خطر الإصابة بالسكري) لنفس نوع الطعام. طور هؤلاء الباحثون خوارزمية باستخدام بيانات عن استجابات الغلوكوز لدى المشاركين، وميكروباتهم المعوية، وتاريخهم العائلي وأسلوب حياتهم، سمحت لهم بالتنبؤ بشكل استجابة الغلوكوز لمختلف أنواع الأطعمة. ساهم هذا البحث في بروز شركة تدعى «داي تو» DayTwo تقدم نصائح غذائية مخصصة لأشخاص مصابين بالسكري لمساعدتهم في السيطرة على حالتهم.
وتعلق لوهمان من جامعة ديكن بالقول إن دراسات الميكروبات البشرية التي كانت خلف نشأة شركات كـ«زوي» و«داي تو» مثيرة للاهتمام، ولكن يجب القيام بمزيد من البحوث. ولا تقف استنتاجات الباحثة عائقاً أمام الناس الذين يرغبون بفحص تسلسل ميكروباتهم لمعرفة المزيد عن صحتهم، ولكنها تلفت الانتباه إلى أنه يمكنهم أيضاً القيام بخطوات لتغذية ميكروباتهم المعوية مثل تناول كمية كبيرة من النباتات الغنية بالألياف والأطعمة المخمرة التي ستفيد صحتهم بكل عام.
وأخيراً، تقول لوهمان: «إذا كنتم تملكون 300 دولار لا تحتاجونها، أنتم أحرار لتجربة برامج الشركات. ولكن ألن تكون صحتكم أفضل بكثير إذا زرتم طبيبا ونظر إلى ملفكم وقال إنكم وصلتم إلى الأربعين وتعانون من مشاكل صحية كامنة – إذن يجب أن تتناولوا المزيد من الخضراوات؟ هذا الأمر مثير للجدل».
*خدمة «نيويورك تايمز»


مقالات ذات صلة

ما بعد النماذج الضخمة... «غوغل» تمهّد لعصر الذكاء التعاوني متعدد الوسائط

خاص الرؤية المستقبلية لـ«غوغل» ترتكز على تعدد الوسائط وتعاون العوامل الذكية وديمقراطية بناء حلول الذكاء الاصطناعي (شاترستوك)

ما بعد النماذج الضخمة... «غوغل» تمهّد لعصر الذكاء التعاوني متعدد الوسائط

«غوغل» تكشف في «كلاود نكست 2025» عن تحول الذكاء الاصطناعي من النماذج إلى الإنتاج، مؤكدة أن العوامل الذكية تقود مستقبل الأعمال والابتكار.

نسيم رمضان (لاس فيغاس)
علوم واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

تعمل كل من شركات «نيورالينك» و«سينكرون» و«نيوراكل» على توسيع نطاق التجارب السريرية، وتحاول جاهدة الوصول إلى منتجات فعلية، كما كتب أنطونيو ريغالادو،

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الواقع الافتراضي يستخدم لإنشاء بيئات ثلاثية الأبعاد تفاعلية تحاكي الواقع (المعاهد الوطنية للصحة في أميركا)

تطبيقات الواقع الافتراضي تعزز علاج الأمراض النفسية

لا يزال التشخيص الدقيق أحد أكبر التحديات في مجال الطب النفسي، حيث يتغير تشخيص أكثر من نصف المرضى النفسيين خلال 10 سنوات.

محمد السيد علي (القاهرة)
تكنولوجيا الميزة تتيح التحدث مباشرة مع «جيميناي» حول ما يظهر على الشاشة أو أمام الكاميرا من دون الحاجة للكتابة (شاترستوك)

«جيميناي» يفهم الآن الملفات والصور والفيديوهات... ويتفاعل صوتياً

«غوغل» تطلق ميزة «جيميناي لايف» لجميع أجهزة «آندرويد» متيحة التفاعل الصوتي مع المساعد الذكي عبر الكاميرا أو مشاركة الشاشة لفهم المحتوى مباشرة.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا تُستخدم أدوات الذكاء الاصطناعي لإنشاء متاجر إلكترونية وهمية في دقائق ما يزيد صعوبة التمييز بينها وبين الحقيقية (شاترستوك)

«مايكروسوفت» تتصدى لـ1.6 مليون محاولة اختراق أمني في الساعة

كشفت «مايكروسوفت» عن جهودها لمكافحة الاحتيال الإلكتروني محبطة محاولات احتيال بـ4 مليارات دولار عبر تقنيات ذكاء اصطناعي وحماية مدمجة في منتجاتها.

نسيم رمضان (لندن)

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً
TT

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

واجهات تفاعل الدماغ والكمبيوتر تواجه اختباراً حاسماً

تعمل كل من شركات «نيورالينك» و«سينكرون» و«نيوراكل» على توسيع نطاق التجارب السريرية، وتحاول جاهدة الوصول إلى منتجات فعلية، كما كتب أنطونيو ريغالادو، محرر العلوم البيولوجية الطبية في مجلة «تكنولوجي ريفيو» الأميركية.

