يعاني حوالي واحد من كل 4,000 طفل من متلازمة دي جورج، وهي متلازمة خلقية تسبب سلسلة من الأعراض غير الطبيعية، خاصة في الوجه والقلب
يعاني حوالي واحد من كل 4,000 طفل من متلازمة دي جورج، وهي متلازمة خلقية تسبب سلسلة من الظواهر غير الطبيعية، خاصة في الوجه والقلب. عادة ما تنتج المتلازمة عن فقدان قطعة صغيرة من الكروموسوم 22، لكن الغريب أن هناك تباينا كبيرا في الأعراض وشدتها بين من يعانون منها. فالعيوب في الوجه، على سبيل المثال، يمكن أن تظهر في الشفة المشقوقة، أو صعوبة الأكل، أو ضعف طفيف في العضلات القريبة من الفم. قد تشمل عيوب القلب تشوهات في الحاجز الذي يفصل بين البطينين، أو وضع غير طبيعي للشريان الأورطي. كشف البروفيسور إلداد تزور وطالب البحث إيتمار هاريل، من قسم المراقبة البيولوجية في معهد وايزمان للعلوم، مؤخرًا عن تفاصيل جديدة حول الشبكة الجينية المعقدة التي تكمن وراء تطور المتلازمة.
يدرس البروفيسور تزور العلاقة التنموية بين عضلات الوجه والقلب. واكتشف أنه في مرحلة معينة من التطور الجنيني المبكر، من الممكن تحديد مجموعة محددة من الخلايا التي تتطور منها الخلايا التي ستبني أجزاء من القلب، وكذلك الخلايا التي ستؤدي إلى ظهور عضلات الوجه. تقع هذه الخلايا السلفية المشتركة في الأديم المتوسط، وهو نسيج جنيني مبكر يتطور منه القلب والعضلات والدم والهيكل العظمي. يقول البروفيسور تزهور: "يمكنك القول إن مجموعة الخلايا الخاصة التي اكتشفناها تدرس معًا في الصف الأول، وعندما تنتهي، تنتقل الخلايا إلى فصول منفصلة ومسارات دراسية مختلفة".
ما هي الجينات الأساسية للتطور الطبيعي للقلب وعضلات الوجه؟ هل يشارك في العملية أكثر من بستاني، وإذا كان الأمر كذلك، فكيف يتم تقسيم العمل بين الحدائق المختلفة؟ ركز هاريل والبروفيسور تزور على عوامل النسخ: البروتينات التي ترتبط بالحمض النووي، وبالتالي تنظم الخطوة الأولى في إنتاج البروتين: نسخ الحمض النووي إلى جزيء الحمض النووي الريبي (RNA). في المسح الأولي لعوامل النسخ النشطة في خلايا الأديم المتوسط الصغيرة (أي "الدرجة 2")، تم اكتشاف البروتينات، والتي من المعروف أنها مرتبطة بتطور هذه الخلايا، بالإضافة إلى عامل نسخ آخر يسمى LhxXNUMX. ومن المعروف أن عامل النسخ هذا يشارك في عمليات نمو أخرى، مثل نمو العيون وخلايا الدم وبصيلات الشعر، ولكن لم يتم التعرف عليه مطلقًا على أنه يشارك في نمو القلب وعضلات الوجه.
وفي وقت لاحق، قام العلماء بفحص تأثير عوامل النسخ على عملية نمو الجنين. لقد قاموا بإنشاء فئران معدلة وراثيا، حيث تم حذف الجين المسؤول عن أحد عوامل النسخ الموجودة في الخطوة السابقة. وفي فئران أخرى، تم تعطيل أزواج من عوامل النسخ. وفي الفئران التي تم حذف جين واحد منها، لاحظ العلماء تشوهات مختلفة في القلب وعضلات الوجه - بعضها دقيق وبعضها أكثر خطورة - تذكرنا بمتلازمة دي جورج. ومع ذلك، في الفئران التي تم حذف جينتين فيها، لم تتمكن الخلايا من "الانتقال إلى الدرجة الثانية"، وبالتالي لم تتشكل هياكل مختلفة في الوجه والقلب على الإطلاق.
وبدمج هذه النتائج مع مناهج البحث الأخرى، أنشأ العلماء نموذجًا يصف العلاقات المتبادلة بين عوامل النسخ المختلفة. يشير النموذج إلى أن نشاط عوامل النسخ الفردية أقل بكثير من النشاط المشترك للشبكة الشاملة. ويبدو أن بعض عناصر الشبكة ينتقدون نشاط بعضهم البعض، من خلال وسائل مباشرة أو غير مباشرة - من خلال عوامل النسخ الأخرى. يعتقد البروفيسور تزور أنه نتيجة لذلك، على الأقل بالنسبة لبعض عوامل النسخ، في حالة "الإهمال" أو الإضرار بواجباتهم، من الممكن نقل المهمة إلى عوامل النسخ الأخرى - بحيث يتوقف نشاط الشبكة بأكملها مستقرة نسبيا. ويقول: "حتى لو غاب أحد العوامل، فإن الضرر الذي يلحق بنشاط الشبكة سيكون صغيرا نسبيا". وبما أن الشبكة تشارك في البناء وكذلك في الضبط الدقيق للهياكل في القلب والأجزاء الداخلية، فإن النشاط غير الطبيعي لأحد عوامل النسخ قد يتسبب في زيادة - أو نقص - في الجينات التي تنظمها، وبالتالي التخلص من الآلية بأكملها. من التوازن. وهذا يمكن أن يسبب عيوب خلقية في القلب - وهي مجموعة العيوب الأكثر شيوعًا في نمو الجنين.
بالإضافة إلى اكتشاف العلاقات المتبادلة التي توجه تطور القلب والوجه، فإن النتائج التي نشرت مؤخرا في مجلة الجمعية الوطنية الأمريكية للعلوم (PNAS)، قد تساعد أيضا في الأبحاث الطبية، لأنها تساهم في فهم العلاقة بين العيوب المختلفة في القلب والوجه التي تميز المصابين بمتلازمة د-جورج. على سبيل المثال، في بعض الحالات، قد تترافق تشوهات عضلات الوجه الخفيفة مع عيوب القلب الأكثر خطورة. إن الفهم الأفضل للعلاقة بين هذه الظواهر قد يكون له تطبيقات طبية.
ويشير إيتامار هرئيل إلى أن الصورة لا تزال غير واضحة تماما. على سبيل المثال، عدد قليل من الأشخاص الذين يعانون من متلازمة د-جورج ليس لديهم أي خلل في الكروموسومات. هذه الحقيقة تقود العلماء إلى الاعتقاد بأن هناك جينات إضافية تشارك في تطور المتلازمة لدى البشر، وهي غير موجودة في الكروموسوم 22. كما يدعم النموذج المبني على الأبحاث التي أجريت على الفئران هذا الاحتمال. تم مؤخرًا إطلاق مشروع واسع النطاق يهدف إلى تحديد جينات إضافية في الجينوم البشري بأكمله. وفيه، يقارن العلماء جينومات الأشخاص الأصحاء مع جينومات الأشخاص الذين يعانون من متلازمة دي جورج ولكن كروموسومهم 22 طبيعي، وذلك بهدف تحديد العوامل الوراثية الإضافية التي قد تكون مرتبطة بالمتلازمة.
