به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، مقاله‌ای با عنوان متابولومیکس خون بند ناف: پنجره‌ای به سوی سلامت قلبی آینده در مجله Pediatric Research منتشر شد. این مطالعه که توسط آنا ال. کی. کوکران و دینو آ. گیوسانی از دانشگاه کمبریج انگلستان انجام شده، بر اهمیت محیط داخل رحمی در برنامه‌ریزی رشدی بیماری‌های قلبی-متابولیک تأکید دارد. بیماری‌های قلبی-متابولیک، شامل بیماری‌های قلبی-عروقی، چاقی و دیابت، عامل اصلی مرگ‌ومیر جهانی هستند و شیوع چندبیماری آن‌ها در حال افزایش است. فرضیه منشأ رشدی سلامت و بیماری (DOHaD) بیان می‌کند که تعاملات ژن-محیط قبل از تولد می‌تواند خطر آینده را تعیین کند. شواهد انسانی از مادران چاق که قبل و بعد از جراحی باریاتریک باردار می‌شوند، نشان می‌دهد که فرزندان متولدشده قبل از جراحی فشار خون بالاتر، چربی بیشتر و هموستاز گلوکز ضعیف‌تری دارند. این مقاله بر مطالعه فلوری و همکاران تمرکز دارد که متابولوم سرم خون بند ناف را با عوامل خطر قلبی-متابولیک نوجوانی مرتبط کرد و 31 مسیر متابولیکی مختل‌شده، از جمله گلیکولیز، گلوکونئوژنز، متابولیسم اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر، ویتامین C، B3، گلوتاتیون و اسیدهای آمینه را شناسایی کرد. دو فنوتیپ متمایز قلبی-متابولیک با امضاهای متابولیکی متفاوت شناسایی شد: یکی با چربی احشایی بالا، تری‌گلیسرید، انسولین، لپتین و HDL پایین؛ دیگری با گلوکز و فشار سیستولیک بالا. این یافته‌ها مکانیسم‌های برنامه‌ریزی متفاوت را پیشنهاد می‌کنند و نیاز به ترکیب مطالعات امیکس انسانی با مدل‌های حیوانی پیش‌بالینی را برای شناسایی مکانیسم‌های علّی، بیومارکرها و اهداف درمانی برجسته می‌سازد.

 بیماری‌های قلبی-متابولیک: بحران جهانی با ریشه‌های رشدی

بیماری‌های قلبی-متابولیک عامل اصلی مرگ‌ومیر و ناتوانی در جهان هستند، با افزایش سریع شیوع بیماری‌های قلبی-عروقی، چاقی و دیابت. چندبیماری قلبی-متابولیک، جایی که افراد چاق خطر بالاتری برای مقاومت به انسولین و فشار خون بالا دارند، این بحران را تشدید می‌کند. توسعه این بیماری‌ها از تعامل ژنتیک با عوامل سبک زندگی مانند رژیم غذایی نامناسب، عدم ورزش، سیگار و آلودگی هوا ناشی می‌شود، اما تعاملات ژن-محیط قبل از تولد، طبق فرضیه DOHaD، ممکن است حتی مهم‌تر باشند. فرزندان در معرض محیط نامساعد داخل رحمی خطر بالاتری برای بیماری‌های قلبی-متابولیک در بزرگسالی دارند. بهترین شواهد انسانی از مطالعات مادران چاق قبل و بعد از جراحی باریاتریک است: خواهر و برادرهای متولدشده قبل از جراحی فشار خون، چربی و اختلال گلوکز بالاتری نسبت به پس از جراحی نشان می‌دهند، حتی در همان رحم. این نشان می‌دهد که تغییرات محیط داخل رحمی می‌تواند مسیر سلامت آینده را به‌طور قابل‌توجهی تغییر دهد. آگاهی فزاینده از نقش محیط اولیه زندگی، تمرکز را از درمان به پیشگیری معطوف کرده تا بار بیماری کاهش یابد. برای مداخلات پیشگیری موفق، شناسایی مکانیسم‌های برنامه‌ریزی رشدی و افراد در خطر در مراحل اولیه ضروری است. مطالعات اپیدمیولوژیک انسانی پیوندهایی بین استرسورهای اولیه و مسیرهای بیماری فرزندان شناسایی کرده‌اند، اما مدل‌های حیوانی پیش‌بالینی برای مکانیسم‌های علّی و اهداف درمانی حیاتی بوده‌اند. تکنیک‌های امیکس (ترانسکریپتومیکس، اپی‌ژنومیکس، پروتئومیکس، متابولومیکس) با تحلیل پربازده مولکول‌های بیولوژیکی و ابزارهای داده‌کاوی پیشرفته، فرصت‌های هیجان‌انگیزی برای شناسایی مکانیسم‌ها، بیومارکرها و اهداف درمانی فراهم کرده‌اند. رویکردهای امیکس بی‌طرفانه و چندامیکسی برای کشف مسیرهای پاتوفیزیولوژیک جدید در برنامه‌ریزی رشدی مفید هستند و فرضیات را برای آزمایش در مدل‌های حیوانی تولید می‌کنند. علاوه بر این، بیومارکرهای خطر آینده را آشکار می‌کنند تا افراد نیازمند پیشگیری را زود شناسایی کنند. داده‌های غنی امیکس منبعی برای تحقیقات آینده است.