واجهة الكمبيوتر ــ الدماغ

تحاول شركات التكنولوجيا دائماً تجربة طرق جديدة لتفاعل الأشخاص مع أجهزة الكمبيوتر – مثل الجهود المعروفة كنظارات «غوغل»، وساعة «أبل»، و«أليكسا» من «أمازون». ولكن الخيار الأكثر تطرفاً لم يُجربه سوى أقل من 100 شخص على وجه الأرض - أولئك الذين عاشوا لأشهر أو سنوات مع واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة Brain-computer interface، أو ما يُعرف اختصاراً بـ«BCI».

إن واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة عبارة عن أقطاب كهربائية توضع في أدمغة الأشخاص المصابين بالشلل؛ حتى يتمكنوا من استخدام حركات متخيلة لإرسال أوامر من خلاياهم العصبية عبر سلك، أو عبر الراديو إلى جهاز كمبيوتر. وبهذه الطريقة، يمكنهم التحكم في مؤشر الكمبيوتر أو، في حالات قليلة، توليد الكلام.

وقد خطا هذا المجال في الآونة الأخيرة بعض الخطوات نحو التطبيقات العملية الحقيقية. وتُدار حالياً نحو 25 تجربة سريرية لغرسات واجهات الدماغ والكمبيوتر.

يأتي هذا الانطباع بالتقدم المحرَز بفضل مجموعة صغيرة من الشركات التي تعمل بنشاط على تجنيد متطوعين لتجربة واجهات الدماغ والكمبيوتر في التجارب السريرية. وهي شركة «نيورالينك»، المدعومة من أغنى شخص في العالم، إيلون ماسك؛ وشركة «سينكرون» ومقرها نيويورك؛ وشركة «نيوراكل نيوروساينس» الصينية.

غرسات دماغية

وتُجرب كل شركة منها الواجهات بهدف نهائي يتمثل في الحصول على أولى واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة المعتمدة للتسويق في هذا المجال.

تقول الدكتورة ميشيل باتريك كروغر، عالمة الأبحاث التي أجرت مسحاً مفصلاً لتجارب واجهات الدماغ والكمبيوتر مع مهندس الأعصاب خوسيه لويس كونتريراس فيدال في جامعة هيوستن: «إنني أسميها عصر الانتقال، ففي العامين الماضيين كانت هناك استثمارات خاصة كبيرة، وهذا يخلق الحماس ويسمح للشركات بالتسريع».

يُعدٌّ هذا تغييراً كبيراً، حيث كانت واجهات الدماغ والكمبيوتر لسنوات أشبه بخدعة في مجال علم الأعصاب، حيث كانت تولد الكثير من العناوين الرئيسية، لكنها لا توفر سوى القليل من المساعدة الفعلية للمرضى.

وتضيف ميشيل باتريك كروغر أن المرة الأولى التي تحكم فيها شخص بمؤشر كمبيوتر من خلال غرسة دماغية كانت في عام 1998. وأعقب ذلك سلسلة من الاختبارات المتتابعة البطيئة التي كان الباحثون الجامعيون يعثرون فيها على متطوع واحد ويثبّتون له جهازاً مزروعاً ويجرون دراسات على مدى أشهر أو سنوات.

وتشير أيضاً الى أنها تمكنت على مدار 26 عاماً من توثيق ما مجموعه 71 مريضاً استطاعوا التحكم في الكمبيوتر مباشرة بواسطة خلاياهم العصبية.

وقد أثبتت هذه الدراسات أن الناس يستطيعون استخدام خلاياهم العصبية للمشاركة في لعبة، وتحريك ذراع روبوت، وحتى التحدث من خلال الكمبيوتر. لكن مثل هذه العروض لا تساعد عملياً الأشخاص الذين يعانون الشلل الشديد بما يكفي للاستفادة من الكمبيوتر المتحكم به عن طريق الدماغ؛ لأن هذه الغرسات ليست متاحة على نطاق واسع حتى الآن.

تجارب متقدمة

من جهته، يقول كونتريراس فيدال: «إن نجاح هذه التقنية أمر ضروري، غير أن كيفية تطبيقها عملياً هو أمر مختلف تماماً. كذلك، وراء أي أنباء عظيمة ربما تكون هناك مشاكل تقنية لا بد من معالجتها. وتشمل هذه المشاكل تساؤلات حول مدة بقاء الغرسة الواحدة، ومدى التحكم الذي توفره للمرضى».

تحاول التجارب الكبيرة من ثلاث شركات الآن حلّ هذه التساؤلات ووضع الأساس لمنتج حقيقي.

