قد يساعد الصيام لمدة 24 ساعة في إعداد الأمعاء للتعافي من الضرر الإشعاعي، لكن العلماء اكتشفوا أن بكتيريا معينة في الأمعاء تلعب دورًا حاسمًا في جعل ذلك ممكنًا. يكشف بحث ما قبل السريري الجديد الذي أجراه مركز إم دي أندرسون للسرطان بجامعة تكساس كيف تعمل الميكروبات الصائمة والمفيدة معًا لتنشيط آليات إصلاح الأنسجة الطبيعية في الجسم.
يمكن أن تؤدي النتائج في النهاية إلى طرق جديدة لحماية الأنسجة السليمة أثناء علاج السرطان. ومن خلال تحسين قدرة الأمعاء على التعافي من التعرض للإشعاع، يأمل الباحثون في تقليل الآثار الجانبية الخطيرة وربما جعل العلاج الإشعاعي أكثر أمانًا وفعالية.
نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، شارك في قيادة الدراسة هيلين بيونيكا-ورمز، دكتوراه، أستاذة علم الأورام الإشعاعي التجريبي، وكونال راي، دكتوراه، أستاذ الطب الجينومي.
وقالت بيونيكا-ورمز: “يساعد الصيام على إعداد الخلايا المعوية للاستجابة بسرعة وفعالية أكبر بعد الإصابة، مثل تدريب الخلايا على خطة الاستعداد للطوارئ”. “تساعد هذه الدراسة في شرح كيفية تنظيم هذه الخطة وتحديد البكتيريا الرئيسية المشاركة في تنسيق الاستجابة.”
لماذا العلاج الإشعاعي يمكن أن يضر الأمعاء
يُستخدم العلاج الإشعاعي على نطاق واسع لعلاج سرطانات البطن، بما في ذلك سرطان البنكرياس والقولون والمستقيم وأمراض النساء. على الرغم من أن الإشعاع يمكن أن يدمر الخلايا السرطانية، إلا أنه يمكن أن يضر أيضًا الأنسجة السليمة القريبة. الأمعاء الدقيقة معرضة بشكل خاص لأن بطانتها الرقيقة حساسة للغاية للتعرض للإشعاع.
عندما تتضرر هذه البطانة الواقية، قد يعاني المرضى من الغثيان والإسهال والالتهابات. يمكن أن تسبب الإصابات الشديدة مضاعفات تهدد الحياة. يمكن لهذه المخاطر أيضًا أن تحد من كمية الإشعاع التي يمكن للأطباء إدارتها بأمان، مما قد يحد من خيارات العلاج.
أظهرت الأبحاث قبل السريرية السابقة التي أجراها مختبر Piwnica-Worms أن الصيام قبل التعرض للإشعاع ساعد الأمعاء على التعافي بعد ذلك. ومع ذلك، لم يحدد الباحثون بشكل كامل لماذا أدى عدم تناول الطعام إلى هذا التأثير الوقائي.
توفر الدراسة الأخيرة جزءًا مهمًا من هذا اللغز من خلال تحديد بكتيريا معينة في الأمعاء وشرح كيف تساعد الخلايا المعوية على الاستعداد للإصابة.
كيف يعمل الصيام لمدة 24 ساعة على تنشيط إصلاح الأمعاء
ووجد الباحثون أن الصيام لمدة 24 ساعة يزيد من وفرة البكتيريا المفيدة التي تسمى أكرمانسيا موسينيفيلا، المعروف أيضًا باسم AKK ، في الأمعاء الدقيقة. وينتج هذا الميكروب مادة تسمى بروبيونات، والتي تساعد على إحداث تغييرات داخل الخلايا المعوية مما يجعلها أكثر استعدادًا للتجدد بعد الضرر الإشعاعي.
يعمل البروبيونات جنبًا إلى جنب مع التغيرات الأيضية الأخرى الناتجة عن الصيام لتعديل البروتينات المعروفة باسم الهستونات. تعمل هذه البروتينات كهياكل يتم حولها تعبئة الحمض النووي داخل الخلايا. يمكن للعلامات الكيميائية الصغيرة المضافة إلى الهستونات أن تؤثر على الجينات التي تصبح نشطة دون تغيير تسلسل الحمض النووي الأساسي.
