أبحاث السكري وجائحة كوفيد-.Diabetes research and the COVID-19 pandemic.19

Diabetes research in the era of precision medicine and the COVID-19 pandemic
January 2021

Diabetes mellitus is one of the most important challenges facing the healthcare sector in Qatar and a priority for this sector, as its prevalence rate currently stands at 17%, which is double the global average. Ten percent of diabetes cases in Qatar fall under type 1 and 90% under type 2. 20% of the population of Qatar suffers from prediabetes, with a high risk of developing type 2 diabetes.

Overweight and obesity are among the major drivers of prediabetes and type 2 diabetes. About 70% of the population of Qatar is overweight, while about 40% of them are obese. Another concern is the vascular complications of diabetes, which can cause damage to the kidneys, retina and nerves in the arms and legs, and increase the risk of cardiovascular disease. The prevalence of vascular complications ranges between 30-40% among patients with diabetes.

In this part of the article, Dr. Paul Thornali, Scientific Director of the Diabetes Research Center at the Qatar Biomedical Research Institute at Hamad Bin Khalifa University, reviews key developments in diabetes research, particularly with regard to research being conducted at the Qatar Biomedical Research Institute’s Diabetes Research Center. .
Innovative and emerging diagnoses in diabetes research

QBRI is exploring the possibility of using transcriptional, protein and metabolic biomarkers to diagnose patients at risk of developing diabetic nephropathy with rapid deterioration in kidney function. The institute also conducts research on biomarkers for the diagnosis of diseases associated with diabetes, such as cardiovascular disease, stroke and dementia, and collaborates with teams in the College of Health and Life Sciences at Hamad Bin Khalifa University, Hamad Medical Corporation, and Weill Cornell Medicine in Qatar. The institute's researchers, in collaboration with researchers from Qatar Computing Research Institute at Hamad Bin Khalifa University, have developed a tool for assessing the risk of prediabetes in Qatar that uses noninvasively measured risk factors instead of blood tests to screen for prediabetes.

Diabetic nephropathy is often considered the most feared vascular complication of diabetes. One out of every three patients with type 2 diabetes has a high risk of developing diabetic nephropathy, with a rapid decline in kidney function, which may eventually lead to the patient requiring dialysis and kidney transplants. It is not currently possible to identify these patients at an early stage of the disease, when drug therapy is most effective.

Therefore, when patients with type 2 diabetes currently have early signs of kidney impairment, through increased urinary albumin or microalbuminuria, these patients receive all the drugs that protect the kidneys. QBRI has identified biomarkers that provide strong and conclusive evidence of the identity of patients who may develop diabetic nephropathy with rapid deterioration in kidney function. The institute is working to advance the validation of these biomarkers, which can then be used to direct drug therapy to patients with type 2 diabetes who need it most, using precision medicine methods to treat patients with diabetic nephropathy.
Advances in the use of human pluripotent stem cells in diabetes research

Qatar Biomedical Research Institute is studying human pluripotent stem cells to identify the molecular mechanisms behind diabetes and to produce functional beta cells in the pancreas for use in diabetes treatment. The institute has established a major research collaboration project with the Harvard Stem Cell Institute, and research projects study the mechanisms of producing insulin-producing beta cells from induced pluripotent stem cells, immune responses in patients with type 1 diabetes, and beta-cell dysfunction caused by a rare genetic mutation. It was discovered in the Qatari population.

