متابولومیکس: مشخصات منحصر به فردی که کلید پزشکی دقیق و فردگرایانه است

مطالعه ی متابولیت های منحصر به فرد هر شخص، راه را برای انقلابی در درمان و پیشگیری از بیماری ها فراهم می کند، و اجازه می دهد که تشخیص به موقع و درمان های دارویی به طور فزاینده ای هدفمند شوند.

پروفسور Vassilios Fanos، متخصص اطفال از دانشگاه Cagliariدر ایتالیا، به مدت 14 سال با گروهی از پزشکان با تخصص های مختلف - اطفال، مغز و اعصاب ، آسیب شناس بالینی، تکنسینهای آزمایشگاهی ، قلب، و متخصص بیو کامپیوتر - در زمینه رمزگشایی متابولومیکس تحقیق کرده است، وی مقام اول را در مطالعات متابولومیکس در سال 2020 در جهان دارد. در این مقاله با او در مورد متابولومیکس مصاحبه کرده ایم.

متابولومیکس چیست؟

این یک فن آوری بسیار متنوع است که متابولیت ها را به طور سیستماتیک بررسی می کند، یعنی آن دسته از مواد با وزن و اندازه مولکولی کوچک (کربوهیدرات ها، پپتیدها، اسیدهای آمینه، لیپیدها، ویتامین ها ...) که در سلول ها، بافت ها، اندام ها و مایعات بیولوژیکی وجود دارند و همه با هم، مشخصات متابولیکی منحصر به فرد هر شخص را معین می کنند. در واقع، هر یک از ما ردپای متابولیکی منحصر به فردی داریم و توانایی درک این ویژگی های یکتا برای حرکت روزافزون به سمت پزشکی دقیق، متناسب با نیاز هر فرد ضروری است. آنچه از این مطالعات متابولیکی برمی آید، در واقع تنوع پذیری فوق العاده ی بین فردی انسانها است.

تفاوت متابولومیکس با DNA چیست؟

 ماده ی ژنتیکی DNAبه ژنوم اشاره دارد، اما پایین دست ژنوم، علاوه بر رونویسی و پروتئوم، متابولوم نیز وجود دارد. برای توضیح آن به زبان ساده، ژنوم نشان می دهد چه اتفاقی می تواند در فرد بیفتد، در حالی که متابولوم همان چیزی است که واقعاً از تعامل بین ژنوم و اپی ژنوم اتفاق می افتد، یعنی تعامل بین ژنتیک و محیط.

فناوری چه سهمی در تحقیق در این زمینه دارد؟

فناوری سهمی بی نظیر در پیشبرد این تحقیقات داشته و دارد. در حقیقت، متابولومیکس بر اساس دو مرحله ی متوالی تعیین می شود: مرحله اول شامل یک روش تحلیلی مبتنی بر فن آوری های بسیار پیچیده است، که در میان آنها رزونانس مغناطیسی هسته ای برجسته است. مورد دوم یک پردازش آماری است که آن هم بسیار پیچیده است و شامل dosing است، از طریق یک نرم افزار بسیار پیشرفته، تمام متابولیت های ارگانیسم به ترتیب سلسله مراتبی نزولی بر اساس حداکثر حساسیت و ویژگی در ارتباط با یکدیگر قرار داده می شوند. استاندارد سازی این فناوری بسیار پیچیده و برای داشتن یک "زبان" مشترک در تمام مراکز مختلف جهان که از آن استفاده می کنند، ضروری است، و به شما امکان تجزیه و تحلیل، مقایسه و تولید مجدد داده ها را می دهد.

آیا در حال حاضر کاربردهای عملی این فناوری وجود دارد؟

تا به امروز این علم هنوز یک تحقیق ترجمه ای است، در نتیجه این فناوری هنوز خیلی گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرد، اما مطمئناً تحولی در راه است که می توان از آن در بیمارستانها در کنار بستر بیمار ، برای تشخیص زودهنگام بیماریها، پیش بینی اثر استفاده از دارو بر بیمار (فارماكومتابولومیك) و همچنین برای پیشگیری استفاده کرد. از آنجایی که متابولوم تعامل بینDNA و نحوه تعامل آن با محیط را بیان می کند، در واقع به ما این امکان را می دهد که براساس خصوصیات متابولیسمی هر شخص بتوانیم عوامل خارجی تاثیر گذار مانند سبک زندگی یا روش تغذیه ای را تنظیم کنیم.

به ویژه در چه مناطقی در حال انجام تحقیقات بالینی در مورد متابولومیکس هستید؟

تا به امروز، جنبه های قبل از تولد یکی از زمینه های مورد علاقه گروه کاری ما بوده است، به ویژه برای آن پاتولوژیهایی که باعث مرگ و میر بالای نوزادان می شوند. اولین اثر منتشر شده به سپسیس نوزادی اختصاص داشت که هر ساله جان یک میلیون نوزاد را می گیرد، اما در مورد خفگی و نارس بودن نوزادان نیز مطالعات مهمی وجود دارد که هر یک علت یک میلیون مرگ هستند. موضوعات دیگر مورد مطالعه عبارتند از: مایع آمنیوتیک در عفونت های سیتومگالوویروس، جفت در حاملگی زنان چاقی، دیابت حاملگی، خطاهای مادرزادی در متابولیسم، شیر مادر، طیف اوتیسم و ​​در بزرگسالان بر روی برخی از انواع سرطان. یکی دیگر از زمینه های جالب مطالعه،Sportomics  است که با هدف جلوگیری از آسیب دیدگی ورزشکاران انجام می شود و اخیراً، ما همچنین در مطالعه ماکروبیوتای رژیم غذایی فضانوردان با آژانس فضایی اروپا همکاری کرده ایم.

چگونه این روش می تواند به درکCovid-19 ، کمک کند؟

متابولومیکس مطمئناً می تواند یک کمک ارزشمند در درک این مسئله باشد که چرا عفونت کووید، هنگامیکه افرادی با وزن، سن و جنس، کاملاً یکسان را در گیر می کند، می تواند نتایج کاملاً متفاوتی را برای هر فرد در پی داشته باشد. واضح است که نحوه واکنش بدن هر فرد به ویروس متفاوت است، اما پروتکل های فعلی قادر به پیش بینی نتایج این بیماری در هر شخص نیستند. با این وجود، با استفاده از این فناوری، قادر به پیش بینی روند بیماری و در نتیجه مداخلاتی برای کاهش مرگ و میر و نتایج منفی خواهیم بود.

در آینده نزدیک این فناوری را در دسترس می بینید؟

در پایگاه داده های انتشارات پزشکی، امروز بیش از 50 هزار مورد به متابولومیکس اختصاص یافته است. من آینده را پیش بینی نمی کنم، اما آن را مشاهده می کنم، زیرا آینده همین جا است.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20210714/Metabolomics-The-Individual-Footprint-as-the-Key-to-Personalized-Medicine.aspx