قد تساعد الاكتشافات الجزيئية في تحسين علاجات المخاض والألم.

عندما يبدأ المخاض، يجب أن ينتج الرحم انقباضات ثابتة ومحددة التوقيت للسماح بالولادة الآمنة. من المعروف أن الهرمونات مثل البروجسترون والأوكسيتوسين هي التي تقود هذه العملية، لكن الباحثين يعتقدون منذ فترة طويلة أن القوى الفيزيائية مهمة أيضًا. تشمل هذه القوى التمدد والضغط الذي يتراكم طوال فترة الحمل ويتكثف أثناء الولادة.

دراسة جديدة من أبحاث سكريبس، نشرت في علوميشرح كيف يكتشف الرحم هذه القوى ويستجيب لها على المستوى الجزيئي. تقدم النتائج رؤية جديدة حول سبب تباطؤ المخاض أحيانًا أو بدايته مبكرًا جدًا، ويمكن أن توجه الاستراتيجيات المستقبلية لتحسين رعاية الأمومة.

استشعار الضغط يوجه الانقباضات

“مع نمو الجنين، يتوسع الرحم بشكل كبير، وتصل تلك القوى الفيزيائية إلى ذروتها أثناء الولادة”، كما يقول المؤلف الرئيسي أرديم باتابوتيان، وهو محقق في معهد هوارد هيوز الطبي والرئيس الرئاسي لعلم الأحياء العصبية في سكريبس للأبحاث. “تظهر دراستنا أن الجسم يعتمد على أجهزة استشعار ضغط خاصة لتفسير هذه الإشارات وترجمتها إلى نشاط عضلي منسق.”

فاز باتابوتيان بجائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 2021 لاكتشافه أجهزة الاستشعار التي تسمح للخلايا باستشعار اللمس والضغط. هذه المستشعرات عبارة عن قنوات أيونية مصنوعة من البروتينات PIEZO1 وPIEZO2، والتي تمكن الخلايا من الاستجابة للقوة الميكانيكية.

وفي البحث الجديد، وجد باتابوتيان وزملاؤه أن PIEZO1 وPIEZO2 يلعبان أدوارًا مختلفة ولكن متكاملة أثناء الولادة. يكون PIEZO1 أكثر نشاطًا في العضلات الملساء للرحم، حيث يكتشف الضغط المتزايد مع اشتداد الانقباضات.

يقع PIEZO2 في الأعصاب الحسية في عنق الرحم والمهبل ويتم تنشيطه عن طريق التمدد الناتج عن نزول الجنين، مما يعزز تقلصات الرحم من خلال منعكس عصبي. تعمل هذه البروتينات معًا على تحويل التمدد والضغط إلى إشارات كهربائية وكيميائية تعمل على مزامنة تقلصات الرحم. يمكن لكل مسار أن يدعم الآخر جزئيًا، مما يساعد على استمرار المخاض حتى لو تم إضعاف أحدهما.

تجارب الماوس تكشف عن التعاون

ولاختبار كيفية عمل هذه المسارات، استخدم الباحثون نماذج من الفئران تمت فيها إزالة PIEZO1 وPIEZO2 بشكل انتقائي من عضلة الرحم أو الأعصاب الحسية حول عنق الرحم والمهبل. قامت أجهزة الاستشعار الموضوعة في الفئران الحوامل بقياس قوة الانكماش وتوقيته أثناء المخاض الطبيعي. أظهرت الحيوانات التي تفتقر إلى كلا البروتينين ضغطًا رحميًا أضعف وتأخرًا في الولادة، مما يشير إلى أن الاستشعار القائم على العضلات والأعصاب يعمل معًا وأن فقدان كليهما يعطل المخاض بشكل كبير.

وأظهرت تجارب إضافية أن إشارات PIEZO تتحكم في إنتاج الكونيكسين 43، وهو البروتين الذي يشكل وصلات الفجوة. تربط هذه القنوات الصغيرة خلايا العضلات الملساء المجاورة بحيث تنقبض كوحدة واحدة. عندما غابت إشارة PIEZO، انخفضت مستويات الكونيكسين 43، وانهار التنسيق بين الخلايا العضلية.

يقول المؤلف الأول يونكسياو تشانغ، وهو باحث مشارك في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر باتابوتيان: “إن Connexin 43 هو الأسلاك التي تسمح لجميع الخلايا العضلية بالعمل معًا”. “عندما يضعف هذا الارتباط، تفقد الانقباضات قوتها.”

الأنسجة البشرية تدعم هذا النموذج

بالإضافة إلى ذلك، أظهرت عينات أنسجة الرحم البشرية أنماطًا مماثلة للتعبير عن PIEZO1 وPIEZO2 كتلك الموجودة في الفئران، مما يشير إلى أن آلية استشعار القوة المماثلة قد تعمل لدى البشر أيضًا. يمكن أن يساعد هذا في تفسير بعض مضاعفات المخاض، مثل الانقباضات الضعيفة أو غير المنتظمة التي تطيل مدة الولادة. تتوافق النتائج معًا مع الملاحظات السريرية التي تشير إلى أن إحصار العصب الحسي الكامل يسبب المخاض لفترة طويلة أثناء الولادة.

