پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا عوامل ژنتیکی مؤثر بر تراکم استخوان در بیماران اطفال را شناسایی کردند

دو مطالعه تازه منتشر شده، بر اهمیت ژنتیک در سلامت استخوان تأکید می‌کنند و به شناسایی بیمارانی که می‌توانند از استراتژی‌های بهبود استخوان بهره‌مند شوند، کمک می‌کنند.

نیوز‌وایز — پژوهشگران بیمارستان کودکان فیلادلفیا (CHOP) مؤلفه‌های ژنتیکی مهمی را که بر تراکم استخوان در کودکان و نوجوانان تأثیر می‌گذارند، شناسایی کردند. این اطلاعات می‌تواند به شناسایی بیماران اطفال که ممکن است از استراتژی‌های بهبود سلامت استخوان در سنین اولیه بهره‌مند شوند، کمک کند تا استخوان‌های سالمی داشته باشند و از شکستگی در بزرگسالی پیشگیری نمایند.

بسیاری از کودکان به‌دلیل حوادث دچار شکستگی می‌شوند و به‌سرعت بهبود می‌یابند، اما دلایل متعددی وجود دارند که می‌توانند باعث ضعف استخوان یا خطر ابتلا به استخوان‌های شکننده در آن‌ها شوند. بیماری‌های مزمن، محدودیت‌های رژیمی و مصرف استروئیدها همگی بر متابولیسم مواد معدنی استخوان تأثیر می‌گذارند. ژنتیک نقش اضافی‌ای ایفا می‌کند و اگرچه اکثر مطالعات بر روی بزرگسالان انجام شده‌اند که برای آن‌ها شکستگی می‌تواند تهدیدی برای زندگی باشد، نقش ژنتیک در تغییر تراکم معدنی استخوان در دوران کودکی تا به‌حال کمتر مورد شناخت قرار گرفته است. دو مطالعهٔ اخیر پژوهشگران CHOP به اهمیت اطلاعات ژنتیکی و ژنومی در درک توسعهٔ استخوان اطفال پرداخته‌اند.

مطالعهٔ اول که در نشریه Genome Biology منتشر شد، به بررسی سیگنال‌های ژنتیکی مرتبط با تراکم معدنی استخوان می‌پرداخت که پیش‌تر توسط مطالعات ارتباط سراسری ژنوم (GWAS) در بزرگسالان و کودکان شناسایی شده بودند. مطالعات پیشین نتوانستند ژن علّی مرتبط با این سیگنال‌ها را شناسایی کنند.

درک ژن علّی به تعادل بین استئوبلاست‌ها، که بافت استخوان جدید را می‌سازند، و استئوکلاست‌ها، که بافت استخوان قدیمی را تجزیه می‌کنند، مرتبط بود. در دورهٔ رشد کودکان، استئوبلاست‌ها فعالیت بیشتری دارند تا رشد صحیح استخوان را تضمین کنند.

پژوهشگران از تکنیک CRISPRi استفاده کردند – ابزاری که بدون برش دادن DNA، بیان ژن را سرکوب می‌کند، مشابه روش‌های مبتنی بر CRISPR – و چهار ژن (ARID5B، CC2D1B، EIF4G2 و NCOA3) را شناسایی کردند که با استئوبلاست‌ها و توانایی بلوغ آن‌ها مرتبط هستند. علاوه بر این، پژوهشگران دریافتند که بسیاری از سیگنال‌های ژنتیکی مرتبط با تراکم معدنی استخوان اثرات خود را بر بافت‌های دیگر نیز نشان می‌دهند، که نشانگر این است که تراکم استخوان می‌تواند نشانه‌ای از مشکلات بهداشتی دیگری نیز باشد.

«با این اطلاعات، امید ما این است که این سیگنال‌ها را به‌طور خاص در حوزه اطفال بررسی کنیم و به شناسایی کودکانی که احتمال بیشتری برای بروز شکستگی دارند، کمک کنیم تا سلامت استخوان آن‌ها برای تمام طول عمر بهینه شود»، گفت استرون اف. ای. گرانت، دکترای علوم، مدیر مرکز ژنومیک فضایی و عملکردی و صاحب کرسی ویژه دیانیل ب. برک برای تحقیقات دیابت در CHOP.

