اكتشف باحثون في الولايات المتحدة واليابان آلية جديدة تربط تصلب أنسجة الغضروف المرتبط بالعمر بقمع بروتين رئيسي مرتبط بطول العمر. حيث تعزز هذه النتائج فهم الآليات التي تؤدي إلى تدهور المفاصل التي تسبب هشاشة العظام، وفقًا لمؤلفي دراسة جديدة نُشرت اليوم (الثلاثاء) بمجلة «نيتشر كوميونيكيشنز»، حسب ما ذكر موقع «ميديكال إكسبريس» الطبي المتخصص.
ويؤدي تصلب المصفوفة المرتبط بالعمر في الغضروف المفصلي إلى بدء الإشارات الميكانيكية الناقلة للأمراض، ما ينتج عنه حدوث خلل وظيفي في الغضروف بالإضافة إلى اضطراب سلامته من خلال فرط «ميثيل كلوثو».
وفي الدراسة الجديدة، أظهر الباحثون أن زيادة تصلب المصفوفة خارج الخلية (وهي شبكة من البروتينات والجزيئات الأخرى التي تحيط وتدعم الأنسجة في الجسم) أدت إلى انخفاض ما يسمى «بروتين طول العمر» يسمى (كلوثو – α-Klotho) في غضروف الركبة بسبب التغيرات اللاجينية. وهذا الانخفاض أتلف الخلايا الغضروفية السليمة. وعلى العكس من ذلك، فإن تعريض الخلايا الغضروفية المسنة لمصفوفة أكثر ليونة خارج الخلية أعاد غضروف الركبة إلى حالة أكثر شبابًا.
ونظرًا لأن تصلب المصفوفة خارج الخلية هو سمة مميزة لشيخوخة الغضروف، فإن هذه النتائج توضح الدور الذي يلعبه كلوثو في تكوين هشاشة العظام، ويقدم أهدافًا علاجية محتملة جديدة لاستعادة صحة الغضروف.
فقد لاحظ الباحثون أيضًا أن نتائجهم قد تكون قابلة للتطبيق على الخسائر التي تسببها العوامل اللاجينية الناتجة عن الشيخوخة على الأنسجة الأخرى في جميع أنحاء الجسم.
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، يقول الدكتور فابريسيا أمبروسيو المدير الافتتاحي لمركز «أتلانتيك تشارتر ديسكفري» لاستعادة العضلات والهيكل العظمي بمعهد «شوين آدمز» للأبحاث بشبكة سبولدينج لإعادة التأهيل عضو كلية العلوم الطبية والطب الفيزيائي وإعادة التأهيل بكلية الطب بجامعة هارفارد «ان هذا البحث يعزز فهمنا الآلي لسبب حدوث هشاشة العظام في المقام الأول، ويمهد الطريق لتطوير علاجات لمنع هذه التغييرات. ومثل هذه العلاجات مهمة لأنه لا توجد حاليًا علاجات معدلة لمرض هشاشة العظام. ونظرًا لأن تصلب المصفوفة هو سمة من سمات الأنسجة القديمة في جميع أنحاء الجسم، فإننا نتوقع أن هذه النتائج قد تكون لها أيضًا آثار تتجاوز إصلاح الغضاريف في مجال أبحاث الشيخوخة».

