يُعدّ مرض الزهايمر أحد أكثر الاضطرابات العصبية التكدرية تعقيداً؛ إذ يلتهم الذاكرة بالتدريج ويقوض القدرات الذهنية والسلوك الداخلي للإنسان. ورغم أن الأسباب الجوهرية لاندلاعه لا تزال تتشاحن حولها الآراء، فإن أحدث الأبحاث العلمية بدأت تسلط الضوء على صلة وثيقة بين صحة الدماغ وما يُعرف بـ "ميكروبيوم الأمعاء"، وهو مجتمع هائل يضم تريليونات الميكروبات التي تستوطن الجهاز الهضمي.
في هذا السياق، تقود الأستاذة الدكتورة باربرا بيندلين برفقة طالبة الدكتوراه داربي بيتر، وكلاهما من جامعة ويسكونسن ماديغون الأمريكية، مشروعاً بحثياً طموحاً يُعرف بدراسة "الميكروبيوم ومخاطر الزهايمر". يهدف هذا المشروع إلى فحص التأثير الهائل لبكتيريا الأمعاء على الوظائف العصبية، والتأكد مما إذا كانت الاختلالات الميكروبية تمثل وقوداً يغذي جذوة المرض.
قد يتبادر إلى الذهن للوهلة الأولى أن الدماغ والجهاز الهضمي عالمان منفصلان لا يلتقيان، غير أن الأدلة العلمية تؤكد وجود قنوات اتصال مباشرة بينهما. فالميكروبيوم المعوي لا يكتفي بإدارة عمليات الهضم ودعم الجهاز المناعي فحسب، بل يمتد أثره ليكون ركيزة أساسية في صيانة السلامة العصبية. ويرى أطباء ومتخصصون أن اضطراب التوازن الميكروبي في الأمعاء قد يمهد الطريق لنشوء أمراض عصبية خطيرة، يأتي الزهايمر في مقدمتها.
توضح الدكتورة باربرا بيندلين، الخبيرة في علوم الأعصاب، والباحثة داربي بيتر، أن هذه الدراسة تسعى إلى إزاحة الستار عن الآليات الدقيقة التي تحكم هذا التأثير المتبادل بين الأمعاء والدماغ، آملاتٍ في الوصول إلى استراتيجيات علاجية تعتمد على استصلاح البيئة المعوية لتعزيز صحة الدماغ وتقليل فرص الإصابة بالمرض.
بكتيريا الأمعاء والعقل: حوار لا ينقطع
طالما ساور الشك أوساط العلماء حول الدور الذي تلعبه أحياء الأمعاء الدقيقة في توجيه صحة العقل، وها هي الأبحاث الحديثة تأتي لتصادق على هذه الشكوك. وتبيّن المعطيات البحثية أن البكتيريا المعوية تساهم في كبح الالتهابات، وتخلق مغذيات حيوية لا غنى عنها، بل وتتدخل مباشرة في تسيير الوظائف الدماغية.
ورغم الترجيحات القوية بأن الاختلال الميكروبي يساهم في ظهور الأمراض التنكسية، يظل السؤال الجوهري قائماً بلا إجابة قاطعة: هل التغيرات الميكروبية هي السبب المباشر للمرض، أم أنها مجرد أثر جانبي ناتج عن الإصابة به؟
تؤكد داربي بيتر هذا التوجه قائلة: "نسعى من خلال مشروعنا إلى بناء فهم أعمق لشبكة التفاعل بين الأمعاء والدماغ، وتبين كيف يوجه كل منهما الآخر، أملين في فك رموز هذه العلاقة للوصول إلى أساليب تتيح تعديل بيئة الأمعاء بما يخدم صحة العقل".
من هم المشاركون في هذا البحث؟
تعتمد الدراسة في استطباق بياناتها على مشاركين يستقطبون من برنامجين رئيسيين لبحوث الخرف بجامعة ويسكونسن ماديغون، وهما: مركز بحوث مرض الزهايمر، وسجل ويسكونسن للوقاية من الزهايمر.
وتوضح الدكتورة باربرا المعايير المطلوبة للمشاركة قائلة: "يشترط للانضمام إلى الدراسة أن يكون الفرد مسجلاً في أحد البرنامجين المذكورين، وألا يقل عمره عن أربعين عاماً، وأن يتمتع بصحة عامة جيدة مستقرة باستثناء حالات الخرف أو التراجع الإدراكي البسيط، مع استعداده لتقديم عينات من البراز للتحليل". ومنذ انطلاق المشروع عام ألفين وستة عشر، تقدم أكثر من خمسمئة مشارك بعيناتهم واستيفاء الاستبيانات الخاصة بالدراسة.
