كيف تُنبئ التكوينات الصخرية الجيولوجية عن علاجات جديدة لحصوات الكُلى في مايو كلينك؟

مدينة روتشستر، ولاية مينيسوتا— حصوات الكُلى البشرية قديمة قِدم أهرامات الجيزة على الأقل. لقد عُثر على أقدم حصوة كُلى في قماش الساتان المُستخدم في الدفن المصري تعود إلى عام 4400 قبل الميلاد. وقد قامت مايو كلينك في العام الماضي بمعالجة وتحليل حوالي 90,000 حصوة كُلى من جميع أنحاء العالم. ويزيد العدد كل عام، مما يعكس زيادة عالمية في مرض حصوات الكُلى. لقد كشفت أبحاث جديدة كيفية تَشَكُّل حصوات الكُلى فعليًا، والتي ربما تكون مفتاح العلاج أو حتى القضاء على هذه الحالة التي غالبًا ما تكون مؤلمة. 

منذ حوالي ثلاث سنوات، أظهرت دراسة لمايو كلينك وجامعة إلينوي خطأ الإجماع على أن حصوات الكُلى تنمو بعملية منهجية، وطبقة فوق طبقة، ويصعب إذابتها.

يقول جون ليسكا، دكتور الطب، طبيب الكلى ومدير اتحاد حصوات الكُلى النادرة التابع لمايو كلينك، والمشارك في قيادة الفريق: "لطالما كان يُعتَقد أنه بمجرد أن تنمو وتتطور حصوات الكالسيوم في الكُلى، فلن تتمكن من إذابتها في ظل الظروف المعتادة في كليتك".

على عكس هذا الاعتقاد الذي استمر لفترة طويلة، وجدت الدراسة أن حصوات أكسالات الكالسيوم في الكُلى تتشكل بنفس طريقة الترافرتين، وهو حجر يُوجد في ينابيع الماموث الحارة في متنزه يلوستون الوطني، أي أن حصوات الكُلى مثل الصخور التي تتشكل في البيئات الطبيعية، وتمر بدورات متكررة من التبلور، والانحلال، والتكسر، والتصدُع؛ وتسمى هذه العملية بالتصلُد.

ويفتح هذا الاكتشاف الطريق للعلاجات الجديدة وغير التقليدية لحصوات الكُلى، والتي صارت ممكنة بفضل توحيد الجهود ما بين الجيولوجيا والبيولوجيا (البيولوجيا الأرضية) لجامعة إلينوي مع خبرة طب المسالك البولية وطب الكُلى في مايو.

لأغراض الدراسة، تم إزالة عينات حصوات الكُلى جراحيًا من مرضى مايو ثم يتم تقسيمها إلى أقسام رقيقة كورقة الأرز.

يقول بروس فوك، الحاصل على الدكتوراه، عالم الجيولوجيا، ومدير مركز روي جاي. كارفر للتكنولوجيا الحيوية، الذي تحتوي مختبراته في جامعة إلينوي على الأدوات المتخصصة لتنفيذ هذا العمل: "لقد قطعناها قِطعًا رقيقة جدًا بحيث يمكن إنتاج الضوء من خلالها. عندما تضرب حصوات الكُلى، المقطعة قِطعًا رقيقةً جدًا، بضوء الأشعة فوق البنفسجية ثم تفحصها عبر المجهر - على مقياس من مليون إلى مليار متر مربع - ترى أن هناك طبقات فوق أخرى من البلورات المنفردة مثالية الشكل، تتقاطع مع بلورات أخرى، وثقوب ذائبة، وكسور وصدُوع".

ويضيف الدكتور فوك: "إنها تشبه جدًا ما تراه عندما تقف على حافة غراند كانيون، حيث ترى طبقات صخرية رائعة".

وتشمل الآثار المترتبة على البحث: بروتوكولات علاجية جديدة يمكن أن تعيق تكوين الحصوات أو تحثها على الذوبان. إن هذا لخبر سارٌ نظرًا لأن حصوةً مستقرةً قد تكون مؤلمة أكثر من الولادة.

وفقًا لآخر ورقة بحثية للفريق، منشورة في نايتشر ريفيوز يورولوجي، فقد أحدثت الدراسة الجارية مزيدًا من الاكتشافات الهامة. حيث أنشأ الباحثون مخطط تصنيف جديدًا، مما يمنح الأطباء طريقة لتصنيف حصوات الكُلى إلى فئات فريدة مختلفة مستقلة من حيث المعرفة الدقيقة لمكان تشكل الحصوات داخل الكُلى. 

ويتابع الدكتور فوك: "لا يتعلق الأمر بنمو المواد المعدنية فحسب، بل بتعقيد الأحداث المستمرة والمتعددة من التبلور والذوبان، ثم التبلور والذوبان. عندما تمر حصوة بمرحلة الذوبان، فإنها لا تذوب تمامًا. بل تنمو الحصوة ثم تذوب جزئيًا فقط خلال كل واحدة من تلك الدورات. يبدو الأمر مثل الجبن السويسري بعض الشيء. حيث يتم التخلي عن شيء من كتلة المواد المعدنية التي تحتوي على بلورات، وثقوب، وكسور، وصدُوع سابقة. ثم يحدث المزيد من النمو المعدني، والذوبان، والتكسر، والتصدع في التسلسل التالي، وهلُم جرًا. لقد وَثَّقْنا حاليًا هذه السلسلة من الخطوات، كميًا، في سجل لتشكُّل الحصوات يُسمى تسلسل التكون الترتيبي".

