اكتشاف الرابط بين التغيرات في تكوين ميكروبيوم الأمعاء والتوحد

قام الفريق بقيادة طبيب الجهاز الهضمي سيو إنج، بتطوير اختبار شامل يكشف عن وجود رابط بين التغيرات في تكوين ميكروبيوم الأمعاء بأكمله وتشخيص اضطراب طيف التوحد. هذا ليس مجالًا جديدًا للبحث، حيث أن العلاقة بين تكوين ميكروبيوم الأمعاء المتغير والتوحد تكتسب المزيد والمزيد من الأدلة. ومع ذلك، فإن ما يميز هذه الدراسة هو نطاقها غير المسبوق، حيث لا تدرس البكتيريا فحسب، بل أيضًا الفطريات والعتائق والفيروسات التي تعيش في الجهاز الهضمي لدينا.

قام الباحثون بتحليل عينات براز من 1627 طفلًا، مصابين أو غير مشخصين بالتوحد. تتمتع هذه الدراسة المتقدمة بالقدرة على إحداث ثورة في الطريقة التي نتعامل بها مع تشخيص طيف التوحد وعلاجه، مما يوفر طريقة غير جراحية ومباشرة للكشف عن الحالة. ولكن قبل أن نتعمق في تفاصيل هذا البحث الرائع، دعونا نعود خطوة إلى الوراء ونستكشف الحالة المعقدة لمرض التوحد، والتاريخ الرائع لمحور الأمعاء والدماغ، والاكتشافات الرائدة التي قادتنا إلى هذه النقطة.

لغز التوحد

اضطراب طيف التوحد (ASD) هو حالة حيرت العلماء والمهنيين الطبيين لعقود من الزمن. يتميز التوحد بصعوبات في التفاعل الاجتماعي، والتواصل اللفظي وغير اللفظي، والسلوكيات المتكررة، ويؤثر على ما يقدر بـ 1 من كل 54 طفلاً في الولايات المتحدة وحدها. على الرغم من انتشاره، إلا أن الأسباب الكامنة وراء مرض التوحد لا تزال محاطة بالغموض. لقد سعى الباحثون منذ فترة طويلة إلى كشف الشبكة المعقدة من العوامل الوراثية والبيئية والعصبية الحيوية التي تساهم في هذه الحالة الغامضة.

أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في التوحد هو عدم تشابهه. لا يوجد شخصان مصابان بالتوحد يظهر عليهما نفس الأعراض أو يستجيبان لنفس العلاج. وقد دفع هذا التنوع العلماء إلى استكشاف أساليب جديدة لفهم هذه الحالة، بما في ذلك دور ميكروبيوم الأمعاء. وقد تورطت العلاقات المعقدة بين الأمعاء والدماغ والجهاز المناعي في العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية، بما في ذلك التوحد.

لقد أدى مفهوم التوحد كطيف وليس ككيان واحد إلى تغيير فهمنا للحالة. وبدلاً من التشخيص الواضح، فإن التوحد موجود على نحو مستمر، حيث يظهر الأفراد درجات متفاوتة. وأثارت طبيعة الطيف هذه جدلاً حول معايير التشخيص واحتمال التشخيص الخاطئ أو التشخيص الناقص.

التاريخ العلمي للعلاقة بين الأمعاء والدماغ

لقد كان الارتباط المعقد بين أمعائنا ودماغنا موضوعًا رائعًا لعدة قرون. اعتقد اليونانيون القدماء أن الأمعاء هي مقر الروح، وأنها تلعب دورًا حاسمًا في صحتنا ورفاهيتنا بشكل عام. في حين أن هذه الفكرة قد تبدو بعيدة المنال، إلا أن الاكتشافات الحديثة أكدت أن علاقة الأمعاء والدماغ مهمة.

في أوائل القرن العشرين، بدأ العلماء في استكشاف العلاقة بين الأمعاء والدماغ. واكتشفوا أن الجهاز العصبي المعوي (Enteric nervous system)، والذي يشار إليه غالبًا باسم “الدماغ الصغير”، عبارة عن شبكة معقدة من الخلايا العصبية التي تبطن الجهاز الهضمي. يمكن لهذا النظام أن يعمل بشكل مستقل عن الجهاز العصبي المركزي، ويتحكم في عملية الهضم والامتصاص وحركة الأمعاء.

شهدت فترة التسعينيات زيادة في الاهتمام بعلاقة الأمعاء والدماغ، حيث ألقى باحثون مثل الدكتور مايكل غيرشون الضوء على الحوار المعقد بين الأمعاء والدماغ. ووجدوا أن الأمعاء تنتج العديد من الناقلات العصبية نفسها التي ينتجها الدماغ، بما في ذلك السيروتونين والدوبامين، التي تنظم المزاج والشهية والنوم.

وبالتقدم سريعًا إلى القرن الحادي والعشرين، أحدث اكتشاف الميكروبيوم البشري ثورة في فهمنا للأمعاء والدماغ. لقد وجد الباحثون أن تريليونات الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أمعائنا تلعب دورًا حاسمًا في تشكيل نمو دماغنا وسلوكنا وحتى قابليتنا للاضطرابات العصبية.

