قد تحمل البيولوجيا المتطرفة للثعابين أدلة لعلاج الأمراض البشرية: NPR
تتمتع الثعابين بالعديد من السمات غير العادية التي يدرسها العلماء بحثًا عن أدلة محتملة لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان.
آري دانيال لـ NPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
آري دانيال لـ NPR
للاكتشافات الجديدة، والألغاز اليومية، والعلوم وراء العناوين الرئيسية، اتبع بودكاست الموجة القصيرة على NPR.
عندما تبنت سكيب ماس لأول مرة أغرابينا، وهي ثعبان كروي مرقش، لم تأكل منذ 14 شهرًا.
ولكن كما لاحظ سريعًا، كانت لا تزال عبارة عن ملف مشدود من العضلات المحملة بنابض. عندما قدمت مع فأر، ضربت بسرعة، وضغطت عليه ثم التهمت وجبتها.
وبعد ذلك قام جسدها بعمل فذ آخر تشتهر به الثعابين: فقد قام بتسريع عملية التمثيل الغذائي بشكل كبير للتعامل مع التدفق المفاجئ للبروتين والدهون، كما يقول ماس، “للمساعدة في تحطيم تلك الوجبة واستخراج جميع عناصرها الغذائية”.
يفضل معظم الناس الابتعاد عن الثعابين، وذلك لسبب وجيه. يمكن أن تكون الضربة السريعة التي يتبعها انقباض لا هوادة فيه قاتلة. لكن ماس، عالم الأحياء الجزيئية في جامعة كولورادو بولدر، وزملاؤه يقولون إن هذه الثعابين قد تحمل أسرارًا يمكن أن تساعد الناس على العيش لفترة أطول وأفضل.
بالإضافة إلى قدرتهم على الصيام لأسابيع أو أشهر مع الحفاظ على قوة العضلات، فإنهم قادرون على النمو وتقليص قلوبهم وأعضائهم الأخرى أثناء العيد والمجاعة دون أي مشكلة على ما يبدو.
عالم الأحياء الجزيئية سكيب ماس يحمل ثعبانه الكروي الأليف أجرابينا إلى جانب زملائه الباحثين في الثعبان جاك جوجيل (يسار)، وتومي مارتن (يمين)، ويوشياو تان (أقصى اليمين)، في بولدر، كولورادو.
آري دانيال لـ NPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
آري دانيال لـ NPR
تقول ليزلي لينواند، عالمة الوراثة التي كانت أول من توصل قبل عقدين من الزمن إلى فكرة ترجمة الخصائص البيولوجية الفريدة للثعابين إلى علاجات طبية: “من المنطقي جدًا أن تمتلك الثعابين، لأنها تعيش في مثل هذه البيئات القاسية، أسرارًا تنطبق على البشر”.
وهي حاليًا مسؤولة العلوم التنفيذية في معهد BioFrontiers بجامعة CU Boulder. ويدير مختبرها مشروعًا بحثيًا مستمرًا يدرس الزواحف، وينشر بانتظام النتائج التي يأملون أن تؤدي إلى اكتشافات طبية.
ويقول ماس، الذي أكمل مؤخراً درجة الدكتوراه: “إن الثعابين تتكيف بشكل كبير مع أسلوب حياتها”. في مختبر لينواند. “أعتقد أنها طريقة رائعة حقًا للنظر إلى شيء اكتشفه التطور بالفعل لاستلهامه.”
التجديد الداخلي الدراماتيكي للبايثون
إحدى السمات المتطرفة بشكل خاص للثعبان هي عملية التمثيل الغذائي، وهو المعدل الذي يمكنه من خلاله تحويل الطعام إلى طاقة قابلة للاستخدام.
يقول تومي مارتن، الأستاذ المساعد في المركز الطبي بجامعة نبراسكا والباحث السابق في مختبر لينواند: “تزيد الثعابين عملية التمثيل الغذائي لديها من 10 إلى 40 مرة بعد الرضاعة، اعتمادًا على حجم الوجبة”.
ليزلي لينواند هي عالمة وراثة، كانت أول من توصلت قبل عقدين من الزمن إلى فكرة ترجمة الخصائص البيولوجية الفريدة للثعابين إلى علاجات طبية.
آري دانيال لـ NPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
آري دانيال لـ NPR
يقول جاك جوجيل، عالم الأحياء الجزيئية في جامعة كولورادو بولدر والطالب السابق في جامعة لينواند، إن هذا “يعادل حصان سباق كنتاكي ديربي في حالة سكون، مقارنة بوقت ركضه حول المضمار”. لكنه يشير إلى أن الثعابين يمكنها الحفاظ على “تلك الحالة الأيضية العالية لعدة أيام أثناء هضم الوجبة”.