This five-year joint venture with the Harvard Stem Cell Institute will benefit from the unique integrated expertise of QBRI and the Harvard Stem Cell Institute, and will enable researchers who specialize in research in stem cell biology, diabetes, genomics and structural biology to collaborate. and the use of diverse tools to characterize the function of transcription factors that emerge during pancreatic development and play a vital role in beta-cell function. Clinical trials resulting from this agreement will be conducted with entities collaborating with Qatar Biomedical Research Institute, such as Hamad Medical Corporation and Sidra Medicine.
COVID-19 pandemic and diabetes research at Qatar Biomedical Research Institute

From the early stages of the pandemic, it became clear that people with obesity or diabetes were at increased risk of developing severe and life-threatening symptoms from COVID-19. The virus causing this pandemic, SARS-CoV-2, binds to angiotensin-converting enzyme 2 to help it enter cells. This virus infects lung cells, as well as cells that are dysfunctional in diabetes, including blood vessels and kidneys. The Qatar Biomedical Research Institute has refocused its efforts to study how COVID-19 affects people with diabetes, develop strategies for risk-predicting diagnoses, reuse anti-cancer drugs to treat the virus, and reuse a nutritional supplement developed to correct resistance to the virus.

Insulin and prevention of type 2 diabetes to prevent deterioration in lung function and to prevent COVID-19. These studies are still ongoing.

In this part of the article, Dr. Paul Thornali reviews key developments in diabetes research in Qatar during 2020 and the impact of the COVID-19 pandemic.
Diabetes Leaders Forum 2020

In February 2020, the Ministry of Public Health in Qatar organized the Diabetes Leaders Forum, in cooperation with the National Institute of Diabetes, Obesity and Metabolic Diseases, Hamad Medical Corporation, Primary Health Care Corporation, and the Qatar Diabetes Association. The forum reviewed the progress achieved since the launch of the National Diabetes Strategy 2016-2022, and discussed the strategic action plan for the next two years, the launch of the national agenda for diabetes research, and risk factors for cardiovascular diseases. The forum stressed the importance of the national program for the prevention of type 2 diabetes, which now includes a growing role in alleviating the symptoms of type 2 diabetes in the early stage of the disease, and stressed the need for more research to understand the mechanisms of disease.
Important study on alleviating symptoms of type 2 diabetes through intensive lifestyle intervention

In June 2020, the results of the "Enhanced Diet for Diabetes Intervention and Metabolism" study, conducted by researchers at the National Institute of Diabetes, Obesity and Metabolic Diseases, in collaboration with Hamad Medical Corporation and the Primary Health Care Corporation, were published. The study detailed a clinical trial of patients with type 2 diabetes within three years of being diagnosed, comparing the effects of replacing a low-calorie meal followed by reintroducing food and increasing physical activity to maintain weight loss, with medical care. usual. The main study findings were a reduction in type 2 diabetes symptoms in 61% of the participants and a reduction in blood sugar in 33% of the participants in the intervention group after 12 months.

Reducing or masking the symptoms of type 2 diabetes has now emerged as a major treatment option. This type of treatment is associated with reduced fat deposition in the liver and pancreas and increased hepatic insulin resistance. If diabetes symptoms can be alleviated and this approach enhanced in the long term for a larger group of patients with type 2 diabetes, it would represent a breakthrough and a major turning point in diabetes treatment.

However, there are still concerns that this approach may not be effective for all patients. Moreover, the approach to relieving the symptoms of type 2 diabetes does not correct insulin resistance in skeletal muscle, which is a major factor in the development of this disease. Other interventions to control diabetes, such as drug interventions with nutritional supplements or medications, may provide further support for the prevention and relief of type 2 diabetes. These therapeutic approaches are currently being researched at Qatar Biomedical Research Institute. It is likely that several therapeutic approaches will be needed to prevent type 2 diabetes and promote symptom relief in Qatar.
Diabetes research and emerging methods in precision medicine

Precision medicine is a concept that involves designing health care services specifically with decisions about treatment and care tailored to the individual. This type of treatment is based on an individual's perceived risk of developing disease or response to a specific treatment approach.

