التحول الخلوي المكتشف حديثًا قد يفسر لماذا تؤدي الشيخوخة إلى المرض

وجد العلماء أن الشيخوخة قد تبدأ بإعادة تشكيل خلوية مخفية يمكن أن تساعد في دفع المرض في وقت لاحق من الحياة.

بفضل التقدم في مجال الصحة العامة، أصبح الناس يعيشون حياة أطول من أي وقت مضى. ومع ذلك، فإن العديد من تلك السنوات الإضافية تكون مصحوبة بأمراض مزمنة وليس بصحة جيدة. الشيخوخة جزء طبيعي من الحياة، ولكنها ترتبط أيضًا بزيادة خطر الإصابة بأمراض مثل السرطان والسكري وغيرها مرض الزهايمر مرض.

يعمل كريس بوركويتز، الأستاذ المساعد في علم الأحياء الخلوي والنمو، على فهم ما إذا كان من الممكن فصل الشيخوخة عن المرض حتى يتمكن الناس من البقاء أكثر صحة في وقت لاحق من الحياة. يدرس مختبره كيفية ترتيب الخلايا لبنيتها الداخلية، المعروفة باسم العضيات، وكيف يؤثر تنظيم تلك الهياكل على الوظيفة الخلوية، والتمثيل الغذائي، وخطر الإصابة بالأمراض.

وفي دراسة حديثة نشرت في بيولوجيا الخلية الطبيعية، حدد بوركويتز وزملاؤه طريقة غير معروفة سابقًا تستجيب بها الخلايا للشيخوخة. ووجدوا أن الخلايا تعيد تشكيل الشبكة الإندوبلازمية (ER)، وهي واحدة من أكبر الهياكل وأكثرها تعقيدًا داخل الخلية. تحدث عملية إعادة التشكيل هذه من خلال عملية تُعرف باسم ER-phagy، والتي تقوم بشكل انتقائي بتقسيم مناطق معينة من ER. ونظرًا لأن ER-phagy يبدو أنه يلعب دورًا في الشيخوخة، فقد يمثل هدفًا محتملاً للعلاجات المستقبلية التي تستهدف الحالات المرتبطة بالعمر، بما في ذلك الأمراض التنكسية العصبية والأمراض الاستقلابية.

إن اكتشاف تورط ER-phagy في الشيخوخة يسلط الضوء على هذه العملية كهدف دوائي محتمل للحالات المزمنة المرتبطة بالعمر، مثل الأمراض التنكسية العصبية وسياقات الأمراض الأيضية المختلفة. الائتمان: بوركويتز وآخرون. آل.

لماذا يهم التنظيم الخلوي

وقال بوركويتز: “بينما وثقت العديد من الدراسات السابقة كيف تتغير مستويات الأجهزة الخلوية المختلفة مع تقدم العمر، فإننا نركز بدلاً من ذلك على كيفية تأثير الشيخوخة على الطريقة التي تؤوي بها الخلايا هذه الأجهزة وتنظمها داخل بنياتها الداخلية المعقدة”.

لا يعتمد أداء الخلية على الآلات التي تحتوي عليها فحسب، بل يعتمد أيضًا على كيفية ترتيب تلك الآلات. يقارن بوركويتز هذا بالمصنع الذي ينتج مجموعة واسعة من المنتجات المعقدة. حتى لو كانت جميع المعدات اللازمة متوفرة، فلن يتم تشغيل الإنتاج بكفاءة إلا إذا تم وضع كل شيء في الترتيب والمكان المناسبين.

وقال بوركويتز: “عندما تكون المساحة محدودة أو تتغير متطلبات الإنتاج، يتعين على المصنع إعادة تنظيم تخطيطه لتصنيع المنتجات المناسبة”. “إذا انهار التنظيم، يصبح الإنتاج غير فعال للغاية.”

تعد الشبكة الإندوبلازمية واحدة من أهم الهياكل في الخلية. وتتكون من شبكة واسعة من الصفائح والأنابيب المترابطة التي تعمل كمركز رئيسي لإنتاج البروتينات والدهون. تساعد غرفة الطوارئ أيضًا في تنظيم المكونات الخلوية الأخرى. على الرغم من دورها المركزي، لم يكن العلماء يعرفون سوى القليل جدًا عن كيفية تغير الشبكة الإندوبلازمية مع تقدم الحيوانات في السن.

رؤى جديدة في إعادة عرض ER والشيخوخة

وقال إريك دوناهو، الحائز على الدكتوراه رقم 25، والمؤلف الأول للدراسة: “لم نضيف قطعة إلى لغز الشيخوخة فحسب، بل وجدنا قسمًا كاملاً لم يتم التطرق إليه حتى”.

دوناهو هو طالب طب في برنامج تدريب علماء الطب وقد أكمل مؤخرًا درجة الدكتوراه. جزء من تدريبه في مختبر بوركويتز، حيث درس ER-phagy، وإعادة تشكيل ER، والشيخوخة.

