تم التعرف منذ فترة طويلة على الارتباط بين التلوث الهوائي وأمراض الرئة. الآن، كشفت دراسة جديدة من جامعة سي إس سي (USC) عن عملية حيوية قد تكون وراء هذا الارتباط - اكتشاف يمكن أن يوفر رؤى جديدة حول الطرق الأفضل لعلاج أو منع الأمراض المرتبطة بتعرض الشخص للتلوث.

"نحن نعلم أن الأمراض، وخاصة أمراض الرئة، يمكن أن تنجم عن تعرض الشخص للتلوث الهوائي. ما لا نعرفه هو الآليات التي تحدث بها ذلك،" قال إدوارد كراندال، Ph.D.، MD، أستاذ علم الأمراض، عضو في مركز هاستينغز لأبحاث الرئة ومدير مركز بحوث الرئة في معهد ويل روجرز بكلية كيك للطب في جامعة سي إس سي.

في بحثهم، اكتشف كراندال وفريقه خطوة مهمة على طريقة الارتباط بين تعرض الشخص للتلوث الهوائي والمرض. يقتصر تعرض الخلايا للجسيمات النانوية الموجودة في الهواء، وهي شوائب صغيرة جدًا في الهواء، على القدرة الخاصة للخلايا على الدفاع عن أنفسها ضد الأضرار المحتملة الأخرى. نُشرت النتائج في مجلة "تقارير التلقّي".

درس كراندال، المؤلف الرئيسي للدراسة، وزملاؤه عملية الدفاع الخلوية المعروفة باسم الترقيق الذاتي، والتي تستخدم الخلايا لتدمير المواد الداخلية التالفة أو غير الطبيعية. للمرة الأولى، اكتشف الباحثون أنه عند تعرض الخلايا للجسيمات النانوية، يبدو أن نشاط الترقيق الذاتي في الخلايا يصل إلى حد علوي. قال كراندال "ما ينبعث من هذه الدراسات هو أن الترقيق الذاتي هو آلية دفاعية لها حد علوي، حيث لا يمكنها أن تحمي الخلية بشكل أكبر،".

العتبة العليا

قام الباحثون بإجراء سلسلة من الاختبارات باستخدام خلايا الورم الحدقي الرئوي. أولاً، قاموا بتعريض الخلايا للجسيمات النانوية، ثم للرابامايسين (مادة كيميائية معروفة بتحفيز الترقيق الذاتي)، ثم لكل من الجسيمات النانوية والرابامايسين. في كل حالة، وصل نشاط الترقيق الذاتي إلى نفس الحد العلوي ولم يزد.

وبالتالي، قد يفتقد الخلايا القدرة على تعزيز الترقيق الذاتي بشكل أكبر للدفاع ضد المخاطر الأخرى، مثل استنشاق الدخان أو العدوى الفيروسية أو البكتيرية. وقد يساعد ذلك في تفسير سبب زيادة خطر الشخص على الإصابة بعدد من الأمراض الرئوية الحادة والمزمنة، بما في ذلك سرطان الرئة وتليف الرئة الحبيبي والأمراض الرئوية الانسدادية المزمنة.

كجزء من البحث، قام كراندال وفريقه أيضًا بتطوير طريقة جديدة لدراسة الترقيق الذاتي، والتي يمكن أن تدعم الدراسات المستقبلية في هذا المجال. استخدموا مزيجًا من أصباغ الفلورسنت وطريقة تصوير قوية تُعرف باسم المجهر المتناسق، لتوثيق كمية الترقيق الذاتي الجاري داخل الخلايا الفردية.

"ما يميز هذا هو أننا الآن قادرون على قياس نشاط الترقيق الذاتي للخلايا الحية الفردية في الوقت الحقيقي. إنها طريقة جديدة لدراسة الترقيق الذاتي"، قال أرنولد سيبوس، MD، Ph.D.، أستاذ مساعد في علم أمراض الأبحاث في كلية كيك للطب والمؤلف الأول للدراسة.

المزيد من البحث في آلية الالتهام الذاتي

النتائج الجديدة يمكن أن تساعد في دعم البحوث الجارية حول الترقيق الذاتي، بما في ذلك علاج السرطان. في حين أن الترقيق الذاتي يعد نعمة للخلايا الصحية، إلا أنه يجعل الخلايا السرطانية أكثر صعوبة في التدمير. يمكن تطوير طرق لزيادة أو تقليل الترقيق الذاتي في الخلايا لتكون طريقة رئيسية للحماية من الأمراض وعلاجها.

"كلما زادت معرفتنا عن آليات حدوث الأمراض، زادت فرصتنا للعثور على نقاط في المسار يمكننا التدخل فيها ومنع أو علاج المرض"، قال كراندال.

في الخطوة التالية، سيقوم كراندال وسيبوس وزملاؤهم بإجراء مزيد من الأبحاث لاختبار ما إذا كانت إضافة الجسيمات النانوية مباشرة إلى الخلية تزيد من عرضتها للتهديدات الأخرى، مثل العدوى. يخططون لدراسة الارتباط في الخلايا الصحية والخلايا السرطانية.