حدد الباحثون آلية تم التغاضي عنها سابقًا، تعمل على تغيير مدى قوة التعبير عن جينات معينة في فصائل الدم، مما يكشف لماذا يمكن للاختبارات القياسية أن تخطئ في الاختلافات الحرجة. لا يوضح هذا الاكتشاف شذوذًا طويل الأمد في طب نقل الدم فحسب، بل يشير أيضًا إلى طرق جديدة لتحسين دقة التشخيص وسلامة المرضى. الائتمان: شترستوك

اكتشف العلماء طبقة مخفية من التنظيم الجيني تساعد في تفسير سبب اختلاف الأفراد الذين لديهم نفس فصيلة الدم بشكل كبير على المستوى الجزيئي.

تم أخيرًا حل لغز طويل الأمد في علم الدم، والإجابة يمكن أن تجعل عمليات نقل الدم أكثر أمانًا مع تسليط الضوء على كيفية مقاومة أجسامنا للأمراض.

الباحثون في جامعة لوند اكتشف الباحثون في السويد سبب قدرة الأشخاص الذين لديهم نفس فصيلة الدم على حمل كميات مختلفة إلى حد كبير من الجزيئات الرئيسية على خلايا الدم الحمراء لديهم. الاكتشاف الذي نشر في اتصالات الطبيعة في عام 2023، يشرح اللغز الذي كان يتحدى العلماء لعقود من الزمن ويكشف عن الضوابط الجينية الخفية التي فاتتها الاختبارات القياسية.

ما وراء فصائل الدم الأساسية

لا تتعلق فصائل الدم فقط بما إذا كنت A أو B أو AB أو O. فهي تعتمد أيضًا على عدد جزيئات محددة، تسمى المستضدات، الموجودة على سطح خلايا الدم الحمراء. تساعد هذه الجزيئات جهاز المناعة على التمييز بين “الذات” و”الأجنبي”، ولهذا السبب فإن المطابقة الدقيقة ضرورية أثناء عمليات نقل الدم.

وحتى الآن، كان العلماء يعرفون الجينات التي تنتج هذه المستضدات، ولكن ليس سبب اختلاف مستوياتها بشكل كبير بين الأفراد الذين لديهم نفس فصيلة الدم.

تعد المطابقة الدقيقة لمستضدات فصيلة الدم أمرًا ضروريًا في طب نقل الدم، حيث أن الاختلافات البسيطة يمكن أن تؤدي إلى تفاعلات مناعية لدى المتلقين. الائتمان: الأسهم

“هذا أمر مهم، لأنه إذا كان لديك بضع مئات فقط من جزيئات فصيلة الدم في كل خلية بدلاً من ألف أو حتى مليون جزيء، فهناك خطر من احتمال إغفالها في اختبار توافق الدم، مما قد يؤثر على سلامة نقل الدم”، يوضح مارتن إل أولسون، أستاذ طب نقل الدم في جامعة لوند واستشاري علم المناعة السريرية وطب نقل الدم، منطقة سكين، الذي قاد الدراسة.

دور “المفاتيح” الجينية

ولحل المشكلة، نظر الفريق إلى ما هو أبعد من الجينات نفسها وركز على كيفية التحكم في تلك الجينات. وركزوا على عوامل النسخ، وهي بروتينات تعمل كمفاتيح جزيئية من خلال الارتباط ببروتينات محددة الحمض النووي المناطق وتنظيم مدى قوة التعبير عن الجين.

باستخدام خط حسابي تم تطويره حديثًا أنشأته طالبة الدكتوراه غلوريا وو، قام الباحثون برسم خرائط لما يقرب من 200 من مواقع الارتباط هذه عبر 33 جينًا من فصائل الدم. وقد سمح لهم هذا النهج بالتنبؤ بالمكان الذي يمكن أن يتغير فيه النشاط الجيني، وهو أمر غالبًا ما يتجاهله الفحص الجيني التقليدي.

ثم اختبروا طريقتهم على واحدة من أكثر الحالات إثارة للحيرة في طب نقل الدم: فصيلة الدم هيلجيسون. يوجد هذا المتغير النادر في حوالي 1% من السكان، ويتميز بمستويات منخفضة بشكل غير عادي من المستقبل المكمل 1 (CR1)، وهو بروتين يشارك في الدفاع المناعي. ولسنوات عديدة، ظل سببها الوراثي غير معروف، وحتى الاختبارات المستندة إلى الحمض النووي وجدت صعوبة في التعرف عليه.

قالت جيل ستوري، الأستاذة المساعدة في طب نقل الدم التجريبي في جامعة لوند والمؤلفة المشاركة في الدراسة: “كانت مارغريت هيلجيسون متخصصة في التكنولوجيا الطبية في مينيابوليس في السبعينيات، وكانت تحاول العثور على دم متوافق لمريض يحتاج إلى نقل دم. وعلى الرغم من بذل قصارى جهدها، لم تتمكن من العثور على أي وحدات دم مناسبة. وفي حالة يأس، اختبرت دمها، ولدهشتها، وجدت أنه متطابق”.

