حدد فريق من العلماء بـ"جامعة بنسلفانيا" الدور الذي يلعبه أنزيم يسمى نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد NAD+ في أمراض الكلى، مما يفتح الباب لطرق جديدة للوقاية والعلاج من هذه الحالة المنتشرة بشكل متزايد والتي قد تكون قاتلة، بحسب ما نشره موقع "نيو أطلس" New Atlas نقلًا عن دورية Nature Metabolism.
ووفقًا لمنظمة الصحة العالمية WHO، ارتفعت أمراض الكلى من كونها السبب الرئيسي الثالث عشر للوفاة إلى المرتبة العاشرة. ففي عام 2019، توفي 1.3 مليون شخص بسبب أمراض الكلى. ولكن غالبًا ما يكون من الممكن إبطاء أو وقف مرض الكلى من التقدم إلى الفشل الكلوي إذا تم اكتشافه وعلاجه مبكرًا.
التوازن الأيضي
يوجد أنزيم نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد NAD+، وهو عبارة جزيء مساعد، في كل خلية حية حيث يقوم بتنظيم مسارات التمثيل الغذائي المختلفة، بالإضافة إلى المشاركة في إصلاح الحمض النووي ووظيفة الخلايا المناعية. ومن الضروري الحفاظ على التوازن الأيضي من خلال تأثيره على الميتوكوندريا، التي تعد مولدات الطاقة في الخلية، وبدون مستويات كافية من الأنزيم، لا تقوم خلايا الجسم بتوليد الطاقة اللازمة للقيام بوظائفها الأيضية.
وتتطلب خلايا الأنابيب في الكلى الكثير من الطاقة التي تنتجها الميتوكوندريا لأداء وظيفتها وإعادة امتصاص العناصر الغذائية الأساسية وإخراج الفضلات والسموم. عندما تتلف الميتوكوندريا في تلك الخلايا، تنطلق استجابة التهابية يمكن أن تؤدي إلى أمراض الكلى، مما يؤدي إلى تراكم السوائل والشوارد والفضلات في الجسم.
عينات بشرية للمرة الأولى
في الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون علم الأيض، أي دراسة الجزيئات الصغيرة الموجودة في الدم والبول، لرسم خريطة للتغيرات الأيضية في الكلى البشرية. يعطي قياس المستقلبات، وهي عبارة عن جزيئات صغيرة للغاية يتم إنتاجها أثناء عملية التمثيل الغذائي؛ نظرة ثاقبة على الحالة الصحية للشخص. وتعد هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام عينات بشرية في دراسات التمثيل الغذائي.
آلية المرض الكامنة
اختبر الباحثون عينات من الكلى من مجموعة مراقبة صحية مقابل عينات من مرضى يعانون من مرض الكلى السكري أو أمراض الكلى الناجمة عن ارتفاع ضغط الدم. وتبين أن مستويات NAD+ في الكلى المريضة كانت أقل بشكل ملحوظ. ولفحص آلية المرض الكامنة وراء هذه الاختلافات، أجروا تسلسل الحمض النووي الريبي على العينات.
منع تلف الكلى
سعى الباحثون إلى العثور على علاقة بين مستويات NAD + والتعبير الجيني للميتوكوندريا، وخلصوا إلى أن مستويات NAD+ المنخفضة كانت سمة رئيسية لأمراض الكلى البشرية. كما أنه عندما تم إعطاء فئران المختبر مكملات بدون وصفة طبية من سلائفNAD+، نيكوتيناميد ريبوسيد أو أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميدNMN ، لتعزيز مستوياتNAD+، تمت حماية الميتوكوندريا في الخلية الأنبوبية من التلف، وبالتالي منع تطور أمراض الكلى.
تطوير طرق العلاج
أعربت الباحثة الرئيسية في الدراسة كاتالين سوستاك عن أملها في "أن يؤدي هذا البحث إلى تحسين الرعاية في المستقبل، لذلك عندما يعاني المرضى من تغيرات في المستقلبات، يمكنهم تلقي العلاج قبل ظهور اضطرابات الكلى."
يأمل الباحثون أن تؤدي دراستهم إلى مزيد من الدراسات حول دور المستقلبات في أمراض الكلى وتطوير طرق جديدة للوقاية والعلاج.
