محاكاة رقمية للأمعاء تبشر بعصر البروبيوتيك المخصص للصحة

المملكة العربية السعودية - وكالة أنباء إخباري

محاكاة رقمية للأمعاء تبشر بعصر البروبيوتيك المخصص للصحة

تُشكل صحة الأمعاء محور اهتمام متزايد في الأوساط العلمية والطبية، حيث يمثل الميكروبيوم المعوي نظامًا بيئيًا معقدًا يؤثر على جوانب متعددة من صحة الإنسان. في هذا السياق، تبرز دراسة رائدة نُشرت مؤخرًا في مجلة PLOS Biology، لتكشف عن إمكانات ثورية لـ 'محاكاة الأمعاء الرقمية' في تحديد فعالية البروبيوتيك بشكل فردي، مما يمهد الطريق لعصر جديد من الطب الشخصي في مجال صحة الجهاز الهضمي. هذه التطورات الواعدة تشير إلى أن تحديد سلالات البكتيريا المغذية التي يحتاجها جسم الفرد قد يصبح قريبًا أمرًا بسيطًا مثل إجراء محاكاة حاسوبية مفصلة.

لطالما كانت البروبيوتيك، التي تُسوق على نطاق واسع في صورة حبوب ومنتجات ألبان ومشروبات، توعد بتحسين 'صحة الأمعاء'. ومع ذلك، فإن فعاليتها كانت متفاوتة، حيث أن النهج الحالي 'مقاس واحد يناسب الجميع' لم يثبت فائدة موثوقة لجميع المستهلكين. هنا يأتي دور الابتكار العلمي الجديد: نماذج المحاكاة الأيضية على نطاق المجتمعات الميكروبية. تُبنى هذه النماذج على المعرفة المتراكمة حول كيفية استهلاك البكتيريا المعوية للطعام واستخدامه، مما يتيح للباحثين محاكاة ما سيحدث إذا تم إدخال سلالة بكتيرية معينة إلى أمعاء فرد ما. يوضح شون جيبونز، باحث الميكروبيوم في معهد بيولوجيا الأنظمة في سياتل، أن هذه النماذج تسمح لهم بـ 'رؤية ما إذا كانت ستنمو، وماذا ستفعل إذا نمت'، مضيفًا: 'اعتقدنا أن هذا النوع من منصات النمذجة يمكن أن يسمح لنا بتحديد الاستجابات الشخصية وربما حتى تصميم تدخلات مخصصة'.

دقة غير مسبوقة في التنبؤ

لتقييم دقة هذه النماذج، استخدم جيبونز وزملاؤه بيانات موجودة من دراستين سابقتين. الأولى اختبرت فوائد 'السينبيوتيك' (مزيج من البروبيوتيك والألياف البريبايوتيكية) لمرضى السكري من النوع الثاني. أما الثانية، فقد قيمت علاجًا بيولوجيًا حيًا عالي الجودة لمرضى يعانون من التهابات المطثية العسيرة المتكررة. في كلتا الدراستين، أظهرت السلالات البكتيرية المضافة نتائج صحية واعدة لبعض الأفراد دون غيرهم، مما دفع الفريق إلى استخدام النماذج لفهم سبب هذا التباين.

باستخدام ملفات تعريف الميكروبيوم الأساسية للمرضى قبل التدخل، تمكن الفريق من التنبؤ بدقة تتراوح بين 75 و 80 بالمائة بمدى استقرار البكتيريا أو 'انغراسها' في الأمعاء. كما تنبأ النموذج بدقة بالعديد من الزيادات في إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة، والتي يُعتقد أنها تدعم صحة الأمعاء. أشار كريستوف كاليتا، عالم بيولوجيا الأنظمة في جامعة كيل بألمانيا، الذي لم يشارك في الدراسة، إلى دهشته من هذه الدقة، قائلاً: 'لقد فوجئت حقًا بإمكانية التنبؤ بالانغراس بدقة عالية في سياق معقد كهذا'. ومع ذلك، حذر كاليتا من أن الدراسة ركزت على التغيرات قصيرة المدى، مشيرًا إلى أن 'الانغراس طويل الأمد نادرًا ما يُلاحظ... من الناحية المثالية، ترغب في أن تحافظ هذه الأنواع البروبيوتيكية على تأثيرها المفيد لفترة أطول'.

تطبيقات واعدة ومستقبل الطب الشخصي

لم يقتصر عمل الفريق على التنبؤ بالانغراس فحسب، بل بحثوا أيضًا في النتائج الصحية المرتبطة بنمو بكتيريا معينة. وجدوا أن معدلات النمو الأعلى لبكتيريا 'أكيرمانسيا موسينيفيلا' كانت مرتبطة بتحكم أفضل في نسبة السكر في الدم بعد الوجبات. لتعزيز صحة نموذجهم، استخدم الباحثون أيضًا بيانات من مجموعة من الأفراد الأصحاء الذين اتبعوا أنظمة غذائية غنية بالألياف. حتى في هذه الحالات، تنبأ النموذج بدقة بكيفية استجابة أمعائهم لنظامهم الغذائي الجديد.

تقدم هذه الدراسة مفهومًا إثباتيًا لمستقبل قد يتمكن فيه طبيبك من 'اختبار' بروبيوتيك في نموذج رقمي لأمعائك قبل أن تتناول أي حبة. يرى جيبونز أن القدرة على 'أخذ نموذج شخص واحد ومحاكاة آلاف التدخلات في غضون دقائق أو ساعات' سيوفر 'توأمًا رقميًا' يمكن أن يقدر الاستجابات الفردية للأشخاص. قبل الوصول إلى هذا النطاق الواسع، يخطط جيبونز وفريقه لإجراء تجربة سريرية مستقبلية لتقييم ما إذا كان التدخل الفردي المبتكر سيكون أكثر فعالية من العلاجات العامة.

تؤكد الدراسة على أن ما يُعتبر بكتيريا 'جيدة' يعتمد بشكل كبير على الفرد والبيئة المحيطة به. يلخص نيك كوين-بومان، باحث الميكروبيوم في معهد الأنظمة، هذه الفكرة بقوله: 'الكثير من هذه البكتيريا مفيدة فقط في سياقات معينة. لا معنى لوجود مجموعة من البروبيوتيك ذات الحجم الواحد الذي يناسب الجميع'. ويشير كوين-بومان إلى أن نماذج مماثلة يمكن أن تساعد في نهاية المطاف في تصميم علاجات ميكروبيوم مخصصة، بدلاً من مجرد الاختيار من الأدوية الجاهزة. هذا التحول نحو الطب الدقيق يمثل خطوة حاسمة نحو فهم أعمق للبيولوجيا البشرية وتطوير حلول صحية أكثر فعالية وتخصيصًا.

اقرأ المزيد على Ekhbary.com