The application of precision medicine requires the measurement of disease risk and indicators of response to treatment, or 'biomarkers'. Biomarkers may be genetic polymorphisms, proteins, metabolites, or other indicators. Access to clinical samples through the Qatar Biobank Initiative and genomic sequencing data through the Qatar Genome Program greatly facilitates the advancement of research aimed at developing precision medicine in Qatar. Recently, the Qatar Biobank Initiative merged with the Qatar Genome Program to form the Qatar Precision Medicine Institute; with a view to strengthening these efforts.
concluding remarks

Qatar Biomedical Research Institute is looking forward to further studies in the field of transformational medicine to help apply the precision medicine approach to the care and treatment of people at risk of developing type 2 diabetes and patients with this disease who are at risk of developing vascular complications and comorbidities with diabetes in Qatar. Researchers at the Diabetes Research Center are using their ingenuity and skills to develop new tools aimed at predicting risks, preventing and treating diabetes and COVID-19.

Dr. Paul Thornali is the Scientific Director of the Diabetes Research Center at the Qatar Biomedical Research Institute at Hamad Bin Khalifa University.

Note:
This article was provided by the Communications Department at Hamad Bin Khalifa University on behalf of the author. The opinions expressed in this article reflect the author's point of view, and do not necessarily reflect the official position of the university.

Transported
أبحاث السكري في عصر الطب الدقيق وجائحة كوفيد-19
يناير 2021

يُشَكِل داء السكري أحد أهم التحديات التي تواجه قطاع الرعاية الصحية في قطر ويُعدُ من أبرز الأولويات لهذا القطاع، حيث يبلغ معدل انتشاره حاليًا 17٪، وهو ضعف متوسط الانتشار العالمي. وتندرج عشرة بالمائة من حالات الإصابة بالسكري في قطر تحت النوع الأول و90٪ تحت النوع الثاني. ويعاني 20٪ من سكان دولة قطر من مقدمات السكري، مع وجود مخاطر عالية لتعرضهم للنوع الثاني من داء السكري.

ومن بين العوامل الرئيسية لظهور مقدمات السكري والإصابة بالنوع الثاني من داء السكري زيادة الوزن والسمنة. ويعاني حوالي 70٪ من سكان قطر من زيادة الوزن، بينما يتعرض حوالي 40٪ منهم لمرض السمنة. وهناك مصدر قلق آخر يتمثل في المضاعفات الوعائية لمرض السكري، التي يمكن أن تسبب تلفًا في الكلى وشبكية العين والأعصاب الموجودة في الذراعين والساقين، وتزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. وتتراوح نسبة انتشار مضاعفات الأوعية الدموية ما بين 30-40٪ بين المرضى المصابين بداء السكري.

ويستعرض الدكتور بول ثورنالي، المدير العلمي لمركز بحوث السكري في معهد قطر لبحوث الطب الحيوي بجامعة حمد بن خليفة، في هذا الجزء من المقال التطورات الرئيسية في أبحاث مرض السكري، لا سيَّما فيما يتعلق بالأبحاث التي تُجرى في مركز بحوث السكري التابع لمعهد قطر لبحوث الطب الحيوي.
التشخيصات المبتكرة والمستجدة في بحوث السكري

يستكشف معهد قطر لبحوث الطب الحيوي إمكانية استخدام المؤشرات الحيوية النسخية والبروتينية والأيضية لتشخيص المرضى المعرضين لخطر الإصابة بمرض اعتلال الكلى السكري مع التدهور السريع في وظائف الكلى. كما يجرى المعهد أبحاثًا حول المؤشرات الحيوية لتشخيص الأمراض المصاحبة لداء السكري، مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسكتة الدماغية والخرف، ويتعاون مع فرق في كلية العلوم الصحية والحيوية بجامعة حمد بن خليفة، ومؤسسة حمد الطبية، ووايل كورنيل للطب في قطر. وقد طور باحثو المعهد، بالتعاون مع باحثين من معهد قطر لبحوث الحوسبة بجامعة حمد بن خليفة، أداة لتقييم مخاطر مقدمات الإصابة بالسكري في قطر تستخدم عوامل الخطر التي تخضع للقياس بشكل غير توسعي بدلاً من إجراء فحوصات الدم لفحص مقدمات السكري.

