يعاني نوبواكي ناجاشيما من متلازمة ويرنر ، التي تجعل جسده يشيخ بسرعة فائقة. تعلمنا هذه الحالة المزيد حول ما يتحكم في جيناتنا ، ويمكن أن تساعدنا في النهاية على معرفة المزيد حول كيفية تقدمنا في العمر.
كان نوبواكي ناجاشيما في منتصف العشرينات من عمره عندما بدأ يشعر وكأن جسده ينهار. كان مقره في هوكايدو ، المحافظة الواقعة في أقصى شمال اليابان ، حيث كان عضوًا في الجيش لمدة 12 عامًا ، حيث كان يمارس التدريبات بقوة في الثلج. حدث ذلك شيئًا فشيئًا - إعتام عدسة العين في سن 25 عامًا ، وآلام في وركيه في سن 28 ، ومشاكل جلدية في ساقه في سن الثلاثين.
في سن 33 ، تم تشخيص حالته بأنه مصاب بمتلازمة ويرنر ، وهو مرض يتسبب في شيخوخة الجسم بسرعة كبيرة. من بين أمور أخرى ، يظهر على شكل تجاعيد وفقدان الوزن وشيب الشعر والصلع. ومن المعروف أيضًا أنها تسبب تصلب الشرايين وفشل القلب والسكري والسرطان.
[مصدر الصورة: ماكس ياماشيتا / Unsplash ]
قابلت ناجاشيما تحت الضوء الأبيض لغرفة مستشفى جامعة تشيبا ، على بعد حوالي 25 ميلاً غرب طوكيو. يغطي قبعة رمادية لصاحب الجرائد رأسه الخالي من الشعر والنمش ببقع في الكبد. خفقت حواجبه إلى القليل من الخصلات. تساعد النظارات ذات الحواف السوداء في ضعف بصره ، واستبدال مفاصل وركه بمفاصل اصطناعية بعد التهاب المفاصل - ويؤلمه وهو يقف ليمشي ببطء عبر الغرفة. هذه الأمراض التي قد تتوقع رؤيتها في عمر 80 عامًا. لكن ناجاشيما تبلغ من العمر 43 عامًا فقط.
أخبرني أنه دخل وخرج من المستشفى منذ تشخيص إصابته. أن تدهور صحته أجبره على ترك الجيش. أجرى ناجاشيما خمس أو ست عمليات جراحية ، من أصابع قدميه إلى الوركين إلى العينين ، لعلاج الأمراض المرتبطة بالشيخوخة. فقد 15 كيلوغراماً منذ أن تم تشخيص حالته لأول مرة. إنه يحتاج إلى عصا للمشي للقيام بمسافة تزيد عن بضعة أمتار ، ولديه وظيفة مؤقتة في City Hall ، والذهاب إلى المكتب عندما يسمح جسده بذلك ولكن العمل من المنزل عندما لا يفعل ذلك.
يتذكر أنه كان يقود سيارته إلى المنزل بعد تشخيص إصابته ، وهو يبكي على نفسه. عندما أخبر والديه ، اعتذرت والدته عن عدم إنجابه شخصًا أقوى. لكن والده أخبره أنه إذا كان بإمكانه تحمل هذا المرض ، فهو بالفعل قوي ، وربما يتعلم منه العلماء ، ويكتسبون المعرفة التي يمكن أن تساعد الآخرين.
بصرف النظر عن الكروموسومات الجنسية X و Y ، فإننا نرث نسختين من كل جين في أجسادنا - واحدة من أمنا والأخرى من والدنا. متلازمة ويرنر هي ما يسمى بالاضطراب الصبغي الجسدي المتنحي ، مما يعني أنها تظهر فقط عندما يرث الشخص نسخة متحولة من جين يسمى WRN من كلا الوالدين.
والدا ناجاشيما يتقدمان في السن بشكل طبيعي. كل منهم لديه نسخة وظيفية واحدة من WRN ، لذلك لا تظهر على أجسامهم أي أعراض للمرض. لكنه كان من المؤسف أنه تلقى نسختين متحورتين من WRN. لا يزال أجداده على قيد الحياة وكذلك قد يتوقعه المرء لزوجين في التسعينيات من العمر ، والعائلة ليست على دراية بأي حالات أخرى لفيرنر في تاريخ عائلتهم.
تم اكتشاف WRN فقط في عام 1996 ، ومنذ ذلك الحين كانت هناك أمثلة قليلة على Werner. اعتبارًا من عام 2008 ، لم يكن هناك سوى 1،487 حالة موثقة في جميع أنحاء العالم ، منها 1128 حالة في اليابان.