وقال جوزيف باور، الباحث المشارك في الدراسة: "إن تحديد آليات المصب الحساسة لـNAD+ أمر بالغ الأهمية لفهم الظروف التي قد تستفيد من مكملات NAD +".
ووفقًا لمنظمة الصحة العالمية WHO، ارتفعت أمراض الكلى من كونها السبب الرئيسي الثالث عشر للوفاة إلى المرتبة العاشرة. ففي عام 2019، توفي 1.3 مليون شخص بسبب أمراض الكلى. ولكن غالبًا ما يكون من الممكن إبطاء أو وقف مرض الكلى من التقدم إلى الفشل الكلوي إذا تم اكتشافه وعلاجه مبكرًا.
التوازن الأيضي
يوجد أنزيم نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد NAD+، وهو عبارة جزيء مساعد، في كل خلية حية حيث يقوم بتنظيم مسارات التمثيل الغذائي المختلفة، بالإضافة إلى المشاركة في إصلاح الحمض النووي ووظيفة الخلايا المناعية. ومن الضروري الحفاظ على التوازن الأيضي من خلال تأثيره على الميتوكوندريا، التي تعد مولدات الطاقة في الخلية، وبدون مستويات كافية من الأنزيم، لا تقوم خلايا الجسم بتوليد الطاقة اللازمة للقيام بوظائفها الأيضية.
وتتطلب خلايا الأنابيب في الكلى الكثير من الطاقة التي تنتجها الميتوكوندريا لأداء وظيفتها وإعادة امتصاص العناصر الغذائية الأساسية وإخراج الفضلات والسموم. عندما تتلف الميتوكوندريا في تلك الخلايا، تنطلق استجابة التهابية يمكن أن تؤدي إلى أمراض الكلى، مما يؤدي إلى تراكم السوائل والشوارد والفضلات في الجسم.
عينات بشرية للمرة الأولى
في الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون علم الأيض، أي دراسة الجزيئات الصغيرة الموجودة في الدم والبول، لرسم خريطة للتغيرات الأيضية في الكلى البشرية. يعطي قياس المستقلبات، وهي عبارة عن جزيئات صغيرة للغاية يتم إنتاجها أثناء عملية التمثيل الغذائي؛ نظرة ثاقبة على الحالة الصحية للشخص. وتعد هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام عينات بشرية في دراسات التمثيل الغذائي.
آلية المرض الكامنة
اختبر الباحثون عينات من الكلى من مجموعة مراقبة صحية مقابل عينات من مرضى يعانون من مرض الكلى السكري أو أمراض الكلى الناجمة عن ارتفاع ضغط الدم. وتبين أن مستويات NAD+ في الكلى المريضة كانت أقل بشكل ملحوظ. ولفحص آلية المرض الكامنة وراء هذه الاختلافات، أجروا تسلسل الحمض النووي الريبي على العينات.
منع تلف الكلى
سعى الباحثون إلى العثور على علاقة بين مستويات NAD + والتعبير الجيني للميتوكوندريا، وخلصوا إلى أن مستويات NAD+ المنخفضة كانت سمة رئيسية لأمراض الكلى البشرية. كما أنه عندما تم إعطاء فئران المختبر مكملات بدون وصفة طبية من سلائفNAD+، نيكوتيناميد ريبوسيد أو أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميدNMN ، لتعزيز مستوياتNAD+، تمت حماية الميتوكوندريا في الخلية الأنبوبية من التلف، وبالتالي منع تطور أمراض الكلى.
تطوير طرق العلاج
أعربت الباحثة الرئيسية في الدراسة كاتالين سوستاك عن أملها في "أن يؤدي هذا البحث إلى تحسين الرعاية في المستقبل، لذلك عندما يعاني المرضى من تغيرات في المستقلبات، يمكنهم تلقي العلاج قبل ظهور اضطرابات الكلى."
يأمل الباحثون أن تؤدي دراستهم إلى مزيد من الدراسات حول دور المستقلبات في أمراض الكلى وتطوير طرق جديدة للوقاية والعلاج.
وقال جوزيف باور، الباحث المشارك في الدراسة: "إن تحديد آليات المصب الحساسة لـNAD+ أمر بالغ الأهمية لفهم الظروف التي قد تستفيد من مكملات NAD +".