وكثيرًا ما يُنظر إلى مرض اعتلال الكلى السكري باعتباره أكثر المضاعفات الوعائية المخيفة لمرض السكري. ويتعرض مريض واحد من بين كل ثلاثة مرضى مصابين بالنوع الثاني من داء السكري لاحتمالات مرتفعة من الإصابة بمرض اعتلال الكلى السكري، مع انخفاض سريع في وظائف الكلى، وهو ما قد يؤدي في نهاية المطاف إلى حاجة المريض لغسيل الكلى وعمليات زراعة الكلى. وليس من الممكن حاليًا التعرف على هؤلاء المرضى في مرحلة مبكرة من الإصابة بالمرض، وهي مرحلة يكون العلاج الدوائي فيها أكثر فعالية.

لذلك، عندما يتعرض المرضى المصابون بالنوع الثاني من داء السكري في الوقت الحالي لمؤشرات مبكرة تدل على ضعف الكلى، من خلال زيادة الألبومين البولي أو البيلة الألبومينية الدقيقة، يحصل هؤلاء المرضى على جميع الأدوية التي تحمي الكلى. وقد تعرف معهد قطر لبحوث الطب الحيوي على المؤشرات الحيوية التي توفر دليلاً قويًا وحاسمًا على هوية المرضى الذين قد يتعرضون للإصابة بمرض اعتلال الكلى السكري مع التدهور السريع في وظائف الكلى. ويعمل المعهد على تعزيز التحقق من هذه المؤشرات الحيوية، التي يمكن استخدامها بعد ذلك لتوجيه العلاج الدوائي إلى المرضى المصابين بالنوع الثاني من داء السكري الذين هم في أمَّس الحاجة إليه، عبر استخدام أساليب الطب الدقيق لعلاج المرضى المصابين بمرض اعتلال الكلى السكري.
التقدم في استخدام الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات في أبحاث السكري

يعكف معهد قطر لبحوث الطب الحيوي على دراسة الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات للتعرف على الآليات الجزيئية الكامنة وراء حدوث مرض السكري وإنتاج خلايا بيتا وظيفية في البنكرياس لاستخدامها في علاج السكري. وقد أنشأ المعهد مشروعًا كبيرًا للتعاون البحثي مع معهد هارفارد للخلايا الجذعية، وتدرس المشاريع البحثية آليات إنتاج خلايا بيتا المنتجة للأنسولين من الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات، والاستجابات المناعية لدى المرضى المصابين بالنوع الأول من داء السكري، والخلل في خلايا بيتا الناجم عن حدوث طفرة جينية نادرة اكتُشفت لدى السكان القطريين.

وسوف يستفيد هذا المشروع المشترك، الذي يستمر لخمس سنوات بالتعاون مع معهد هارفارد للخلايا الجذعية، من الخبرة المتكاملة الفريدة الموجودة في معهد قطر لبحوث الطب الحيوي ومعهد هارفارد للخلايا الجذعية، وسيمكن الباحثين المتخصصين في إجراء البحوث المتعلقة ببيولوجيا الخلايا الجذعية والسكري وعلم الجينوم والبيولوجيا الهيكلية من التعاون واستخدام الأدوات المتنوعة لتمييز وظيفة عوامل النسخ التي تظهر أثناء نمو البنكرياس، وتؤدي دورًا حيويًا في وظائف خلايا بيتا. وستُجرى التجارب السريرية المترتبة على هذه الاتفاقية مع الجهات المتعاونة مع معهد قطر لبحوث الطب الحيوي، مثل مؤسسة حمد الطبية ومركز سدرة للطب.
جائحة كوفيد-19 وأبحاث السكري في معهد قطر لبحوث الطب الحيوي

