تشير أبحاث جديدة من جامعة كولورادو بولدر إلى أن معظم الحيوانات ترث الحمض النووي للميتوكوندريا، مصدر الطاقة في الخلية، من الأمهات فقط. عندما يفشل هذا النظام وتدخل الميتوكوندريا الأبوية إلى الجنين، يمكن أن تسبب مشكلات صحية خطيرة، وجدت دراسة أجريت على الديدان أن فيتامين K2 قد يساعد في علاج هذه المشكلات من خلال استعادة مستويات ATP، مما يفتح آفاقا جديدة لفهم اضطرابات الميتوكوندريا وإدارتها.

لماذا يتم التخلص من الميتوكوندريا الأبوية؟

في دراسة نُشرت في 4 أكتوبر 2024 في مجلة Science Advances، ألقى باحثون من جامعة كولورادو بولدر الضوء على السبب الذي يدفع الجسم للتخلص من الحمض النووي الميتوكوندري للأب أثناء التطور. اكتشفوا أن فشل هذه العملية يؤدي إلى مشكلات عصبية وسلوكية وتناسلية لدى البالغين.

يركز البحث على ديدان صغيرة (C. elegans)، والتي أظهرت عند تعرضها لمشكلات في الميتوكوندريا الأبوية تأثيرات على مستوى إنتاج الطاقة، مما يؤدي إلى مشكلات صحية كبيرة. كما أظهر البحث أن فيتامين K2 يمكن أن يساعد في استعادة مستويات الطاقة وتحسين الأداء العصبي والسلوكي.

دور الميتوكوندريا في إنتاج الطاقة

الميتوكوندريا توصف عادةً بأنها "بطاريات الخلايا"، حيث تنتج الـ ATP (الأدينوسين ثلاثي الفوسفات)، وهو المصدر الرئيسي للطاقة الذي يدعم جميع وظائف الخلايا تقريبا. تحتوي الميتوكوندريا على حمض نووي خاص بها يُورث من الأم فقط.

في عام 2016، نشر دينغ شو، الأستاذ في قسم الأحياء الجزيئية والخلوية والتطورية بجامعة كولورادو، دراسة تشرح كيف يتم التخلص من الميتوكوندريا الأبوية عبر آلية تعرف بـ "إزالة الميتوكوندريا الأبوية" (PME). وتوثق هذه العملية في الديدان والقوارض وحتى البشر.

ماذا يحدث عند فشل إزالة الميتوكوندريا الأبوية؟

في الدراسة الجديدة، حاول الفريق البحثي إبطاء عملية PME لدى الديدان الشفافة (C. elegans). ورغم أنهم لم يتمكنوا من إيقاف العملية بالكامل، إلا أنهم تمكنوا من تأخيرها بحوالي 10 ساعات. كانت النتيجة انخفاضا كبيرا في إنتاج ATP، وهو ما أدى إلى تأثيرات سلبية على القدرات العصبية والإنجابية للديدان.

فيتامين K2 كعلاج محتمل

عند معالجة الديدان بفيتامين K2، الذي يُعرف بأنه مفيد لصحة العظام، تمكن الباحثون من استعادة مستويات الـ ATP إلى وضعها الطبيعي، وتحسين الذاكرة والنشاط والقدرة على التكاثر لدى الديدان البالغة.

أمل جديد لعلاج أمراض الميتوكوندريا

تشير هذه النتائج إلى احتمالية أن بعض الاضطرابات البشرية غير المفهومة جيدًا قد تكون ناتجة عن تأخير في عملية إزالة الميتوكوندريا الأبوية. على سبيل المثال، تم توثيق حالات نادرة لأشخاص يظهر لديهم حمض نووي ميتوكوندري أبوي، مما يؤدي إلى أعراض تشمل ضعف العضلات والتعب وصعوبات في التنفس.

يتوقع الباحثون أن يُجرى المزيد من الدراسات على الحيوانات الكبيرة للتحقق من فعالية فيتامين K2 في علاج اضطرابات الميتوكوندريا. ويأملون في أن يؤدي البحث المستقبلي إلى تحسينات في تشخيص وعلاج هذه الاضطرابات، وربما حتى الوقاية منها عبر تناول فيتامين K2 خلال الحمل للأسر التي لديها تاريخ مرضي من هذه الاضطرابات.

هذا البحث يقدم بصيص أمل لفهم اضطرابات الميتوكوندريا وتقديم حلول علاجية بسيطة قد تساعد في تحسين نوعية حياة الأشخاص المصابين.