מה היה קורה אילו יכולתם למדוד את חילוף החומרים שלכם ולקבל מרשם לדיאטה “לפי מידה”? שיטת ה”מטבונומיקה” מציעה פתרונות מותאמים אישית, לפי מצבו הרפואי של המטופל
גונג'אן סינהא, סיינטיפיק אמריקן
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/food300905.html
אין דיאטה שמתאימה לכולם. יש אנשים שיגמעו מרק כרוב במשך שבוע ויורידו ממשקלם גרמים אחדים בלבד ואילו אחרים, הנתונים לאותו משטר ספרטני, יורידו חמישה קילוגרמים. אבל מה היה קורה אילו יכולתם למדוד את חילוף החומרים שלכם ולקבל מרשם לדיאטה “לפי מידה”?
זה בדיוק מה שתוכל לעשות המטבונומיקה. זוהי אחת מהשלוחות שצצו באחרונה למהפכת ה”-אומיקה” – בעקבות הגנומיקה (גנים) והפרוטאומיקה (פרוטאינים – חלבונים). בעקבות ההבנה שמחלות מסוימות, כמו השמנת יתר, הן למעשה סינדרומים של בעיות בחילוף חומרים, מצבים שבהם פועלים באופן הדדי כמה מסלולים ביוכימיים הגורמים לתסמינים מורכבים, באה הבדיקה המטבולית ומציעה דרך למדידת הבריאות לאורך כל החיים. זאת ועוד, הטכנולוגיה של המטבונומיקה עשויה לזהות הפרעות בחילוף מחומרים עוד לפני התסמינים. בדיקה כזאת תוכל לעזור לאנשים לבחור לעצמם משטרים לתזונה ולפיתוח כושר גופני ה”תפורים” למצב חילוף החומרים האישי שלהם.
אלן ג' היגינס מ- Icoria, חברה שבסיסה בפארק תעשייתי מחקרי בצפון-קרוליינה, מסביר: “מטבונומיקה מספקת את המרכיב התפקודי” שלא תמיד בולט לעין בניתוח הרכב הגנים או החלבונים. שינויים בהתבטאות גנים אינם משפיעים בהכרח על הבריאות, שכן מנגנוני הוויסות הפנימיים עשויים לפצות על כך. כמו כן, הבקרה ההדדית שבין גנים וחלבונים גורמת רק לעתים לשינוי כולל במסלולים המטבוליים. המטבונומיקה בוחנת את היצור החי כמערכת אחת וכך מנסה לאחד את הגנומיקה עם הפרוטאומיקה. ” אנחנו עוקבים אחר השינויים האלה בקצה מורד הזרם,” אומר היגינס.
מחקר מטבולי
בכל רגע ורגע מפריש הגוף האנושי אלפי חומרים מטבוליטיים, שאפשר למדוד את ריכוזם בשתן, בפלזמה וברקמות גוף שונות. אפשר לעשות זאת באמצעות טכנולוגיות מקובלות, כמו ספקטרומטריית מסות ותהודה מגנטית גרעינית (NMR). ביוכימאים מודדים כך את הרעילות לתאי אדם של תרופות או של מזהמים סביבתיים. עם זאת, מדידות אלה מציבות אתגר: איך לפרש את הררי המידע המתקבלים מהן.
שגשוג הביו-אינפורמטיקה עזר בפתרון הבעיה. מדענים יכולים עתה לנתח ולבחון מטבוליטים בפירוט רב יותר מבעבר ולנהל מחקרים השוואתיים שאפשר ללמוד מהם יותר. לפני שלוש שנים, לדוגמה, הראתה חברת Metabometrix הלונדונית כי אפשר לאבחן טרשת עורקים (ארטרו-סקלרוזיס) באמצעות גלי רדיו בתדירות גבוהה המוחזרים מדגימת דם. גלי הרדיו מדדו את התכונות המגנטיות של הדוגמה ותוכנת מחשב ייצרה את התבנית שחשפה וזיהתה את המחלה.
בעתיד, אולי יהיה אפשר לסרטט גם פרופיל של מחלה מטבולית עוד לפני הופעת התסמינים. חוקרים בחברת BG Medicine ממסצ'וסטס, בדקו עכברים שהונדסו גנטית כך שיפתחו טרשת עורקים כשמזינים אותם במזון עתיר שומן. המדענים האכילו את העכברים האלה במזון שרמת השומן שלו מתונה וכעבור תשעה שבועות בדקו את רמת השומן בכבד ובפלזמה בהשוואה לקבוצת ביקורת. בעכברים שעברו את השינוי גנטי נמצאה רמה גבוהה יותר של מטבוליטים שומניים מסוימים , למרות שהם נראו בריאים לגמרי.
כיום קיימים כבר כמובן סמנים ביוכימיים המתריעים על מחלה, כמו רמת כולסטרול גבוהה, אבל אלה אינם מספיקים. ” סמן ביוכימי יחיד מספק מידע,” אומר יאן ואן דר גריף מ- BG Medicine, “אבל כדי לספר את הסיפור כולו יש צורך בתבניות ביוכימיות טיפוסיות.” ואן דר גריף סבור כי למחלות רבות יש “חתימה” מטבולית שאפשר לזהותה עוד לפני שסמן כמו כולסטרול יעלה ברמתו. האתגר הוא לזהות את התבניות המטבוליות. זו אינה משימה קלה. עדיין אין הבנה ברורה של המטבוליזם האנושי התקין, קל וחומר הבנה של המטבוליזם שאיננו תקין.
פענוח גנטי – בקלי קלות
בהשוואה לכך, “פענוח רצף של גנים הוא קלי קלות,” אומר חוזה מ' אורדובס, מנהל המעבדה לתזונה וגנומיקה באוניברסיטת טאפט. הוא מבהיר כי החוקר העוסק בפענוח רצף דנ”א מתמודד עם ארבעה מרכיבים בלבד (A, C, T ו-G), ואילו “במטואבונומיקה יש מסד טכנולוגי שמודד דברים בדרכים שונות. אנחנו מדברים על אלפי מרכיבים.”
כדי להתקדם במחקר יש צורך, לדעת המדענים, לבסס את ה”מטבונום” של האדם – מושג השקול לגנום האנושי. אבל, לדברי אורדובס, הפעולות בתחום אינן מתואמות וחסר בו תקציב. הוא מעריך כי כדי לממש מטרה זו יש לערוך אנליזות מטבוליות לחצי מיליון בני אדם או אף יותר מכך.
עם זאת אורדובס ממשיך להתקדם, עקב בצד אגודל. בפרויקט משותף עם “מטבומטריקס” הוא בודק כמה אלפי בני אדם, מקצתם חולים במחלות מטבוליות קשות כמו השמנת יתר ומקצתם בריאים, כדי לאבחן במה שונים המקרים הקיצוניים מן הנורמה. הוא גם יחקור אם דיאטה ותרגול גופני שהותאמו לפרופיל המטבולי הייחודי של החולה, יכולים להוריד את משקלו למשקל תקין ולמנוע הידרדרות מוקדמת לבעיות בריאותיות. בעתיד, אולי נפסיק לבחון את כמות הקלוריות, השומנים והפחמימות על תוויות המזון, ונתחיל להתאים אותן לסוג הטיפוס המטבולי שלנו.