تستخدم إحدى الشركات، وهي شركة «سينكرون»، دعامة مزودة بأقطاب كهربائية يتم إدخالها في أحد الأوعية الدموية في الدماغ عبر وريد في العنق. قامت شركة «سينكرون» بزرع دعامة «ستينترود» «stentrode»: ( Stent-electrode recording array) ، وهي مصفوفة تسجيل دعامات الأقطاب الخاصة بها في 10 متطوعين، منهم 6 في الولايات المتحدة، و4 في أستراليا، وهو أكبر عدد من المتطوعين الذين تم الإبلاغ عنهم في وقت واحد من قبل أي مجموعة من مجموعات واجهة الدماغ والكمبيوتر.

تجمع دعامة «ستينترود» إشارات دماغية محدودة؛ لذا فهي لا تمنح المستخدمين سوى نوع أساسي من إشارات التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل، أو ما تسميه شركة سينكرون «المفتاح». وهذا لن يسمح لشخص مشلول باستخدام برنامج فوتوشوب مثلاً، لكنه يكفي للتنقل بين قوائم البرامج، أو الاختيار من بين الرسائل المكتوبة مسبقاً.

يقول توم أوكسلي، الرئيس التنفيذي لشركة «سينكرون»، إن ميزة دعامة «ستينترود» هي أنها «بسيطة قدر الإمكان». وهو يعتقد أن ذلك سيجعل واجهة الدماغ والكمبيوتر التي ابتكرها «قابلة للتطوير» لعدد أكبر من الأشخاص، خصوصاً وأن تركيبها لا ينطوي على جراحة في الدماغ.

قد تكون شركة «سينكرون» متقدمة، لكنها لا تزال في مرحلة استكشافية. ولم يتم بعد تحديد موعد لإجراء دراسة «محورية»، من النوع المستخدم لإقناع الجهات التنظيمية بالسماح ببيع نسخة معينة من الجهاز. لذلك؛ لا يوجد جدول زمني للمنتج.

وفي الأثناء ذاتها، كشفت شركة «نيورالينك» عن أن ثلاثة متطوعين تلقوا غرستها، المسماة «إن 1» N1، التي تتكون من خيوط أقطاب كهربائية دقيقة عدة يتم غرسها مباشرة في الدماغ من خلال ثقب محفور في الجمجمة.

ويعني وجود المزيد من الأقطاب الكهربائية التقاط المزيد من النشاط العصبي. وقد أظهر نولاند آربو، المتطوع الأول في شركة «نيورالينك»، كيف يمكنه توجيه المؤشر حول شاشة ثنائية الأبعاد والنقر؛ ما يتيح له لعب ألعاب الفيديو مثل لعبة «Civilization» أو لعبة الشطرنج على الإنترنت.

وأخيراً، تقول شركة «نيوراكل» إنها تباشر تجربتين في الصين وواحدة أخرى في الولايات المتحدة. وتتكون عملية الزرع الخاصة بها من رقعة من الأقطاب الكهربائية توضع فوق الدماغ. وقالت الشركة في تقرير لها إن متطوعاً مصاباً بالشلل يستخدم النظام لتحفيز الأقطاب الكهربائية في ذراعه؛ ما يؤدي إلى إغلاق يده على شكل القبضة.

لكن التفاصيل لا تزال شحيحة. ولم يُصرح أحد المسؤولين التنفيذيين في شركة «نيوراكل» بشيء سوى أن «الكثير» من الأشخاص قد تلقوا غرستها.

ونظراً لأن عدد مرضى شركة «نيوراكل» ليس علنياً؛ لم يتم إدراجها في إحصاء ميشيل باتريك كروغر. في الواقع، لا توجد معلومات على الإطلاق في الأدبيات الطبية عن نحو ربع المتطوعين الذين خضعوا لعمليات زرع الدماغ حتى الآن؛ لذلك أحصتهم باستخدام البيانات الصحافية أو عن طريق إرسال البريد الإلكتروني إلى فرق البحث.

وقد أسفر المسح الذي أجرته لواجهة الدماغ والكمبيوتر (BCI) عن رؤى أخرى. فوفقاً لبياناتها، استمرت عمليات الزرع لمدة تصل إلى 15 عاماً، وكان أكثر من نصف المرضى في الولايات المتحدة، ونحو 75 في المائة من متلقي واجهة الدماغ والكمبيوتر، كانوا من الذكور.

ومع ذلك، لا يمكن للبيانات أن تجيب عن السؤال الأهم: وهو ما إذا كانت واجهات الدماغ والكمبيوتر المزروعة سوف تتحول من مجرد عروض توضيحية متطورة إلى منتجات رائدة، من النوع الذي يفيد الكثير من الناس.

وتقول الدكتورة باتريك كروغر: «خلال السنوات الخمس إلى العشر المقبلة، إما أن تُترجم واجهات الدماغ والكمبيوتر إلى منتج حقيقي، أو سوف تبقى رهن مجال الأبحاث. أشعر بثقة كبيرة بأنه سوف يكون هناك إنجاز معتبر.