لقد وجد الباحثون أن الكُلى البشرية تزيل بشكل طبيعي أكثر من 50 في المائة، من حيث الحجم، من كتلة الحصوات الأصلية خلال سلسلة الذوبان لتلك الخطوات.

تقول جيسيكا سو، طالبة الطب بكلية أليكس للطب التابعة لمايو كلينك، وطالبة الدكتوراه السابقة في مختبر الدكتور فوك: "لقد فصَّل الفريق كيف يتم التحكم في تكوين حصوات الكُلى البشرية عن طريق 'نفس التسلسل الأساسي للعمليات التي تحكم الترسيب المعدني في البيئات الطبيعية والمُنشأة صناعيًا الأخرى على كوكب الأرض بمرور الزمن الجيولوجي. عندما تنمو حصاة أو صخرة، يكون هناك معدل تبلور في مقابل عدد الطبقات".

وحاليًا يتم استخدام هذه المبادئ الأساسية نفسها من قبل متجول برسيفيرنس الخاص بناسا على المريخ للبحث عن الصخور المكونة من الحياة الميكروبية القديمة ذات الطبقات في ترسّبات تسمى ستروماتوليت. لكن حصوات الكُلى البشرية تخضع لتكرار أعلى بكثير من حيث صنع الطبقات بالمقارنة مع أي من الصخور ذات الطبقات أو ترسّبات المواد المعدنية المشاهدة في الطبيعة.

يقول الدكتور فوك: "لقد استخدمنا الأدوات نفسها على حصوات الكُلى والتي نستخدمها لفهم كيفية استجابة المرجان للزيادات السريعة في درجات حرارة سطح البحر خلال ظاهرة الاحتباس الحراري.  حيث يكون معدل النمو البلوري في العديد من البيئات الطبيعية في بعض الأحيان أسرع بكثير مما نراه في حصوات الكُلى. ومع ذلك، فإن تكرار الطبقات البلورية والعضوية المشاهدة في حصوات الكُلى أسرع بكثير من أي شيء شاهدناه سابقًا في النُظُم الطبيعية".

في ينابيع الماموث الحارة، يكون معدل ترسيب الكريستال لدى صخور الترافرتين مليون إلى مليار مرة أسرع من معظم الحجر الجيري الآخر الذي يتشكل على سطح الكوكب. وهذا ما يفسر سبب ترسيب أكثر من طن من الترافرتين يوميًا في هذا الموقع: صُنع البكتيريا الميكروبية في الينابيع الساخنة للبروتينات والجزيئات الأخرى التي تسمح للصخور بالنمو بسرعة كبيرة للغاية. أيضًا، يتم إنشاء بروتينات مماثلة في الكُلى على يد المضيف البشري والكائنات الحية الدقيقة المقيمة، والمعروفة باسم الحَيُّوم الدقيق. ويتمثل الفرق في أن الكُلى تُحاول الدفاع عن نفسها وخفض أو وقف تكوين الحصوات، في حين تسمح الطبيعة بعملية تكوين الطبقات التي تعزز نمو الصخور.

يقول الدكتور فوك: "من الأمور بالغة الإثارة بشأن عملنا مع مايو هو اكتشاف أنه لا يوجد نظام طبيعي آخر على هذا الكوكب مماثل للكُلى، وتشكُّل الحصوات بالكُلى. نحن نتحدث عن أعمق محيط، وأعلى جبل، وصفائح الجليد في القطب الجنوبي، والكهوف العميقة تحت الأرض".

لقد أوضح الدكتور فوك كذلك أن الحَيُّوم الدقيق يصير مدفونًا ومتحجرًا داخل حصوات الكُلى المتنامية، ويقول: "إن هذا يثير مجموعة جديدة أخرى من الأسئلة بشأن كيفية تعزيز الحَيُّوم الدقيق لنمو الحصوات أو منعه، اعتمادًا على حالة الكُلى".

###

نبذة حول جامعة إلينوي في إربانا-شامبين

منذ تأسيسها في عام 1867، اكتسبت جامعة إلينوي في إربانا-شامبين سُمعة بصفتها رائدةً عالميًا في البحث والتدريس والمشاركة العامة. باعتبارنا جامعةً عامةً أُنشِئت من مِنح الأراضي، فإن على عاتقنا مسؤولية إنشاء معارف جديدة وأفكار جديدة وتحويلها إلى أساليب أفضل في العمل والمعيشة والتعلم لأجل ولايتنا وأمتنا والعالم. ومع وجود أكثر من 50,000 طالب، و450,000 من الخريجين على قيد الحياة، والآلاف من أعضاء هيئة التدريس والباحثين الآخرين، فإن إلينوي رائدة عالمية في الاكتشاف والابتكار والمساعي الإبداعية.

نبذة عن مايو كلينك

مايو كلينك هي مؤسسة غير ربحية تلتزم بالابتكار في الممارسات السريرية والتعليم والبحث وتوفير التعاطف والخبرة لكل مَن يحتاج إلى الاستشفاء والرد على استفساراته. لمعرفة المزيد من أخبار مايو كلينك، تفضَّل بزيارة شبكة مايو كلينك الإخبارية. للحصول على معلومات حول فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19)، بما في ذلك أداة تتبع خريطة فيروس كورونا في مايو كلينك، التي لديها توقعات لمدة 14 يومًا حول توجهات فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19)، تفضل بزيارة مركز مايو كلينك لموارد فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19).