از کووید مزمن تا ام‌اس؛ کشف ارتباط زیستی مشترک میان پنج بیماری ناتوان‌کننده

دانشمندان با تحلیل سه‌بعدی ژنوم، دریافته‌اند پنج بیماری ناتوان‌کننده با وجود ریشه‌های متفاوت، از مسیرها و شبکه‌های زیستی مشترکی ناشی می‌شوند.

برای بعضی افراد، بلندشدن از تخت و انجام کارهای روزمره می‌تواند به‌اندازه‌ی بیرون کشیدن خود از باتلاق دشوار باشد. خستگی شدید و پایدار، یکی از نشانه‌های اصلی سندرم خستگی مزمن یا آنسفالومیلیت میالژیک (CFS/ME) است؛ این بیماری می‌تواند با مشکلات شناختی مانند «مه مغزی» نیز همراه باشد.

با‌این‌حال، خستگی مزمن و طولانی‌مدت یکی از ویژگی‌های اصلی چندین بیماری ناتوان‌کننده‌ی دیگر هم به شمار می‌رود، از جمله کووید مزمن، اختلال اضطراب پس از حادثه یا PTSD، روماتیسم مفصلی یا آرتریت روماتوئید (RA) و مالتیپل اسکلروزس یا MS.

کووید مزمن از عفونت ویروسی پدید می‌آید، هرچند همین امکان برای CFS/ME هم مطرح شده است. پی‌تی‌اس‌دی از تجربه‌های آسیب‌زا سرچشمه می‌گیرد و با التهاب مزمن پیوند خورده، در حالی که آر‌اِی و ام‌اس به‌عنوان اختلال‌های خودایمنی شناخته می‌شوند که بدن به‌اشتباه به تخریب بافت‌های خود می‌پردازد.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، اکنون پژوهشگران دانشگاه ایست آنگلیا و آکسفورد بایوداینمیکس، شرکتی زیست‌فناورانه که آزمون‌های تشخیصی مولکولی تجاری طراحی می‌کند، می‌گویند سازوکارهای زیربنایی مشترک میان این پنج بیماری را آشکار کرده‌اند. با وجود تفاوت‌های گسترده‌ی پاتولوژیک، هم‌پوشانی در علائم گزارش‌شده از سوی بیماران، محور اصلی پژوهش را شکل داد.

بیماران مبتلا به پنج بیماری متفاوت، اغلب علائم بسیار مشابهی را گزارش می‌کنند

دیمیتری پسزتسکی، پزشک و پژوهشگر در دانشگاه ایست آنگلیا و پژوهشگر ارشد مطالعه، می‌گوید: «آنچه همه‌ی این بیماری‌ها را به هم مرتبط می‌کند، این است که بیماران اغلب علائم بسیار مشابهی را گزارش می‌کنند؛ خستگی طاقت‌فرسا، مه مغزی، کاهش تمرکز، اختلال خواب، اختلال عملکرد دستگاه عصبی خودمختار و کاهش چشمگیر توانایی انجام فعالیت‌های روزمره. ما می‌خواستیم بدانیم چرا چنین اتفاقی می‌افتد.»

پژوهشگران برای یافتن پاسخ، داده‌های مطالعات موجود در زمینه‌ی ارتباط گسترده ژنوم (GWAS) را گردآوری کردند. این مطالعات که ارتباط میان گونه‌های مختلف ژنتیکی و بیماری‌ها را در سطح جمعیت بررسی کرده‌اند، داده‌های هزاران مورد از هر پنج بیماری را دربرمی‌گیرند.

سپس پژوهشگران به سراغ پلتفرم اپیسوییچ رفتند؛ مجموعه‌ای از الگوریتم‌های یادگیری ماشین که پیش‌تر برای ابداع نمونه‌ی اولیه‌ی آزمایش خون CFS/ME نیز به کار رفته بود. این پلتفرم به پژوهشگران امکان داد فراتر از توالی خطی دی‌ان‌ای را بررسی کنند و معماری سه‌بعدی ژنوم را نیز در نظر بگیرند؛ یعنی ژن‌هایی که روی بخش‌های متفاوت دی‌ان‌ای قرار دارند، چگونه در فضای سه‌بعدی سلول با یکدیگر تعامل می‌کنند. شکل کروموزوم‌ها و تغییرات اپی‌ژنتیکی، ازجمله عواملی هستند که می‌توانند بر این ساختار تأثیر بگذارند.

پسزتسکی می‌گوید: «آنچه کشف کردیم، شبیه نظریه‌ای زیستی و یکپارچه درباره‌ی خستگی است.»