لئلا يبدو هذا وكأنه حالة يابانية فريدة ، يعتقد جورج مارتن ، المدير المشارك للسجل الدولي لمتلازمة ويرنر بجامعة واشنطن ، أن عدد الحالات الفعلية على مستوى العالم أعلى بحوالي سبع مرات من الأرقام المسجلة اليوم. ويقول إن معظم الحالات حول العالم لن تلفت انتباه أي أطباء أو سجلات.
رقم 333 المعنى
ويرجع الاختلال الهائل في التوازن في القضايا اليابانية إلى عاملين. أولاً ، الجبال والجزر في المناظر الطبيعية اليابانية والتأثير المنعزل الذي أحدثه على السكان عبر التاريخ - كان الناس في المناطق الأكثر عزلة في الماضي أكثر عرضة لإنجاب أطفال مع شخص يشبههم جينيًا. لوحظ تأثير مماثل في جزيرة سردينيا الإيطالية ، والتي تحتوي أيضًا على مجموعة من حالات Werner. ثانيًا ، الطبيعة المذهلة للحالة ، والوتيرة العالية التي تظهر بها في اليابان (تؤثر على ما يقدر بواحد من كل مليون شخص في جميع أنحاء العالم ولكن واحد من كل 100000 في اليابان) ، يعني أن النظام الطبي الياباني أكثر وعيًا من معظم الناس عند متلازمة ويرنر. يبدو.
في مستشفى جامعة تشيبا ، لديهم سجلات لـ 269 مريضًا تم تشخيصهم إكلينيكيًا في المجموع ، 116 منهم ما زالوا على قيد الحياة. واحد منهم هو ساتشي سوجا ، الذي لا يمكنه التنقل إلا على كرسي متحرك. عضلاتها ضعيفة للغاية لدرجة أنها لم تعد قادرة على الصعود والخروج من الحمام ، مما يجعل من الصعب مواكبة ممارسة ofuro اليابانية ، وهي طقوس الاسترخاء كل ليلة في حوض عميق من الماء الساخن. اعتادت طهي الإفطار بانتظام لنفسها ولزوجها ، لكنها الآن لا تستطيع الوقوف عند الموقد لأكثر من دقيقة أو دقيقتين في المرة الواحدة. لقد لجأت إلى تحضير حساء ميسو سريع التحضير في الليلة السابقة ، والذي يأكله قبل مغادرته للعمل في الساعة 5.30 صباحًا.
شوقا التي تشبه وايف في شعر مستعار أسود قصير ، لها معصم صغير رقيق كالزجاج ، وتتحدث إلي بصوت أجش وحلق. أخبرتني عن عاملة المساعدة المنزلية التي تزورها ثلاث مرات في الأسبوع للمساعدة في لف ساقيها المغطاة بالقرحة بضمادات. لديها ألم شديد في الظهر والساق. لقد شعرت بالألم الشديد ، وأردت قطع ساقي. ومع ذلك ، على الجانب الإيجابي ، تجاوز الرجل البالغ من العمر 64 عامًا متوسط العمر المتوقع عند حوالي 55 عامًا للأشخاص المصابين بمتلازمة ويرنر.
لا يحضر تشيبا حاليًا سوى عدد قليل من الأشخاص مع Werner. في الآونة الأخيرة ، بدأوا مجموعة دعم. يقول شوقا: بمجرد أن بدأت محادثتنا ، نسيت الألم تمامًا. يقول ناجاشيما إن الاجتماعات غالبًا ما تنتهي بنفس السؤال: لماذا أنا مصاب بهذا المرض؟
إذا كنت ستفكك 23 زوجًا من الكروموسومات في إحدى خلاياك ، فسينتهي بك الأمر بحوالي مترين من الحمض النووي. يتم طي هذا الحمض النووي في مساحة تبلغ حوالي 10000 من تلك المسافة - أكثر ضغطًا حتى من أضيق تصميم للأوريجامي. يحدث هذا الانضغاط بمساعدة بروتينات تسمى الهستونات.
يمكن أن يكتسب الحمض النووي والهستونات التي تجمعه علامات كيميائية. هذه لا تغير الجينات الأساسية ، لكن لديها القدرة على إسكات أو تضخيم نشاط الجين. يبدو أن مكان وضع العلامات أو الشكل الذي تتخذه يتأثر بتجاربنا وبيئتنا - استجابةً للتدخين أو الإجهاد ، على سبيل المثال. يبدو أن البعض يعود إلى الصدفة العشوائية ، أو نتيجة طفرة ، كما هو الحال في السرطان. يطلق العلماء على هذا المشهد من العلامات الإبيجينوم. لا نعرف بعد بالضبط لماذا تضيف خلايانا هذه العلامات اللاجينية ، ولكن يبدو أن بعضها مرتبط بالشيخوخة.