منذ المراحل الأولى لانتشار الجائحة، اتضح أن الأشخاص الذين يعانون من السمنة أو السكري معرضون بشكل متزايد لخطر الإصابة بأعراض خطيرة ومهددة للحياة بفعل فيروس كوفيد-19. ويرتبط الفيروس المسبب لهذه الجائحة، وهو فيروس SARS-CoV-2، بالإنزيم المحَوِل للأنجيوتنسين 2 لمساعدته على الدخول إلى الخلايا. ويصيب هذا الفيروس خلايا الرئة، وكذلك الخلايا التي تعاني من خلل وظيفي في حالة الإصابة بمرض السكري، بما في ذلك خلايا الأوعية الدموية والكلى. وقد أعاد معهد قطر لبحوث الطب الحيوي تركيز جهوده لدراسة كيفية تأثير فيروس كوفيد-19 على المصابين بمرض السكري ووضع استراتيجيات لتشخيصات التنبؤ بالمخاطر، وإعادة استخدام الأدوية المقاومة للسرطان في علاج الفيروس، وإعادة استخدام مكمل غذائي جرى تطويره لتصحيح مقاومة الأنسولين ومنع حدوث النوع الثاني من داء السكري للوقاية من التدهور في وظائف الرئة والوقاية من فيروس كوفيد-19. ولا تزال هذه الدراسات متواصلة.

ويستعرض الدكتور بول ثورنالي  في هذا الجزء من المقال التطورات الرئيسية في أبحاث مرض السكري بدولة قطر خلال عام 2020 وتأثير جائحة كوفيد-19.
منتدى قادة السكري 2020

في شهر فبراير 2020، نظمت وزارة الصحة العامة في قطر منتدى قادة السكري، بالتعاون مع المعهد الوطني للسكري والسمنة وأمراض الأيض، ومؤسسة حمد الطبية، ومؤسسة الرعاية الصحية الأولية، والجمعية القطرية للسكري. واستعرض المنتدى التقدم الذي تحقق منذ إطلاق الاستراتيجية الوطنية لمرض السكري 2016-2022، وناقش خطة العمل الاستراتيجية للعامين المقبلين، وإطلاق الأجندة الوطنية لأبحاث مرض السكري، وعوامل خطر الإصابة بالأمراض القلبية الوعائية. وأكد المنتدى على أهمية البرنامج الوطني للوقاية من النوع الثاني من داء السكري، الذي يشتمل الآن على دورٍ متنامٍ فيما يتعلق بتخفيف أعراض النوع الثاني من داء السكري في المرحلة المبكرة من الإصابة بالمرض، كما شدد على الحاجة إلى إجراء المزيد من البحوث لفهم آليات الإصابة بالمرض.
دراسة مهمة حول تخفيف أعراض النوع الثاني من داء السكري عن طريق التدخل المكثف في نمط الحياة

في شهر يونيو 2020، نُشرت نتائج دراسة "النظام الغذائي المعزز للتدخل في علاج داء السكري وتعزيز التمثيل الغذائي"، التي أجراها باحثون في المعهد الوطني للسكري والسمنة وأمراض الأيض، بالتعاون مع مؤسسة حمد الطبية، ومؤسسة الرعاية الصحية الأولية. وتناولت الدراسة بالتفصيل تجربة سريرية للمرضى الذين يعانون من النوع الثاني من داء السكري في غضون ثلاث سنوات من تشخيص إصابتهم بالمرض، حيث قارنت بين آثار استبدال وجبة غذائية منخفضة السعرات الحرارية متبوعة بإعادة تقديم الطعام وزيادة النشاط البدني للحفاظ على معدل فقدان الوزن، مع تقديم الرعاية الطبية المعتادة. وكانت النتائج الرئيسية للدراسة هي تراجع أعراض الإصابة بالنوع الثاني من داء السكري لدى 61٪ من المشاركين وانخفاض معدل السكر في الدم لدى 33٪ من المشاركين في مجموعة دراسة التدخل بعد 12 شهرًا.