للتحقيق في عملية الشيخوخة، استخدم دوناهو وبوركويتز وفريقهما تقنيات وراثية متقدمة جنبًا إلى جنب مع المجهر الضوئي والإلكتروني لفحص ER داخل ديدان Caenorhabditis elegans الحية، وهي كائن حي نموذجي يستخدم على نطاق واسع في أبحاث الشيخوخة. ولهذه الديدان قيمة خاصة لأنها شفافة ولها عمر قصير، مما يسمح للعلماء بمراقبة التغيرات التي تحدث داخل الحيوانات المسنة بشكل مباشر.

اكتشف الباحثون أن الحيوانات المسنة تعاني من انخفاض كبير في ER “الخام”، وهو جزء من البنية المشاركة في إنتاج البروتين. في المقابل، فإن الشبكة الإندوبلازمية الأنبوبية، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بإنتاج الدهون والدهون، لا تتغير إلا بشكل متواضع. وتتوافق هذه النتائج مع الأنماط الأوسع التي تظهر أثناء الشيخوخة، بما في ذلك انخفاض القدرة على الحفاظ على البروتينات الصحية والتغيرات الأيضية التي يمكن أن تؤدي إلى تراكم الدهون في أجزاء مختلفة من الجسم. وستكون هناك حاجة لدراسات إضافية لتحديد ما إذا كانت هذه الروابط مسؤولة بشكل مباشر عن تلك التغييرات المرتبطة بالعمر.

وأظهر الفريق أيضًا أن الخلايا تعتمد على ER-phagy لإعادة تشكيل ER أثناء الشيخوخة. وتشير النتائج التي توصلوا إليها أيضًا إلى أن ER-phagy مرتبط بعمر الإنسان ويلعب دورًا نشطًا في دعم الشيخوخة الصحية.

هل يمكن أن تؤدي تغييرات ER إلى ظهور الأمراض المرتبطة بالعمر؟

يخطط مختبر Burkewitz لمواصلة دراسة الهياكل المختلفة للـ ER وكيفية تأثيرها على عملية التمثيل الغذائي على المستويين الخلوي والحيواني بالكامل. ولأن الشبكة الإندوبلازمية تساعد في تنظيم العديد من الأجزاء الأخرى داخل الخلية، فإن الباحثين مهتمون أيضًا بفهم كيفية تأثير إعادة تشكيل الشبكة الإندوبلازمية المرتبطة بالعمر على المشهد الخلوي الأوسع.

وقال بوركويتز: “تحدث التغييرات في الشبكة الإندوبلازمية في مرحلة مبكرة نسبياً من عملية الشيخوخة”. “أحد الآثار الأكثر إثارة لهذا هو أنه قد يكون أحد المحفزات لما سيأتي لاحقًا: الخلل الوظيفي والمرض.”

إذا تمكن العلماء من تحديد السبب الدقيق لهذه التغييرات، فقد يتمكنون في النهاية من منع سلسلة الأحداث التي تؤدي إلى انخفاض الوظيفة الخلوية والمرض.

المرجع: “إعادة تشكيل ER هي سمة من سمات الشيخوخة وتعتمد على ER-phagy” بقلم Eric KF Donahue، Nathaniel L. Hepowit، Elizabeth M. Ruark، Alexandra G. Mulligan، Brennen Keuchel، Nicholas D. Urban، Li Peng، Stedman Stephens، Derek J. Johnson، Natalie S. Wallace، Lauren P. Jackson، Mark H. Ellisman، Rafael Arrojo e Drigo، Andrew دبليو فولكمان، ماتياس سي. تروتمان، جيسون أ. ماكجورن وكريستوفر بوركويتز، 2 فبراير 2026، بيولوجيا الخلية الطبيعية.
دوى: 10.1038/s41556-025-01860-1

تضمن البحث التعاون مع العديد من مختبرات جامعة فاندربيلت، بما في ذلك تلك التي يقودها جيسون ماكجورن، الأستاذ المشارك في علم الأحياء الخلوي والنمو؛ وأندرو فولكمان، أستاذ مساعد في الكيمياء الحيوية؛ رافائيل أروجو إي دريغو، أستاذ مساعد في علم وظائف الأعضاء الجزيئي والفيزياء الحيوية؛ ولورين جاكسون، أستاذ مشارك في العلوم البيولوجية. وجاء متعاونون إضافيون من جامعة ميشيغان وجامعة كاليفورنيا، سان دييغو.

تم دعم هذا العمل من قبل المعهد الوطني للشيخوخة، والمعهد الوطني للعلوم الطبية العامة، ومؤسسة جلين للأبحاث الطبية / الاتحاد الأمريكي لأبحاث الشيخوخة.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.