استخدم ستيف هورفاث ، أستاذ علم الوراثة البشرية والإحصاء الحيوي بجامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، نوعًا واحدًا من هذه العلامات ، يُسمى علامات المثيلة ، لإنشاء ساعة فوق جينية ، كما يقول ، تنظر إلى ما وراء العلامات الخارجية للشيخوخة مثل التجاعيد أو الرمادي. الشعر ، لقياس عمرك بيولوجيًا بشكل أكثر دقة. يمكن قراءة العلامات من الدم والبول والأعضاء. أو عينات أنسجة الجلد.
[مصدر الصورة: ماكس ياماشيتا / Unsplash ]
قام فريق هورفاث بتحليل خلايا الدم من 18 شخصًا مصابًا بمتلازمة ويرنر. كان الأمر كما لو أن تعليم المثيلة كان يحدث بسرعة إلى الأمام: كان للخلايا عمر جيني أعلى بشكل ملحوظ من تلك الموجودة في المجموعة الضابطة دون Werner.
المعلومات الجينية الخاصة بـ Nagashima و Suga هي جزء من قاعدة بيانات تحتفظ بها جامعة تشيبا. هناك أيضًا قاعدة بيانات على مستوى اليابان لمتلازمة ويرنر والسجل الدولي في جامعة واشنطن. توفر هذه السجلات للباحثين رؤى حول كيفية عمل جيناتنا ، وكيفية تفاعلها مع الإبيجينوم ، وكيف يتناسب ذلك مع الشيخوخة ككل.
يفهم العلماء الآن أن WRN هو المفتاح لكيفية عمل الخلية بأكملها ، وكيف يعمل كل حمضنا النووي - في القراءة والنسخ والتكشف والإصلاح. يؤدي تعطيل WRN إلى عدم استقرار واسع النطاق في جميع أنحاء الجينوم. يتم تغيير سلامة الحمض النووي ، وتحصل على المزيد من الطفرات ... المزيد من الحذف والانحرافات. يقول جورج مارتن إن هذا منتشر في جميع الزنازين. يتم قطع القطع الكبيرة وإعادة ترتيبها. الشذوذ ليس فقط في الحمض النووي ولكن في العلامات اللاجينية المحيطة به أيضًا.
السؤال المليون دولار هو ما إذا كانت هذه العلامات هي بصمات للأمراض والشيخوخة أم علامات موجه الأمراض والشيخوخة - والموت في النهاية. وإذا كان هذا الأخير ، فهل يمكن أن يؤدي تعديل العلامات اللاجينية أو إزالتها إلى منع أو عكس أي جزء من الشيخوخة أو الأمراض المرتبطة بالعمر؟
[مصدر الصورة: ماكس ياماشيتا / Unsplash ]
قبل أن نتمكن من الإجابة على ذلك ، الحقيقة هي أننا لا نعرف سوى القليل نسبيًا عن العمليات التي يتم من خلالها إضافة العلامات اللاجينية بالفعل ولماذا. يرى هورفاث أن علامات المثيلة تشبه وجه الساعة ، وليس بالضرورة الآلية الأساسية التي تجعلها تدق. يمكن الإشارة إلى الصواميل والمسامير بواسطة أدلة مثل جين WRN ، وقد حصل باحثون آخرون على لمحات إضافية تحت السطح.في عامي 2006 و 2007 ، نشر الباحث الياباني شينيا ياماناكا دراستين وجدتا أن وضع أربعة جينات محددة - تسمى الآن عوامل ياماناكا - في أي خلية بالغة يمكن أن يعيدها إلى حالة جنينية سابقة ، وهي خلية جذعية ، يمكن تحويلها منها بعد ذلك. في أي نوع آخر من الخلايا. أصبحت هذه الطريقة ، التي حازت ياماناكا على جائزة نوبل ، مصدرًا رئيسيًا لدراسات الخلايا الجذعية. ولكن ما جعل هذا الأمر أكثر إثارة للاهتمام هو أنه يعيد تعيين العمر اللاجيني للخلايا إلى مرحلة ما قبل الولادة ، مما يمحو العلامات اللاجينية.
كرر الباحثون تجارب ياماناكا على الفئران المصابة بحالة تسمى متلازمة هتشينسون جيلفورد بروجيريا ، والتي لها أعراض مشابهة لفيرنر ولكنها تصيب الأطفال فقط (ويسمى ويرنر أحيانًا بروجيريا البالغين). من اللافت للنظر أن الفئران تجددت شبابها لفترة وجيزة ، لكنها ماتت في غضون يومين. كما أدت إعادة برمجة الخلايا تمامًا إلى الإصابة بالسرطان وفقدان قدرة الخلايا على العمل.