اگرچه هم‌پوشانی مستقیمی میان ژن‌های مرتبط با هر بیماری بسیار اندک بود، به نظر می‌رسید هر پنج بیماری در سطح عمیق‌تری با یکدیگر ارتباط دارند. ژن‌های مرتبط با هر بیماری مانند چند جویبار که رسوبات خود را به یک رودخانه می‌ریزند، در نهایت به شبکه‌های زیستی مشترکی وارد می‌شوند.

پژوهشگران با تحلیل شبکه‌ها چند «ژن هاب» بسیار اثرگذار را شناسایی کردند؛ ژن‌هایی که در شلوغ‌ترین نقاط شبکه‌ها قرار دارند. برای تأیید ارتباط ژن‌ها با هر یک از بیماری‌ها هنوز به اعتبارسنجی آزمایشگاهی و بالینی بیشتری نیاز است، اما این ژن‌ها و مسیرهای مرتبط، در فرایندهای مهمی مانند واکنش‌های ایمنی و التهابی، پیام‌رسانی هورمونی تحت‌کنترل مغز و تولید انرژی در میتوکندری‌ها نقش دارند. این فرایندها پیش‌تر نیز با ME/CFS و کووید مزمن مرتبط دانسته شده بودند.

نکته‌ی مهم این است که بسیاری از ژن هاب‌ها در داده‌های «ارتباط گسترده ژنوم» به‌عنوان گزینه‌هایی دارای اهمیت شناسایی نشده بودند. پسزتسکی می‌گوید: «این موضوع چیزی نیست که فقط با خواندن توالی ژنتیکی ثابت شود؛ به همین دلیل بیماری‌ها ممکن است برای مدت‌ها نامرتبط در نظر گرفته شده باشند.»

مطالعه همچنین «فرسودگی سلول‌های ایمنی» را به‌عنوان سازوکاری بالقوه برای ارتباط میان پنج بیماری برجسته کرد. پژوهشگران در مقاله نوشته‌اند: «یافته‌ها وجود حالتی از فعال‌شدن مزمن سیستم ایمنی و سپس فرسودگی عملکردی را مطرح می‌کنند که ممکن است در تداوم علائم نقش داشته باشد.»

در صورت تأیید نتایج در مطالعات بعدی، پژوهشگران امیدوارند بتوانند به‌جای اتکای صرف به علائم گزارش‌شده توسط بیمار، از یافته‌ها برای ابداع آزمایش‌های تشخیصی مبتنی‌بر نمونه‌های آزمایشگاهی برای CFS/ME و کووید مزمن بهره ببرند.

فرسودگی سلول‌های ایمنی، به‌عنوان سازوکاری بالقوه برای ارتباط میان پنج بیماری مطرح شد

با‌این‌حال، پژوهش با محدودیت‌هایی روبه‌رو است. پیوندهای ژنتیکی شناسایی‌شده در مطالعه از داده‌های ارتباط گسترده ژنوم استخراج شده‌اند؛ اطلاعاتی که تنها به گروه‌های جمعیتی خاصی محدود می‌شود و بخش بسیار ناچیزی از ژنوم عملکردی را در بر می‌گیرد. علاوه‌بر این، بسیاری از عناصر تنظیمی در نواحی «تاریک» و غیرکدکننده در دی‌ان‌ای جای دارند.

پلتفرم اپیسوییچ با تحلیل ساختار سه‌بعدی ژنوم، دگرگونی‌های اپی‌ژنتیکی را ارزیابی می‌کند؛ فرایندهایی که قادرند نحوه بسته‌بندی دی‌ان‌ای و در نتیجه بیان ژن‌ها را دستخوش تغییر کنند. به نظر می‌رسد دگرگونی‌ها بازتابی از مواجهه با عوامل محیطی، نظیر استرس و عفونت‌ها باشند و با وجود آنکه دائمی نیستند، پیامدهایی طولانی‌مدت بر جای می‌گذارند.

پسزتسکی امیدوار است مطالعه راه را برای توسعه آزمایش‌های خون دقیقی هموار کند که به‌جای اتکا به گزارش‌های فردی بیماران، نشانگرهای زیستی زمینه‌ای را بسنجند. افزون‌بر‌این، شاید چنین تحقیقاتی در آینده به ابداع شیوه‌های درمانی نوینی برای مهار سلول‌های ایمنی بیش‌فعال یا تقویت توان میتوکندری‌ها در تولید انرژی کمک کند.