فحص السبب الجذري لتلف الغضروف الذي لا يمكن إصلاحه

تحدث هشاشة العظام عندما يتيبس الغضروف في المفصل ويبدأ في الانهيار، ما يؤدي إلى إتلاف العظام الأساسية والألم والتورم والشعور بالتصلب.
هشاشة العظام هي الشكل الأكثر شيوعًا لالتهاب المفاصل؛ حيث تؤثر على ما يقرب من 32.5 مليون فرد في الولايات المتحدة وحدها (من المتوقع أن ترتفع المعدلات مع شيخوخة السكان واتجاهات السمنة).
ويمكن أن يتداخل مرض هشاشة العظام بشكل كبير مع قدرة الشخص على أداء المهام اليومية الروتينية؛ فحوالى نصف البالغين المصابين بهذه الحالة هم في سن العمل، ما يؤثر على قدرتهم على كسب لقمة العيش.
ولا توجد حاليًا علاجات لعكس تصلب هذا الغضروف والضرر الناتج عنه. فيما تهدف العلاجات مثل التمارين الرياضية وفقدان الوزن والعلاج الطبيعي والأدوية والحقن وجراحة استبدال المفاصل إلى تقليل الألم وتحسين الحركة. فيما يسعى الباحثون بشكل متزايد إلى فهم دور الوراثة اللاجينية بشكل أفضل، أو كيف يمكن للتغييرات في السلوكيات والبيئة مع تقدم الناس في العمر أن تغير كيفية عمل الجينات، ويمكن أن تؤثر على الأنسجة وعمليات المرض في جميع أنحاء الجسم.
وباستخدام تقنية مطياف الكتلة المتقدمة، رسم الباحثون مسار التغيرات الهيكلية والبروتينية في الفئران المصابة بالتهاب مفاصل الركبة على مدار حياتها ووفقًا للجنس. ثم قارنوا نتائجهم بالفهم الحالي لالتهاب مفاصل الركبة عند البشر.
كما وجد الباحثون أن «كلوثو» كان متورطًا بشكل كبير في العملية الجزيئية التي أدت إلى هشاشة العظام. وكان هذا العمل امتدادًا للدراسات السابقة التي أظهرت أن كلوثو يحمي الميتوكوندريا داخل العضلات الهيكلية ويلعب دورًا رئيسيًا في تجديد العضلات الهيكلية بعد الإصابة. لكن مع تقدم الناس في العمر، تنخفض مستوياته لديهم، ولهذا السبب يشار إليه على أنه بروتين طول العمر.
وفي هذا الاطار، كشف التحليل الجديد أنه عندما أصبحت أنسجة غضروف الركبة أكثر صلابة، تم قمع الجين الذي يرمز لكلوثو. ولقد تحقق الباحثون من ذلك في نماذج من الخلايا الغضروفية الصغيرة والكبيرة المسؤولة عن تكوين الغضاريف، والتي تم زرعها في بيئات مصممة لتقليد صلابة الأنسجة الصغيرة والكبيرة.
وبينما بدت الخلايا الغضروفية الصغيرة قديمة عند وضعها على سطح صلب بسبب فقدان كلوثو، إلّا ان الباحثين عندما قاموا بحماية الخلايا من الصلابة في بيئتهم لاحظوا صحة الخلايا الغضروفية، وذلك وفق ما افاد الدكتور هيروتاكا إيجيما الأستاذ المساعد بالمعهد للأبحاث المتقدمة وكلية الدراسات العليا للطب بجامعة ناغويا.
ومن المثير للاهتمام أيضا، أن تحليل الباحثين كشف أيضًا أن حدوث هشاشة العظام زاد في ذكور الفئران مع تقدم العمر، بينما لم تظهر إناث الفئران أي ظهور للمرض وتم الحفاظ على أنسجة الغضاريف بشكل عام. وتختلف هذه النتيجة غير المتوقعة عن الاستجابة التي لوحظت عند الأشخاص؛ حيث تكون النساء بعد انقطاع الطمث أكثر عرضة للإصابة بالتهاب مفاصل الركبة الحاد أكثر من الرجال. لكن هذه النتائج تتطلب مزيدًا من الدراسة، وفقًا لمؤلفي الدراسة، الذين يؤكدون «أن هناك مشروعا قيد التنفيذ في مختبر الدكتور أمبروسيو لفحص آثار انقطاع الطمث على التهاب مفاصل الركبة على المستوى الجزيئي».

البحث المستقبلي يهدف لمعالجة الفجوات العلاجية في الحالات المرتبطة بالعمر

ومع أحدث النتائج، يخطط الباحثون لدراسة ما إذا كانت هناك طرق للتدخل في عملية المرض التي تؤدي إلى هشاشة العظام، مثل سد المسار الذي يقمع كلوثو، حتى في مواجهة بيئة مصفوفة قاسية خارج الخلية. ويأملون في إمكانية استخدام النتائج التي توصلوا إليها لتطوير علاجات لهشاشة العظام وغيرها من الحالات التي تسببها الشيخوخة.
ويؤكد الدكتور أمبروسيو «نحن مهتمون بتقييم ما إذا كان التنظيم اللاجيني لكلوثو وعوامل طول العمر الأخرى بواسطة المصفوفة خارج الخلية قد يساعد في تفسير التدهور الوظيفي للأنسجة في جميع أنحاء النظام».