ثم في عام 2016 ، صمم العلماء في معهد سالك في كاليفورنيا طريقة لإعادة لف خلايا الفئران المصابة بالشياخ جزئيًا باستخدام جرعة أقل من عوامل ياماناكا لفترة أقصر. تباطأت الشيخوخة المبكرة في هذه الفئران. لم يبدوا أكثر صحة وحيوية من فئران البروجيريا التي لم تحصل على العلاج فحسب ، بل وُجد أيضًا أن خلاياها تحتوي على علامات جينية أقل. علاوة على ذلك ، هم يسكن 30٪ أطول من الفئران غير المعالجة. عندما طبق الباحثون نفس العلاج على الفئران التي تتقدم في السن بشكل طبيعي ، تجدد البنكرياس والعضلات أيضًا.
بشكل منفصل ، يستخدم نفس العلماء أيضًا تقنية تحرير الجينات على الفئران لإضافة أو حذف علامات جينية أخرى ومعرفة ما سيحدث. إنهم يحاولون أيضًا تعديل بروتينات الهيستون لمعرفة ما إذا كان ذلك يمكن أن يغير نشاط الجينات. أظهرت بعض هذه التقنيات بالفعل نتائج في عكس مرض السكري وأمراض الكلى وضمور العضلات في الفئران. يحاول الفريق الآن إجراء تجارب مماثلة على القوارض لمعرفة ما إذا كان بإمكانها تقليل أعراض التهاب المفاصل ومرض باركنسون.
يبقى السؤال الكبير: هل اختفاء العلامات اللاجينية مرتبط بعكس تطور الخلية - وربما شيخوخة الخلية - أم أثر جانبي غير مرتبط؟ لا يزال العلماء يحاولون فهم كيفية ارتباط التغيرات في العلامات اللاجينية بالشيخوخة ، وكيف أن عوامل ياماناكا قادرة على عكس الظروف المرتبطة بالعمر.
يقول هورفاث إنه من وجهة نظر الوراثة اللاجينية ، هناك قواسم مشتركة واضحة في الشيخوخة عبر العديد من مناطق الجسم. الشيخوخة اللاجينية في الدماغ مشابهة لتلك التي في الكبد أو الكلى ، وتظهر أنماطًا متشابهة من علامات المثيلة. عندما تنظر إليها من منظور هذه العلامات ، يقول ، فإن الشيخوخة هي في الواقع واضحة إلى حد ما ، لأنها قابلة للتكاثر بشكل كبير في أعضاء مختلفة.
أخبرني هورفاث أن هناك حماسة حول فكرة إعادة ضبط أو إعادة برمجة الساعة اللاجينية. إنه يرى إمكانات هائلة في كل ذلك ، لكنه يقول إنه يشعر بالاندفاع نحو الذهب. كل شخص لديه مجرفة في أيديهم.
يقول جيمي هاكيت ، عالم الأحياء الجزيئية في المختبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية في روما ، إن الإثارة تأتي من اقتراح أنه يمكنك التأثير على جيناتك. في السابق كان هناك شعور قدري بأنك عالق مع ما يُمنح لك ، ولا يمكنك فعل أي شيء حيال ذلك.
بالعودة إلى غرفة مستشفى تشيبا ، أزال ناغاشيما أحد حذائه الرياضي الفائق ، الذي خفف من نعله الداخلي لجعل المشي أكثر احتمالًا.
يخبرني عن صديقته السابقة. لقد أرادوا الزواج. كانت تتفهم بعد تشخيصه ، بل وأجرت اختبارًا جينيًا حتى يتمكنوا من التأكد من أنهم لن ينقلوا الحالة إلى أطفالهم. لكن عندما اكتشف والداها حالته ، رفضا ذلك. انتهت العلاقة.
لديه صديقة جديدة الآن. أخبرني أنه يريد أن يجعلها شريكة حياته ، ولكن للقيام بذلك يجب أن يكون لديه الشجاعة لطلب إذن والديها.
ينزلق ناجاشيما من جورب بني ، ويكشف عن ضمادة بيضاء ملفوفة حول نعل قدمه المتورمة وكاحليه. تحته جلده متقشر يكشف عن قرح حمراء سببها مرضه. يقول إيتاي. هذا مؤلم. ثم يبتسم. جامبات ، كما يقول - سوف أتحمل.
إريكا هاياساكي كاتبة مقيمة في جنوب كاليفورنيا. تُدرِّس في برنامج الصحافة الأدبية في جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، وهي حاصلة على جائزة مؤسسة أليسيا باترسون للتقارير العلمية والبيئية لعام 2018 ، وهي منحة تدعم صحافتها في علم التخلق.
هذه شرط ظهر لأول مرة في فسيفساء ويتم إعادة نشره هنا بموجب ترخيص المشاع الإبداعي.