 متابولومیکس خون بند ناف و خطر نوجوانی

در شماره فعلی Pediatric Research، فلوری و همکاران متابولوم سرم خون بند ناف نوزادی را با عوامل خطر قلبی-متابولیک نوجوانی مرتبط کردند. آن‌ها 31 مسیر متابولیکی مختل‌شده در سرم خون بند ناف نوزادی مرتبط با خطر بالاتر در نوجوانی شناسایی کردند، مرتبط با گلیکولیز، گلوکونئوژنز، متابولیسم اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر، ویتامین C، ویتامین B3، گلوتاتیون و اسیدهای آمینه. این مسیرها پتانسیل آشکارسازی مکانیسم‌های جدید برنامه‌ریزی بیماری و پیش‌بینی خطر را دارند. برخی مسیرها قبلاً با عوارض بارداری مرتبط بودند، اما نقش مکانیکی آن‌ها در برنامه‌ریزی قلبی-متابولیک نامشخص است. فلوری و همکاران دو فنوتیپ قلبی-متابولیک متمایز را گزارش کردند که مستقل با امضاهای متابولیکی نوزادی متفاوت مرتبط بودند: گروه اول با چربی احشایی، تری‌گلیسرید، انسولین، لپتین بالا و HDL پایین؛ گروه دوم با گلوکز و فشار سیستولیک بالا. این نشان می‌دهد مکانیسم‌های برنامه‌ریزی متفاوت جنبه‌های مختلف فنوتیپ را زیربنایی می‌کنند، که ممکن است از استرسورهای داخل رحمی مشترک یا مستقل ناشی شوند.

 مطالعات قبلی: مسیرهای برنامه‌ریزی متمایز

مطالعات قبلی مسیرهای برنامه‌ریزی متفاوت برای جنبه‌های مختلف فنوتیپ قلبی-متابولیک در فرزندان بارداری نامساعد شناسایی کرده‌اند. در انسان و موش، اختلال متابولیک و عملکرد انقباضی قلبی در فرزندان بارداری چاق از یک مسیر مکانیکی ناشی شد و با ورزش نجات یافت، در حالی که فشار خون بالا از مسیر جداگانه‌ای بود که با ورزش مادر نجات نیافت. فنوتیپ‌های متمایز ممکن است از شرایط داخل رحمی متفاوت ناشی شوند: اختلالات هیپرتانسیو مادر فقط با فشار سیستولیک فرزندان مرتبط بود، در حالی که عدم تحمل گلوکز/دیابت بارداری با فنوتیپ گسترده‌تر شامل چربی، فشار خون، مقاومت انسولین در پسران و دیس‌لیپیدمی در دختران مرتبط بود.

 چالش‌ها و نیاز به رویکردهای ترکیبی

شناسایی فنوتیپ‌های متمایز نیاز به پیوندهای علّی قبل از نسبت دادن پیش‌بینی یا مکانیکی به ویژگی یا مسیر متابولیکی دارد. بنابراین، ترکیب مطالعات امیکس بی‌طرفانه انسانی، مانند فلوری، با آزمایش‌ها در مدل‌های حیوانی پیش‌بالینی درک کامل‌تری از مکانیسم‌ها فراهم می‌کند، اهداف درمانی مناسب و استراتژی‌های مداخله را شناسایی می‌کند. رویکرد امیکس گسترده و بی‌طرفانه در خون بند ناف فرزندان در معرض شرایط نامساعد داخل رحمی، حرکت به سمت پزشکی پیشگیری دقیق را تسریع می‌کند. چنین استراتژی‌هایی پنجره اولیه به سلامت قلبی آینده، تولید بیومارکرهای خطر و پیشگیری از برنامه‌ریزی رشدی بیماری قلبی-متابولیک در فرزندان بارداری‌های پیچیده را فراهم می‌کنند.

 مدل‌های حیوانی و امیکس: پلی به مکانیسم‌ها

مدل‌های حیوانی پیش‌بالینی، مانند موش‌های چاق یا هیپوکسیک، مکانیسم‌های علّی را روشن کرده‌اند. برای مثال، ورزش مادر حساسیت انسولین را در فرزندان چاق نجات داد اما فشار خون را نه. امیکس در این مدل‌ها مسیرهای جدیدی مانند اختلال میتوکندری یا التهاب را شناسایی می‌کند. ترکیب امیکس انسانی با مدل‌های حیوانی فرضیات را آزمایش و بیومارکرها را اعتبارسنجی می‌کند.

 جهت‌گیری‌های آینده: پیشگیری دقیق

آینده شامل امیکس چندلایه (متابولومیکس + ترانسکریپتومیکس) در خون بند ناف برای بیومارکرهای ترکیبی، مداخلات زودهنگام مانند رژیم مادر یا مکمل‌ها، و مطالعات طولی از نوزادی تا بزرگسالی است. این رویکرد بار بیماری را کاهش می‌دهد و سلامت نسل‌ها را بهبود می‌بخشد.

 نتیجه‌گیری

متابولومیکس خون بند ناف پنجره‌ای ارزشمند به مکانیسم‌های برنامه‌ریزی رشدی و بیومارکرهای خطر قلبی-متابولیک آینده است. شناسایی مسیرهای مختل و فنوتیپ‌های متمایز نیاز به تحقیقات ترکیبی را برجسته می‌کند تا پیشگیری دقیق محقق شود.

پایان مطلب/.