هذه التعديلات تجعل الوصول إلى أجزاء من الحمض النووي أكثر سهولة، مما يسمح للخلايا بتنشيط الجينات المشاركة في تجديد الأنسجة. أثناء الصيام، يصبح عدد الخلايا المعوية التي تحمل برامج الإصلاح هذه أكثر وفرة.
وفي الواقع، يساعد الصيام على تجهيز هذه الخلايا بالتعليمات البيولوجية التي ستحتاجها في حالة حدوث إصابة. عندما تتعرض الأمعاء لاحقًا للإشعاع، يمكن للخلايا المجهزة أن تتوسع وتساعد في إعادة بناء بطانة الأمعاء التالفة.
تثبت بكتيريا الأمعاء أنها ضرورية للتعافي
ولتحديد مدى أهمية AKK في هذه العملية، قام الباحثون بإزالة البكتيريا بشكل انتقائي. وبدونه، لم يعد الصيام ينتج نفس الفوائد التجديدية.
والأمر الأكثر دلالة هو أن الاستجابة الوقائية عادت فقط عندما تم استعادة البكتيريا مع الصيام. وقد أظهر هذا أن أياً من المكونين وحدهما لم يكن كافياً لإعادة إنتاج التأثير الكامل الذي لوحظ في الدراسة.
تشير النتائج إلى أن الصيام يفعل أكثر من مجرد تغيير عملية التمثيل الغذائي في الأمعاء بشكل مؤقت. يعمل جنبًا إلى جنب مع AKK على تغيير نشاط الخلايا المعوية قبل التعرض للإشعاع، مما يضعها في حالة تدعم التعافي الأكثر كفاءة بعد حدوث الضرر.
ومن خلال الكشف عن هذه العلاقة بين التغذية وبكتيريا الأمعاء وتجديد الخلايا، حدد الباحثون طريقة جديدة محتملة لتعزيز استجابة الجسم لإصابة الأنسجة. وقد يكون لهذا الاكتشاف قيمة خاصة لحماية الأعضاء السليمة أثناء علاج السرطان.
هل يمكن لبكتيريا الأمعاء أن تجعل علاج السرطان أكثر أمانًا؟
على الرغم من أن النتائج واعدة، إلا أن البحث لا يزال في مرحلة ما قبل السريرية. ستكون هناك حاجة لدراسات إضافية لتحديد ما إذا كانت نفس آلية الحماية تعمل لدى البشر وما إذا كان يمكنها تحسين النتائج بأمان للمرضى الذين يتلقون العلاج الإشعاعي.
أحد الاحتمالات هو أن المسار المكتشف حديثًا يمكن استخدامه لمساعدة الأنسجة السليمة الأخرى على التعافي من علاج السرطان. ويهتم الباحثون بشكل خاص بالأنسجة ذات الخلايا سريعة الانقسام، بما في ذلك النخاع العظمي، والتي يمكن أن تعاني أيضًا من أضرار مرتبطة بالعلاج.
إذا دعمت التحقيقات الإضافية النتائج، فيمكن للتجارب السريرية في النهاية استكشاف ما إذا كان تنشيط آلية الإصلاح هذه يفيد المرضى الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي في البطن.
والأهم من ذلك، أن هذا الاكتشاف قد يوفر أيضًا طرقًا لتحقيق هذه التأثيرات دون مطالبة المرضى بالصيام. يمكن أن تحفز العلاجات التي تتضمن البكتيريا المفيدة أو الجزيئات التي تنتجها عمليات إصلاح مماثلة مع تجنب الصعوبات العملية المتمثلة في تقييد الطعام أثناء رعاية مرضى السرطان.
وقال راي: “الصيام ليس دائما عمليا بالنسبة لمرضى السرطان، وهذا العمل يدعم العديد من الطرق المحتملة الأخرى لتعزيز الشفاء بعد العلاج”. “سواء من خلال التدخلات الغذائية أو الميكروبات المستهدفة أو مستقلباتها، فإن الهدف هو المساعدة في إصلاح الأنسجة السليمة بشكل أكثر فعالية بينما يتلقى المرضى علاجات السرطان التي يحتاجون إليها.”
تم تمويل البحث من قبل المعهد الوطني للسرطان (NCI) ضمن المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ومعهد الوقاية من السرطان وأبحاثه في تكساس (CPRIT).