وقد برز تخفيف أو إخفاء أعراض النوع الثاني من داء السكري الآن كخيار علاجي رئيسي. ويرتبط هذا النوع من العلاج بانخفاض ترسب الدهون في الكبد والبنكرياس ورفع مقاومة الأنسولين الكبدي. وإذا أمكن تخفيف أعراض السكري وتعزيز هذا النهج على المدى الطويل لمجموعة أكبر من المرضى الذين يعانون من النوع الثاني من داء السكري، فسوف يُمثل ذلك إنجازًا رائعًا ونقطة تحول رئيسية في علاج داء السكري.

ومع ذلك، لا تزال هناك مخاوف من أن هذا النهج قد لا يكون فعالاً لجميع المرضى. وعلاوة على ذلك، فإن  نهج تخفيف أعراض النوع الثاني من داء السكري لا يصحح مقاومة الأنسولين في العضلات الهيكلية، وهو العامل الرئيسي لحدوث هذا المرض. وقد توفر التدخلات الأخرى لمكافحة داء السكري، مثل التدخلات الدوائية مع المكملات الغذائية أو الأدوية، مزيدًا من الدعم للوقاية من النوع الثاني من داء السكري وتخفيف أعراضه. ولا تزال هذه الأساليب العلاجية تخضع للبحث حاليًا في معهد قطر لبحوث الطب الحيوي. ومن المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى اتباع العديد من الأساليب العلاجية لمنع حدوث النوع الثاني من داء السكري وتعزيز عملية تخفيف أعراضه في قطر.
أبحاث السكري والأساليب المستجدة في الطب الدقيق

الطب الدقيق هو مفهوم يتضمن تصميم خدمات الرعاية الصحية بشكل خاص مع اتخاذ قرارات بشأن العلاج والرعاية المصممة خصيصًا للفرد. ويعتمد هذا النوع من العلاج على المخاطر المتوقعة لإصابة أحد الأفراد بالمرض أو الاستجابة لنهج علاجي محدد.

ويتطلب تطبيق الطب الدقيق قياس مخاطر الإصابة بالأمراض ومؤشرات الاستجابة للعلاج أو "المؤشرات الحيوية". وقد تكون المؤشرات الحيوية عبارة عن تعدد الأشكال الجينية أو البروتينات أو المستقلبات أو مؤشرات أخرى. ويُسهل الوصول إلى العينات السريرية عبر مبادرة قطر بيوبنك وبيانات التسلسل الجيني عبر برنامج قطر جينوم بشكل كبير من تقدم البحوث الرامية لتطوير الطب الدقيق في قطر. وقد اندمجت مبادرة قطر بيوبنك مع برنامج قطر جينوم، مؤخرًا، لتكوين معهد قطر للطب الدقيق؛ بهدف تعزيز هذه الجهود.
ملاحظات ختامية

يتطلع معهد قطر لبحوث الطب الحيوي إلى إجراء المزيد من الدراسات في مجال الطب التحويلي للمساعدة في تطبيق نهج الطب الدقيق لرعاية وعلاج الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بالنوع الثاني من داء السكري والمرضى الذين يعانون من هذا المرض المعرضين لخطر الإصابة بمضاعفات الأوعية الدموية والأمراض المصاحبة للسكري في قطر. ويوظف الباحثون في مركز بحوث السكري براعتهم ومهاراتهم في تطوير أدوات جديدة تهدف إلى التنبؤ بالمخاطر والوقاية من الإصابة بداء السكري وفيروس كوفيد-19 وعلاجهما.

الدكتور بول ثورنالي هو المدير العلمي لمركز بحوث السكري في معهد قطر لبحوث الطب الحيوي بجامعة حمد بن خليفة.

ملاحظة:
هذا المقال مقدَّم من إدارة الاتصال بجامعة حمد بن خليفة نيابةً عن الكاتب. والآراء الواردة في هذا المقال تعكس وجهة نظر الكاتب، ولا تعكس بالضرورة الموقف الرسمي للجامعة.
 
منقول.