ارتباط آرایش ژنتیک باکتری‌ های روده با بیماری‌ها

برخی ویروس‌ ها و باکتری‌ ها در بدن باعث ایجاد بیماری‌های خاصی می‌شوند که به راحتی از بین‌رفته و درمان‌شدنی هستند اما برخی از اینها ماندگار بوده و بیماری زودگذری تلقی نمی‌شوند؛ به طوری که سال‌ها ممکن است فرد را درگیر کند.

محققان در بررسی‌های مختلفی که انجام داده‌اند به این نتیجه رسیده‌اند که ترکیب این باکتری‌های مستقر در بدن انسان و وجود گونه‌های خاص باکتریایی می‌تواند با ابتلا به بیماری‌هایی مثل چاقی و ام‌اس مرتبط باشد.

محققان دانشکده پزشکی دانشگاه هاروارد و مرکز دیابت روی گونه‌های میکروبی مطالعات گسترده‌ای را انجام داده‌اند. آنها با تجزیه و تحلیل آرایش باکتری‌ها در روده انسان، با موفقیت گروه‌هایی از ژن‌های باکتریایی را بررسی کردند که با بروز برخی بیماری‌ها مرتبطند.

این تحقیقات، پژوهشگران را به ابداع تست‌هایی نزدیک کرده است که تنها با‌توجه‌به نمونه‌گیری از آرایش ژنتیک میکروبیوم هر فرد، احتمال ابتلا به بیماری‌های خاصی را پیش‌بینی کرده یا آن را در بدن فرد تشخیص می‌دهد.

آنها تاکنون موفق شده‌اند با این تست، مجموعه‌ای از ژن‌های باکتریایی مرتبط با بیماری‌های عروق کرونر، سیروز کبدی، بیماری التهابی روده، سرطان روده بزرگ و دیابت نوع دو را شناسایی کنند.

این بررسی‌ها نشان می‌دهد این سه بیماری شامل بیماری عروق کرونر، بیماری التهابی روده و سیروز کبدی در دارابودن بسیاری از ژن‌های باکتریایی مشابه هم هستند.

به عبارت دیگر، روده افرادی که این ژن‌های باکتریایی را در خود جای داده‌اند، به یک یا چند مورد از این سه بیماری مبتلا هستند. این کشف محققان، پیشرفت قابل‌توجهی در درک فعلی از ارتباط میان میکروب‌های مستقر در روده انسان و ایجاد بیماری‌های خاص داشته است.

اگر تحقیقات بیشتر مورد تأیید قرار گیرند، نتایج به دست آمده از طراحی ابزارهایی خبر می‌دهد که می‌توانند خطر ابتلا به بیماری‌ها را براساس تحلیل یک نمونه مدفوع ارزیابی و محاسبه کنند.

این کشف، افق جدیدی را پیش روی تست‌هایی با استفاده از بیماری‌های مشترک به‌عنوان شاخص‌های مبتنی بر ژنتیک قرار می‌دهد. محققان در این میان، انواعی از شاخص‌های ژنتیکی را مشخص کرده‌اند که با مشاهده آنها می‌توان تعدادی از بیماری‌ها را شناسایی کرد.

مسأله ژن‌های باکتری‌ها

پژوهشگران تأکید کرده‌اند که تحقیقات آنها به‌منظور مشخص‌کردن دقیق ارتباط این ژن‌های میکروبی با بیماری‌های مختلف طراحی نشده است. بنابراین، هنوز به درستی مشخص نیست که آیا این باکتری‌ها در ایجاد بیماری نقش دارند یا این که صرفا شاهد وقوع این پدیده هستند و نقشی در بروز آن ندارند. در واقع، هدف این تحقیقات، بررسی این مسأله است که آیا گروه‌های ژن‌ها می‌توانند حضور بیماری‌های مختلف را مشخص کنند یا خیر.

این مشخصه‌های ژنتیک میکروبی که به تازگی مشخص شده، قادرند نقش ارگانیسم‌ها را در شکل‌گیری بیماری‌ها شناسایی کنند.

دانشمندان با جمع‌آوری بیش از 2500 نمونه میکروبیوم از 13 گروه بیمار و تجزیه و تحلیل آنها، ارتباط میان هفت بیماری و میلیون‌ها گونه میکروبی، راه‌های متابولیک میکروبی و ژن‌ های میکروبی را مشخص کرده‌اند. آنها با آزمایش انواع روش‌های مدل‌سازی، در مجموع با محاسبه 67میلیون مدل آماری مختلف، توانستند ویژگی‌های میکروبیوم را به‌طور مداوم به‌عنوان قوی‌ترین گزینه مرتبط با بروز بیماری مشخص کنند.