وكشف التحليل الجديد أن متغير هيلجيسون ناتج عن تغيير طفيف في تسلسل الحمض النووي حيث من المفترض أن يرتبط عامل النسخ. ونظرًا لعدم قدرة البروتين على الارتباط بشكل صحيح، يتم تنشيط جين CR1 بشكل ضعيف فقط، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات الجزيء في خلايا الدم الحمراء.

المقايضات التطورية والحماية من الأمراض

“الآن الجين ببساطة خامل. في دراستنا، أظهرنا أيضًا أن هذا المتغير الجيني أكثر شيوعًا في المتبرعين بالدم التايلانديين مقارنة بالمتبرعين بالدم السويديين، وهو أمر منطقي لأننا نعلم من الدراسات السابقة أن انخفاض مستوى CR1 يحمي ضد الملاريا”، يوضح مارتن أولسون.

ويبدو أن انخفاض مستويات CR1 يجعل من الصعب على طفيليات الملاريا غزو خلايا الدم الحمراء، وهو ما قد يفسر سبب شيوع هذا المتغير في المناطق التي ينتشر فيها المرض، مثل جنوب شرق آسيا. وبهذه الطريقة، فإن السمة التي تعقد اختبار نقل الدم قد توفر أيضًا ميزة البقاء على قيد الحياة.

تنجم الملاريا عن طفيليات البلازموديوم التي تغزو خلايا الدم الحمراء، حيث يمكن لجزيئات سطحية معينة أن تؤثر على مدى سهولة دخول العامل الممرض وانتشاره. الائتمان: شترستوك

تقول غلوريا وو: “استنادًا إلى ما نعرفه الآن، يمكننا تحسين الاختبارات المعملية. هدفنا هو تحديث الشريحة القائمة على الحمض النووي المستخدمة في اختبارات فصائل الدم بالمتغير الجديد، مما سيؤدي إلى اختبار تشخيصي أكثر أمانًا”.

يعتقد الفريق أن منهجهم المبني على البيانات يمكن تطبيقه الآن على العديد من فصائل الدم الأخرى وعلى الأمراض التي يلعب فيها التنظيم الجيني دورًا. وتدعم دراسات المتابعة بالفعل هذه الإمكانية الأوسع.

توسيع الخريطة الجينية

في عام 2024، دراسة متابعة واحدة في طب نقل الدم والعلاج بالدم أظهر أن نفس النوع من التغيير التنظيمي الخفي يمكن أن يؤثر أيضًا على فصيلة الدم RhD المهمة سريريًا، مما يحدد طفرة جديدة تعطل موقع ربط GATA1 وتقلل من تعبير RhD إلى مستويات “Del” منخفضة للغاية.

دراسة أخرى في نقل الدم قام الباحثون بتوسيع خط الأنابيب الحسابي للباحثين من خلال الجمع بين بيانات ربط عامل النسخ مع العلامات اللاجينية وخرائط إمكانية الوصول إلى الكروماتين، وكشف عن 814 موقعًا تنظيميًا محتملاً عبر 47 جينًا من فصائل الدم، وتأكيد أن مجموعات من العوامل مثل GATA1 وKLF1 تساعد في التحكم في نشاط الجينات.

“معظم أبحاثنا حول فصائل الدم تستخدم الآن مجموعة من الأدوات التنبؤية القائمة على البيانات التي يمكن أن توجهنا إلى التجربة الصحيحة لاختبارها في المختبر. ويخلص مارتن إل أولسون إلى أن التحدي التالي هو فهم وظيفة فصائل الدم بشكل أفضل من خلال ربط المعلومات من قواعد البيانات الكبيرة حول كيفية تأثير الأمراض على الأشخاص بشكل مختلف اعتمادًا على فصيلة دمهم”.

مراجع:

“توضيح النمط الظاهري للكريات الحمر CR1 منخفض التعبير عن طريق التعدين المعلوماتي الحيوي لنظام فصيلة الدم الذي يحركه GATA1” بقلم Ping Chun Wu، Yan Quan Lee، Mattias Möller، Jill R. Storry and Martin L. Olsson، 17 أغسطس 2023، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-023-40708-ث

“نهج تم البدء فيه بالمعلومات الحيوية لتقييم المناطق التنظيمية لـ GATA1 في العينات ذات الأنماط الظاهرية الضعيفة D أو Del أو D على الرغم من إكسونات RHD العادية” بواسطة Eunike C. McGowan وPing Chun Wu وÅsa Hellberg وGenghis H. Lopez وCatherine A. Hyland وMartin L. Olsson، 10 مايو 2024، طب نقل الدم والعلاج بالدم.
دوى: 10.1159/000538469

“يكشف التشريح اللاجيني لجينات فصائل الدم البشرية عن العناصر التنظيمية والخصائص التفصيلية لـ KEL وأربعة مواضع أخرى” بقلم Ping Chun Wu، وEunike C. McGowan، وYan Quan Lee، وSudip Ghosh، وJenny Hansson، وMartin L. Olsson، 21 أبريل 2024، نقل الدم.
دوى: 10.1111/trf.17840

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

إقرأ المزيد