يقول تشانغ: “في الممارسة السريرية، يتم إعطاء التخدير فوق الجافية بجرعات يتم التحكم فيها بعناية لأن حجب الأعصاب الحسية تمامًا يمكن أن يجعل المخاض أطول بكثير”. “تعكس بياناتنا هذه الظاهرة؛ عندما أزلنا مسار PIEZO2 الحسي، ضعفت الانقباضات، مما يشير إلى أن بعض ردود الفعل العصبية تعزز المخاض”.

مسارات نحو علاجات جديدة

تفتح نتائج فريق البحث إمكانيات لمناهج أكثر دقة لإدارة المخاض وتخفيف الألم. إذا تمكن العلماء من تحديد الجزيئات التي تعدل نشاط PIEZO بأمان، فقد يتمكنون في يوم من الأيام من تثبيط أو تعزيز تقلصات الرحم حسب الحاجة.

بالنسبة للأمهات المعرضات لخطر الولادة المبكرة، فإن حاصرات PIEZO1 – إذا تم تطويرها – لإبطاء الانقباضات يمكن أن تكون مكملة للأدوية الموجودة التي تعمل على استرخاء الأنسجة العضلية عن طريق الحد من دخول الكالسيوم إلى الخلايا. على العكس من ذلك، قد يساعد المركب الذي ينشط قنوات PIEZO في تعزيز الانقباضات في المخاض المتوقف.

وعلى الرغم من أن مثل هذه التطبيقات السريرية لا تزال بعيدة، إلا أن العلوم الأساسية لا تزال في طور التبلور. يقوم فريق البحث الآن بالتحقيق في كيفية تفاعل إشارات PIEZO مع المسارات الهرمونية التي تنظم الحمل.

وقد أظهرت الدراسات السابقة أن هرمون البروجسترون – الهرمون الذي يحافظ على استرخاء الرحم أثناء الحمل – يمكن أن يثبط تعبير الكونيكسين 43 حتى عندما تكون قنوات PIEZO نشطة، مما يضمن عدم بدء الانقباضات قبل الأوان. عندما تنخفض مستويات هرمون البروجسترون على المدى القريب، قد تساعد إشارات الكالسيوم التي يحركها PIEZO في بدء سلسلة الأحداث البيولوجية التي تؤدي إلى الولادة.

يشير تشانغ إلى أن “قنوات PIEZO والإشارات الهرمونية وجهان لنفس النظام”. “الهرمونات تمهد الطريق، وأجهزة استشعار القوة تساعد في تحديد متى ومدى قوة انقباض الرحم.”

سوف يتعمق العمل المستقبلي في المسارات العصبية المعنية، حيث لا تحتوي جميع الألياف الحسية حول الرحم على PIEZO2. قد يستجيب البعض لمحفزات أخرى ويكون بمثابة نسخ احتياطية عند غياب PIEZO2. إن فهم الأعصاب الحسية التي تعزز المخاض مقابل تلك التي تنقل الألم يمكن أن يؤدي في النهاية إلى أشكال أكثر دقة للتحكم في الألم والتي لا تبطئ الولادة.

في الوقت الحالي، تثبت النتائج أن قدرة الجسم على استشعار القوة لا تقتصر على اللمس أو التوازن، بل إنها أيضًا حيوية لواحد من الأحداث البيولوجية الأساسية في الحياة.

يقول باتابوتيان: “إن الولادة هي عملية يكون فيها التنسيق والتوقيت هما كل شيء”. “لقد بدأنا الآن في فهم كيفية عمل الرحم كعضلة وبندول إيقاع لضمان أن المخاض يتبع إيقاع الجسم الخاص.”

المرجع: “روابط PHEELLL وحواجز الاستخدام في الاضطراب. Keenan، Utku Songe، Sanchez-Alavez Manuel، Yuejia Liu، Xin Jin، Darren J. Lipomi، License، Michael Petrascheck، Antonina I. علوم.
دوى: 10.1126/science.ady3045

تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسات Abide-Vividion؛ مؤسسة باكستر؛ مبادرة الدماغ؛ ومبادرة تشان زوكربيرج؛ مؤسسة دانا؛ جائزة دوريس للباحثين؛ ومؤسسة جورج إي. هيويت للأبحاث الطبية وزمالة ما بعد الدكتوراه؛ محققو معهد هوارد هيوز الطبي؛ وزميل ميرك في مؤسسة ديمون رونيون لأبحاث السرطان (DRG-2405-20)؛ ال المعاهد الوطنية للصحة (جائزة المبتكر الجديد لمدير المعاهد الوطنية للصحة DP2DK128800، وتمنح R35 NS105067، وR01 AT012051، وR01 AG067331)؛ مؤسسة العلوم الوطنية (منحة CMMI-2135428)؛ معالجة العينات الإنجابية والمستودع الحيوي المصرفي لـ WashU (ReProBank)؛ ومؤسسة وايتهول.

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