مطالعهٔ دوم که در Journal of Bone and Mineral Research منتشر شد، از نمره خطر چندژنی به نام سرعت صوت اولتراسوند کمی ژنتیکی (gSOS) استفاده کرد. gSOS پیشتر برای مطالعه خطر شکستگی در بزرگسالان به کار رفته بود و پژوهشگران CHOP به دنبال تعیین این بودند که آیا این معیار با سلامت استخوان در کودکان مرتبط است یا نه. این تحقیق از دو مطالعهٔ مشاهده‌ای و داده‌های ژنتیکی مرتبط، شامل مطالعه تراکم معدنی استخوان در دوران کودکی (BMDCS) و همچنین داده‌های مرکز ژنومیک کاربردی CHOP که بیش از دو دهه زمان را پوشش می‌دهد، بهره برد.

نتایج این تحقیق نشان داد که نمره بالاتر gSOS با تراکم معدنی استخوان بالاتر در چندین ناحیه اسکلت و کاهش احتمال شکستگی در هر دو مطالعهٔ مشاهده‌ای مرتبط است. این نکته به‌ویژه مهم است چرا که بررسی پژوهشگران عوامل متعددی از جمله جنسیت، مرحلهٔ بلوغ، میزان کلسیم در رژیم غذایی، قد، وزن و شاخص توده بدنی، و همچنین حوادثی که می‌توانستند منجر به شکستگی شوند، در نظر گرفته شد.

«مطالعه ما نشان داد که ژنیتیک یک مؤلفهٔ قدرتمند در تعیین تراکم استخوان در تمام طول عمر است»، گفت بابته اس. زمِل، دکترای علوم، استاد اطفال در CHOP. «ما بسیار شگفت‌زده شدیم که نمره خطر چندژنی می‌تواند به‌دقت پیش‌بینی کند کدام بیماران بیشتر احتمال دارند که شکستگی تجربه کنند، حتی با در نظر گرفتن فعالیت‌های معمول کودکانه که معمولاً با شکستگی‌ها مرتبط می‌شوند.»

هر دو روش می‌توانند برای بهبود سلامت استخوان در سنین اولیه به کار گرفته شوند. اگرچه رژیم غذایی مناسب و فعالیت بدنی منظم با بار وزن، به‌ویژه ورزش‌هایی مانند والیبال و بسکتبال، برای سلامت استخوان ضروری هستند، زمِل تأکید می‌کند که این عوامل حتی در صورت وجود خطر ژنتیکی بالای شکستگی نیز به‌طور قابل‌توجهی در تقویت استخوان مؤثرند.

مطالعهٔ اول با حمایت جایزه Gates Grubstake دانشگاه کلرادو، گرانت‌های بنیاد ملی علم (DMS 2113072 و DMS 2310654)، گرانت‌های مؤسسه ملی بهداشت (R01AI154773، R01DK122586، UL1 TR001878، R01 HD100406، R01 AG072705، و UM1 DK126194)، استیوار خانوادگی هنری روپنتال برای مهندسی زیستی و جراحی ارتوپدی و کرسی استیوار دیانیل ب. برک برای تحقیقات دیابت تأمین مالی شد.

مطالعهٔ دوم با حمایت گرانت‌های مؤسسه ملی بهداشت (R01HD100406، R01HD58886 و UL1TR000077) و کرسی استیوار دیانیل ب. برک برای تحقیقات دیابت صورت گرفت. همچنین مطالعهٔ تراکم معدنی استخوان در دوران کودکی (BMDCS) با پشتیبانی قراردادهای مؤسسه ملی بهداشت کودک و رشد یونس کنیجی شریور (N01‑HD‑1‑3228، -3329، -3330، -3331، -3332، -3333) تأمین شد.

Conery و همکاران، «یکپارچه‌سازی داده‌های مبتنی بر GWAS و صفحه نمایش CRISPRi غیرکدینگ، ریشه‌شناسی ژنتیکی تراکم معدنی استخوان را روشن می‌سازد». Genome Biol. آنلاین ۳ اکتبر ۲۰۲۵. DOI: 10.1186/s13059‑025‑03802‑4.

Mitchell و همکاران، «نمره خطر چندژنی gSOS با تراکم استخوان و خطر شکستگی در دوران کودکی مرتبط است». J Bone Miner Res. آنلاین ۱۴ اکتبر ۲۰۲۵. DOI: 10.1093/jbmr/zjaf149.

تماس با رسانه

فقط برای خبرنگارانی که وارد سیستم شده‌اند در دسترس است

منابع

Genome Biology، اکتبر ۲۰۲۵

نوع مقاله

نتایج تحقیق

بخش

پزشکی

کانال‌ها

سلامت استخوان، سلامت کودک، ژنتیک، مراقبت‌های بهداشتی، تغذیه

کلمات کلیدی

رشد استخوان، تراکم استخوان، ژنومیک، اطفال