میکروبیوم، جمعیت باکتری و میکروب‌هایی است که در روده انسان زندگی می‌کنند. از تمام ویژگی‌های مختلف میکروبی، گونه‌ها، راه‌ها و ژن‌ها، ژن‌های میکروبی از بالاترین قدرت پیش‌بینی بروز بیماری برخوردار بودند.

به‌عبارت دیگر، محققان معتقدند گروه‌هایی از ژن‌های باکتریایی یا ویژگی‌های ژنتیک به جای خانواده‌های باکتریایی، ارتباط نزدیکی با بروز بیماری دارند.

میکروبیوم‌هایی که از ستاره‌ها بیشترند

توانایی شناسایی ارتباطات متقابل با چنین دقتی برای طراحی آزمایش‌هایی ضروری است که می‌توانند خطر بالقوه را ارزیابی کنند. بنابراین، آزمایشی که باکتری «سولوباکتریوم مووری» را برای شناسایی ابتلا به سرطان روده بزرگ اندازه‌گیری می‌کند، نمی‌تواند به‌دقت اندازه‌گیری ژن‌های باکتریایی عمل کند که وجود انواع باکتری‌های مرتبط با سرطان روده بزرگ را تشخیص می‌دهد.

دو بیماری التهاب گوش و تومورهای خوش‌خیم بافت نرم موسوم به «آدنوماس» ارتباط کمی با حضور میکروبیوم‌های روده‌ای دارند به این معنا که میکروارگانیسم‌هایی که در روده انسان زندگی می‌کنند، نقش مهمی در بروز این دو بیماری ایفا نمی‌کنند.

در آزمایش دیگری، محققان از داده‌های توالی دی‌ان‌ای گرفته شده از میکروبیوم‌های دهان و روده انسان برای تخمین اندازه ژن‌های میکروبی در بدن انسان استفاده کردند. این تحلیل‌ها نشان می‌دهد ژن‌های موجود در میکروبیوم انسانی بسیار بیشتر از ستاره‌های کهکشان هستند.

پژوهشگران با توجه به تعداد زیاد ژن‌های میکروبی که در بدن انسان قرار دارد، یافته‌های جدیدی را برای گام‌های بعدی به‌دست آورده‌اند که در درک پیچیدگی میان تعامل بین بیماری‌های انسان و مرکروبیوم انسان مؤثر است. هدف نهایی علم محاسباتی، فرضیه سازی‌هایی است که راه را برای تحقیقات بیشتر باز می‌کند.

تأثیر ژن‌ها بر بروز بیماری‌ها

خوشه‌هایی از ژن‌های باکتریایی با امضای ژنتیکی، به جای ژن‌های باکتریایی فردی، در بروز انواع مختلف بیماری‌های انسانی نقش دارند.

علاوه بر این، بیماری‌های عروق کرونر، بیماری التهابی روده و سیروز کبدی نیز دارای امضای ژنتیک میکروبیومی هستند. برعکس، دیابت نوع 2 برخلاف سایر فنوتیپ‌های آزمایش شده، امضای خاص میکروبیومی داشته و ارتباط خاصی با وجود آنها در بدن دارد.

تحلیل‌های صورت گرفته، ارتباط مداومی را بین وجود گونه‌های باکتریایی «سولوباکتریوم مووری» و سرطان روده بزرگ پیدا نکرده‌اند. این ارتباط در برخی تحقیقات قبلی این ارتباط را تأیید کرده بودند اما با تلاش محققان، این ارتباط نقض شد.

محققان ژن‌های خاصی از این باکتری را شناسایی کرده‌اند که ارتباط نزدیکی با سرطان روده بزرگ دارد. یافته‌های آنها تأکید می‌کند تحلیل‌های آنها در سطح ژنی، شاخص‌های زیستی بیماری‌ها را با دقتی بالا و به طور اختصاصی نسبت به روش‌های فعلی مشخص می‌کند.

نتایج به‌دست‌آمده بر این نکته تأکید می‌کند که نه تنها حضور یک خانواده باکتریایی مشخص، بلکه حتی وجود ترکیبات و ژن‌های موجود در میکروب‌ها و باکتری‌ها هم ممکن است خطرساز بوده و زمینه بروز برخی بیماری‌ها را فراهم کند.

ندا اظهری - سلامت / روزنامه جام جم
منبع: medicalxpress