للتعامل مع هذا التمثيل الغذائي الفائق، يخضع جسم الثعبان لعملية تجديد مثيرة. يقول جوجيل: “سوف تنمو أعضائهم بالفعل”. ويشمل ذلك قلب الثعبان، ليتمكن من ضخ المزيد من الدم والأكسجين لهضم الوجبة.
يمكن أن يزيد حجم قلوب البشر أيضًا سنين. عندما يكون هذا النمو بسبب ارتفاع ضغط الدم أو نوبة قلبية، يظل القلب متضخمًا ويتصلب — مع احتمال حدوث عواقب مميتة.
ويضيف جوجيل: “بعض الناس، بغض النظر عما يفعلونه، حتى لو كان لديهم نظام غذائي مثالي ويمارسون الرياضة كل يوم، فإنهم سيظلون مصابين بأمراض القلب”.
ومع ذلك، في الثعابين، بعد شهر أو نحو ذلك من تناول الوجبة، يعود قلبها إلى حجمه السابق.
يقول جوجيل: “كنا مهتمين حقًا بمعرفة – حسنًا، ما هي الإشارات التي تخبر هذا القلب بأن يكبر؟”. “وبعد ذلك أيضًا، ما هي الإشارات التي تخبر القلب بالعودة إلى حجمه الطبيعي؟”
إن الإجابة على مثل هذه الأسئلة قد تقدم نظرة ثاقبة حول كيفية إيقاف أو حتى عكس نمو القلب الإشكالي لدى الأشخاص.
يقوم يوشياو تان، عالم الأحياء الجزيئية في جامعة كولورادو بولدر، بإجراء أبحاث حول خلايا قلب الثعبان. هنا يقف مع لعبة الثعبان في المختبر.
آري دانيال لـ NPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
آري دانيال لـ NPR
كشف يوشياو تان، عالم الأحياء الجزيئية في جامعة كولورادو بولدر والذي أشرف عليه لينواند، عن رؤية مهمة أخرى في دراسة ستُنشر قريبًا. ويقول: “لا يمكن أن يصبح قلبهم أكبر حجمًا فحسب، بل إن خلايا عضلات القلب لديهم أيضًا تتزايد أعدادها بعد تناول الطعام”.
الأمر مختلف عند البشر. يوضح تان: “عندما يعاني الناس من نوبة قلبية، ينتهي بهم الأمر إلى الحصول على ندبة على قلوبهم لأن خلايا عضلة القلب لدينا غير قادرة على التكاثر وإصلاح الندبة”.
لا يزال البحث في مختبر لينواند جاريًا، ولكن من الممكن أن تحمل الثعابين أدلة حول كيفية إعادة تشكيل قلوب البشر لتحسين صحة القلب في مراحل مختلفة من الحياة.
من العضلات والجزيئات
وهناك خط آخر من الأبحاث التي يتابعها هؤلاء الباحثون يتعلق بقدرة الثعبان الواضحة على مقاومة ضمور العضلات.
لنأخذ على سبيل المثال أغرابينا، ثعبان ماس الأليف. حتى بعد أشهر من عدم تناول الطعام وبالكاد تتحرك، عندما وجدت موقع الفأر الذي عرضه عليها، “كانت قوية بما يكفي لتضييق نطاقه تمامًا. وكانت قادرة تمامًا”، كما يقول. “لقد فقدت القليل جدًا من قوة العضلات على الرغم من صيامها طوال هذا الوقت.”
يقول لينواند: “لا أعرف أي مخلوق آخر يمكنه القيام بهذا النوع من الصيام دون فقدان وظيفة العضلات”. وتعتقد أن هذه القدرة يمكن أن تؤدي يومًا ما إلى علاجات للأشخاص الذين يعانون من ضمور العضلات مع تقدمهم في السن.
ويقول لينواند إن العمليات الهضمية لدى الثعبان لديها شيء تعلمنا إياه أيضًا، مشيرًا إلى عدد لا يحصى من الجزيئات الصغيرة التي يتم إنتاجها عندما يقوم الحيوان بتكسير الوجبة. “أعتقد أن هذا يمكن أن يكون ما نسميه منجم الذهب.”
في الواقع، شارك لينواند في تأليف ورقة بحثية نُشرت هذا الربيع في المجلة الأيض الطبيعي، مع متعاونين من مجموعة متنوعة من المؤسسات، يصفون جزيئًا يتدفق عبر دماء كل من الثعابين البورمية والكرة التي ارتفعت ألف مرة بعد الرضاعة.