دراسة الميكروبيوم الرائدة

لقد ألقى النهج المبتكر الذي اتبعه فريق البحث لدراسة ميكروبيوم الأمعاء ضوءًا جديدًا على العلاقة المعقدة بين الجهاز الهضمي والتوحد. من خلال تحليل ميتاجينوم الأمعاء بأكمله، بما في ذلك الفطريات والعتائق والفيروسات، بالإضافة إلى البكتيريا، أنشأ الفريق صورة شاملة لدور الميكروبيوم في مرض التوحد.

إن الأمعاء تشبه مدينة مزدحمة، تعج بتريليونات من الكائنات الحية الدقيقة التي تعمل معًا في وئام. تلعب كل مملكة من الميكروبات دورًا فريدًا، مما يؤثر على التوازن الدقيق للنظام البيئي. وقد أدى قرار الباحثين باستكشاف هذا النطاق الكامل من الكائنات الحية الدقيقة إلى اكتشاف 14 عتيقة، و51 بكتيريا، و7 فطريات، و18 فيروسًا، و27 جينًا ميكروبيًا، و12 مسارًا أيضيًا يميز الأطفال المصابين بالتوحد عن أقرانهم العصبيين (neurotypical).

لقد كشف هذا الغوص العميق في الميكروبيوم عن تفاعل معقد بين هذه الممالك المختلفة للكائنات الحية الدقيقة. من خلال إدخال بياناتهم في خوارزمية التعلم الآلي، حدد الباحثون تقييمًا متعدد الممالك يتضمن 31 علامة، والتي يمكن أن توفر معدل دقة تشخيصية يتراوح بين 79.5 و88.6 بالمائة، اعتمادًا على الفئة العمرية. هذا الاكتشاف له آثار كبيرة على تطوير أدوات تشخيص طيف التوحد، مما يقربنا من طريقة غير جراحية ومباشرة للكشف عن الحالة.

ما تكشفه البيانات

واحدة من أكثر النتائج إثارة للدهشة هي التركيب المتغير للعتائق في ميكروبيوم الأمعاء لدى المصابين بالتوحد. تلعب العتائق، وهي مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة القديمة، دورًا حاسمًا في تحلل المواد العضوية المعقدة وإنتاج بعض العناصر الغذائية. ووجد الباحثون أن الأطفال المصابين بالتوحد لديهم مستويات أقل من العتائق، مما يشير إلى تأثير محتمل على عمليات التمثيل الغذائي لديهم.

وكشف التحليل أيضًا عن اختلافات كبيرة في المجتمع الفطريات، مع وجود زيادة في تمثيل أنواع معينة لدى الأطفال المصابين بالتوحد. تلعب الفطريات، التي غالبًا ما يتم تجاهلها في أبحاث الميكروبيوم، دورًا حيويًا في تحلل المواد العضوية وتنظيم الجهاز المناعي. وقد يساهم المظهر الفطري المتغير في تعطل العلاقة بين الأمعاء والدماغ في التوحد.

علاوة على ذلك، حددت الدراسة 12 مسارًا استقلابيًا تم التعبير عنها بشكل مختلف لدى الأطفال المصابين بالتوحد. وتشارك هذه المسارات في تكسير وتخليق الأحماض الأمينية والكربوهيدرات والمواد المغذية الأخرى. وقد تؤثر التغيرات في هذه المسارات على الأمعاء والدماغ، مما يؤدي إلى الأعراض المميزة للتوحد.

• كشف العالم الخفي لميكروبيوم الدماغ وعلاقته بالأمراض العصبية
• ما هي مصادر الميكروبيوم لدى الأطفال حديثي الولادة؟
• تأثير الأنظمة النباتية على القلب والدماغ
• التشخيص المبكر لمرض التوحد بالذكاء الاصطناعي
• التوحد مرتبط بشكل وثيق مع اضطراب الحواس

حدود جديدة في تشخيص وعلاج التوحد

إن اكتشاف الرابط بين ميكروبيوم الأمعاء والتوحد يفتح آفاقًا جديدة في تشخيص وعلاج هذه الحالة المعقدة. تصور مستقبل حيث يمكن لعينة بسيطة من البراز أن تساعد في تشخيص التوحد، مما يسمح بالتدخلات المبكرة والعلاجات الأكثر فعالية. ومع هذا البحث، فإننا نقترب خطوة واحدة من تحقيق هذا المستقبل.

إن التأثير المحتمل كبير، خاصة بالنسبة للأطفال في المجتمعات المحرومة الذين قد لا يحصلون على الرعاية المتخصصة. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي هذا البحث إلى تطوير استراتيجيات علاجية جديدة تستهدف ميكروبيوم الأمعاء، مما يوفر أملًا جديدًا للأفراد المصابين بالتوحد. وبينما نواصل كشف أسرار العلاقة بين الأمعاء والتوحد، قد نكتشف طرقًا أكثر إثارة للدهشة والتي يشكل بها أصدقاؤنا الميكروبيوم حياتنا.

المصادر:

Autism in Children Linked to Changes in Gut Microbiome, Study Finds / science alert