كيف يستكشف العلماء أغوار الميكروبيوم؟
تبدأ رحلة التحليل بجمع المشاركين لعينات البراز داخل منازلهم، إلى جانب ملء استبيانات تفصيلية تناقش أوضاعهم الصحية ونمط عيشهم. تُرسل هذه العينات لاحقاً إلى المختبرات حيث تُحفظ بالتجميد المباشر لحين إخضاعها لتقنية "التسلسل الميتاتجينومي".
وتشرح الدكتورة باربرا هذه التقنية بقولها: "تعتمد العملية على استخلاص الحمض النووي من كل عينة وقراءته بدقة. وبفضل الأدوات البرمجية والحاسوبية المتطورة، لا نكتفي بكتشاف أنواع البكتيريا المتواجدة فحسب، بل نفهم الوظائف الحيوية التي تقوم بها، مثل تفكيك الأغذية أو إنتاج العناصر الغذائية الهامة". هذه المعلومات الدقيقة تفتح آفاقاً جديدة لتفسير مدى تأثير الميكروبات على المخاطر المتعلقة بالزهايمر.
أبرز ما كشفت عنه الدراسة حتى الآن
تعتبر هذه الدراسة من المبادرات السباقة التي قارنت بشكل منهجي عميق بين البيئة المعوية لأشخاص يعانون من الزهايمر وأولئك الذين يتمتعون بصحة إدراكية سليمة. وقد لاحظ الفريق العلمي تفاوتاً ملحوظاً في كثافة أنواع معينة من البكتيريا بين الفئتين، ما يعزز فرضية وجود ارتباط وثيق بين خلل التوازن الميكروبي والإصابة بالمرض.
وتضيف الدكتورة باربرا: "توسعنا في بحثنا ليدرس العلاقة بين ميكروبيوم الأمعاء والمؤشرات الحيوية الدالة على تلف الأنسجة الدماغية، لا سيما التراكمات غير الطبيعية لبروتينات بيتا أميلويد وتو. كما تبين أن بعض أنواع البكتيريا تؤثر على النواتج الأيضية في السائل النخاعي، وهي مركب أساسي قد يتحكم في سرعة تفاقم المرض".
التهابات الأمعاء: المتهم الرئيس
تشير الدكتورة باربرا إلى أن الأدلة المتراكمة تضع الالتهابات في صدارة الآليات المحتملة التي تربط بين تغيرات الأمعاء وتدهور صحة الدماغ. ووفقاً للفرضية العلمية المطروحة، فإن اضطراب التوازن البكتيري في الأمعاء يسبب التهاباً يضعف سلامة الجدار المعوي.
ومع تداعي هذا الحاجز الواقي، تتسلل جزيئات ضارة إلى مجرى الدم، لتتسرب عبر الجسد وتثير التهابات واسعة النطاق، قد تصل شرارتها إلى العقل نفسه.
وللتحقق من هذه الفرضية، عكف ثلاثة من طلاب الدراسات العليا على قياس مستويات بروتين "الكالبروتيكتين" في عينات البراز، وهو بروتين يُتخذ كمؤشر دقيق على التهابات الأمعاء. وأظهرت النتائج وجود رابط واضح بين التهاب الجهاز الهضمي والتغيرات الدماغية المصاحبة للزهايمر، إلا أن الحسم في كون الالتهاب مسبباً للمرض أم مجرد عرض جانبي له يتطلب مزيداً من الاستقصاء.
ما الذي تكشفه الاستبيانات؟
توضح داربي بيتر أن الاستبيانات لا تقل أهمية عن العينات الحيوية؛ إذ صُممت لتسليط الضوء على العوامل الحياتية والصحية التي تشكل بيئة الأمعاء، كالنظام الغذائي، والأدوية المستخدمة، وتاريخ الأمراض الهضمية.
ويحظى نمط التغذية باهتمام بالغ؛ حيث يدوّن المشاركون التفاصيل الدقيقة للأطعمة التي يستهلكونها ودوريتها. وتؤكد الدراسات السابقة أن طبيعة الغذاء لا تشكل بنية الميكروبيوم فحسب، بل تتعدى ذلك لتؤثر في قدرات العقل ومخاطر الزهايمر. ويسعى الفريق من خلال تحليل هذه البيانات إلى استكشاف مدى قدرة التغذية السليمة على الوقاية من التدهور العصبي.