يقول لينواند: “لو كنت شخصًا يراهن، لأراهن أن الشيء الذي يتغير آلاف المرات هو على الأرجح يفعل شيئًا مهمًا”.
وأكدت الدراسة شكوكها. يقول جوجيل إن الجزيء، الذي يسمى pTOS، يبدو أنه يعمل كمثبط للشهية من خلال استهداف منطقة ما تحت المهاد في الدماغ.
يقف جاك جوجيل مع ثعبان أليف حول رقبته أمام فلاتيرونز، وهي ألواح الحجر الرملي الشهيرة التي تساعد في جعل بولدر جنة المتسلقين. كان جوجل يبحث في كيفية قدرة الثعابين على زيادة حجم قلوبها بسرعة.
آري دانيال لـ NPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
آري دانيال لـ NPR
ويقول: “عندما نعطي هذا الجزيء للفئران البدينة، فإنها تأكل أقل وتفقد الوزن”.
تشيد جاسمين كاماتشو، عالمة الأحياء التطورية في معهد ستورز للأبحاث الطبية، بعمل الثعبان باعتباره طريقة أخرى للبحث في أماكن غير متوقعة عن أدوية وعلاجات محتملة. وتقول: “بالذهاب إلى هذا الحيوان المتطرف، تم التعبير عن هذا الجزيء بمستوى أعلى بطريقة برزت للتو”.
تدرس كاماتشو، التي لم تشارك في أبحاث الثعبان، الخفافيش التي تعتقد أنها قد تحتوي على أسرار لمكافحة مرض السكري لأنها يمكن أن تستهلك كميات كبيرة من الرحيق دون أي مشاكل صحية واضحة.
وتقول: “لقد كان التطور يجري تجارب طبيعية منذ مئات الملايين من السنين”. “وبالتالي، من خلال دراسة هذه التكيفات، نبدأ في التفكير في طرق أخرى يمكن لأجسامنا أن تعمل بها.”
نهضة مستوحاة من الحيوان
إن أدوية إنقاص الوزن GLP-1، مثل Ozempic، خرجت من الأبحاث التي أجريت على سحلية جيلا الوحشية السامة. ويأمل جوجل في التوصل إلى مسار مماثل للجزيء الجديد الذي كشفت عنه دراسات الثعبان.
ويقول: “أعتقد أن هناك إمكانات كبيرة في السوق لدواء يمكنه على وجه التحديد تثبيط الشهية في الدماغ لمساعدة الأشخاص على فقدان الوزن”.
ولتحقيق هذه الغاية، قام جوجل ولينواند ومارتن وجوناثان لونج من جامعة ستانفورد بتشكيل شركة تسمى أركانا ثيرابيوتيكس لتطوير هذا الاكتشاف وغيره من الاكتشافات إلى أدوية وعلاجات جديدة. يقول مارتن إنهم يأملون في النظر إلى ما هو أبعد من الثعابين إلى الأنواع الأخرى التي تم تجاهلها.
أشلي زيندر هو الرئيس التنفيذي لشركة Fauna Bio، وهي شركة تبحث عن علاجات مقاومة الأمراض بين الثدييات المجهزة بتكيفات فريدة. وتقول إن النهج الذي يتبعه فريق لينواند في جامعة كولورادو بولدر يمكن أن يوسع نطاق اكتشاف الأدوية.
وتقول: “يمكنك العثور على هذه الجزيئات النشطة بيولوجيًا القوية حقًا في هذه الأنواع المتطرفة، لأنها كانت مكتملة من الناحية التطورية، ويمكننا استخدام ذلك في الأدوية”.
يقول زيندر إن هناك تحديات تواجه هذا النهج، بطبيعة الحال، بما في ذلك تعلم كيفية رعاية الحيوانات في المختبر، والاضطرار إلى اكتشاف أعمالها الداخلية المعقدة من الصفر.
لكن زيندر يرى أن المكافأة يمكن أن تكون علاجات محتملة لآلامنا مستمدة من شجرة الحياة العظيمة. وتقول: “أعتقد أن هناك الكثير الذي يمكننا تعلمه من خلال إعادة أنفسنا إلى تلك الشجرة التطورية والقول: ما الذي يمكننا تعلمه من هذه الحيوانات الأخرى؟”.
“وأعتقد أن ما سيفعله ذلك في نهاية المطاف هو جعلنا نقدر حقًا قيمة هذا التنوع.”