نظرة نحو المستقبل
تلخص الدكتورة باربرا الموقف الراهن بقولها: "تُظهر نتائجنا أن المصابين بالزهايمر يعانون من تباين واضح في تركيبة الميكروبيوم المعوي وارتفاع في معدلات التهاب الأمعاء، إلى جانب وجود صلة بين هذه البيئة الميكروبية والتغيرات البيولوجية والقدرات الذهنية حتى في المراحل الأولى للمرض". ورغم قيمة هذه النتائج، فإن تحديد أيهما الأسبق، المرض أم تغير الميكروبيوم، لا يزال موضع بحث.
ولفك هذا الغموض، يجري الفريق حالياً تجارب مخبرية على نماذج من الفئران المعدلة جينياً لإصابتها بالزهايمر، مما يساعد في استكشاف علاقات السبب والنتيجة. كما يعكف المشروع على توسيع نطاق أدواته عبر جمع عينات دم من المشاركين لقیاس البروتينات والجزيئات ذات الصلة بالمرض، إلى جانب إطلاق دراسة فرعية تتقفى نفاذية الأمعاء أو ما يُعرف بـ "الأمعاء المتسربة" من خلال متابعة حركة أنواع مختلفة من السكريات عبر القناة الهضمية. ومن شأن هذه الجهود أن تفتح آفاقاً لابتكار تدخلات علاجية تحسن صحة الأمعاء وتقي من أخطار الزهايمر.
عالم علوم الأعصاب
يُعنى علم الأعصاب بالدراسة الشاملة للجهاز العصبي بكل مكوناته، من الدماغ والحبل الشوكي إلى الشبكات العصبية الحسية والحركية. ويستمد هذا التخصص قوته من التداخل الحيوي بين الأحياء، وعلم النفس، والكيمياء، وعلوم الحاسوب، لتفكيك الشفرات المعقدة لكيفية عمل العقل وتأثيره على السلوك والوجدان والتفكير. وتتدرج الأبحاث فيه من دراسة الجزيئات والخلايا العصبية الدقيقة إلى فحص الوظائف العليا كالوعي وإتخاذ القرار.
إن أكثر ما يبث الحماس في هذا المجال هو قدرته المباشرة على تحسين جودة الحياة البشرية. وتستحضر داربي بيتر تجريتها قائلة: "إن العمل في مجال أبحاث الزهايمر والخرف ملهم بدرجة كبيرة؛ فالفرصة للمساهمة في مواجهة مرض يلقي بثقله على المرضى وعائلاتهم ومقدمي الرعاية هي ما جذبني في المقام الأول لهذه الساحة البحثية".
يقوم جوهر البحث العصبي الحديث على التكامل بين العلوم؛ حيث تتضافر جهود خبراء الوراثة، وعلم البيانات، والعلماء المتخصصين في الأدوية والذكاء الاصطناعي لحل الألغاز المستعصية للدماغ.
وتشير داربي إلى أن مشروع الميكروبيوم ومخاطر الزهايمر يدار بجهود مشتركة بين ثلاثة باحثين رئيسيين: الدكتورة بيندلين من مركز بحوث الزهايمر وقسم الطب، والدكتور فيديليكو ري من قسم علم البكتيريا، والدكتور تايلر أولاند من قسم علم الأمراض والطب المخبري، إلى جانب التعاون مع مؤسسات بحثية متميزة في مجالات تحليل التسلسل الميكروبي، والمؤشرات الحيوية للدماغ، والتغذية.
يبدو مستقبل علوم الأعصاب واعداً بالتحولات الكبرى؛ إذ تفتح التكنولوجيا الحديثة، مثل الواجهات المباشرة بين الدماغ والحاسوب وتطبيقات الذكاء الاصطناعي، آفاقاً غير مسبوقة لفهم العقل واستحداث علاجات جديدة.
وتختتم داربي رؤيتها بالقول: "شهدت الآونة الأخيرة قفزات نوعية في تطوير المؤشرات الحيوية السائلة المعبرة عن تغيرات الزهايمر والعوامل المؤثرة في صحة العقل. إن مواصلة العمل في هذا الاتجاه ستعمق فهمنا لكيفية نشوء الخرف وتطوره عبر الزمن، وتعبد الطريق نحو ابتكار علاجات جديدة تحد من التراجع الإدراكي أو تمنع وقوعه نهائياً".
