اشتراکات آلزایمر و پارکینسون بیش از حد تصور است

دو پروتئین مختلف نورون‌ها را به یک روش مخرب مختل می کند

کد خبر: ۸۲۸۰۴۱

تاریخ: ۱۹ آبان ۱۴۰۴ - ۱۳:۲۵

به گزارش ایارن اکونومیست؛ محققان مکانیسم مشترک تجزیه سلول‌های مغزی در بیماری‌های آلزایمر و پارکینسون را کشف کرده‌اند و نشان داده‌اند که چگونه دو پروتئین مختلف می‌توانند نورون‌ها را به یک روش مخرب مختل کنند.

بیماری پارکینسون و بیماری آلزایمر به ترتیب به تجمع دو پروتئین کلیدی،  آلفا- سینوکلئین و تاو نسبت داده می‌شوند. اگرچه این پروتئین‌ها معمولا در مغزهای سالم یافت می‌شوند، اما می‌توانند دچار تاخوردگی نادرست شده و گسترش یابند و باعث شوند پروتئین‌های مجاور نیز دچار تاخوردگی نادرست شوند. این امر به تدریج به ارتباط بین نورون‌ها، به‌ویژه در نقاط اتصال کوچک یا سیناپس‌ها که در آنجا پیام‌ها را به یکدیگر منتقل می‌کنند، آسیب می‌رساند.

یک مطالعه جدید توسط محققان مؤسسه علوم و فناوری اوکیناوا (OIST) در ژاپن نشان داده است که اگرچه پروتئین‌ها در آلزایمر و پارکینسون متفاوت هستند، اما از مکانیسم یکسانی برای آسیب رساندن به نورون‌ها استفاده می‌کنند.

دیمیتار دیمیتروف، نویسنده مسئول و سرپرست این مطالعه از واحد زیست‌شناسی سیناپس می‌گوید: سیناپس‌ها مراکز ارتباطی در مغز هستند که در مدارهای عصبی مختلف دخیل بوده و عملکردهای مختلفی را کنترل می‌کنند.  بنابراین، تجمع پروتئین در سیناپس‌های یک مدار عصبی ممکن است بر حافظه تأثیر بگذارد، در حالی که در مدار دیگر ممکن است کنترل حرکتی را مختل کند. این موضوع به توضیح چگونگی مکانیسم مشترک اختلال عملکرد سیناپسی که می‌تواند منجر به علائم متمایز بیماری‌های آلزایمر و پارکینسون شود، کمک می‌کند.

محققان نورون‌ها را از موش‌ها و انسان‌ها در آزمایشگاه پرورش دادند. آن‌ها فیبریل‌های از پیش تشکیل‌شده (pffs) را که توده‌هایی از اشکال بدتاخورده  آلفا-سینوکلئین و تاو هستند، به نورون‌های رشدیافته در آزمایشگاه اضافه کردند. این فیبریل‌ها مانند دانه عمل کردند و باعث شدند پروتئین‌های خود نورون‌ها شروع به بدتاخوردگی و تجمع کنند که شبیه‌سازی از آنچه در بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون یا آلزایمر اتفاق می‌افتد، به حساب می‌آید.

پس از دو هفته، محققان بررسی کردند که پروتئین‌ها کجا تجمع می‌یابند و چه تغییراتی در ساختار و عملکرد سلول‌ها رخ می‌دهد، به‌ویژه در مورد میکروتوبول‌ها یا داربست داخلی نورون‌ها و بازیافت وزیکول را که نحوه استفاده مجدد نورون‌ها از بسته‌های کوچکی که انتقال‌دهنده‌های عصبی را آزاد می‌کنند، تعیین می‌کنند. آنها همچنین آزمایش کردند که آیا تقویت مرگ سلولی، فرآیند دفع و بازیافت زباله سلولی می‌تواند از این تجمع جلوگیری کند یا خیر.

محققان خاطرنشان کردند که هم آلفا-سینوکلئین و هم تاو در داخل نورون‌ها، به ویژه در سیناپس‌ها که محل وقوع ارتباط هستند، تجمع می‌یابند. رشد بیش از حد میکروتوبول‌ها ناشی از افزایش فعالیت ژن نبود، بلکه احتمالا به دلیل عدم توانایی سلول‌ها در پاکسازی پروتئین‌های قدیمی یا بدتاخورده بود.

همچنین تجمعی از p۶۲، یک پروتئین نشانگر که هنگام اختلال در مرگ سلولی تجمع می‌یابد، مشاهده شد. هنگامی که محققان مرگ سلولی را تحریک کردند، این مشکل بهبود یافت.

دیمیتروف می‌گوید: وقتی پروتئین‌های مرتبط با بیماری در سلول‌های مغز تجمع می‌یابند، باعث تولید بیش از حد رشته‌های پروتئینی به نام میکروتوبول‌ها می‌شوند که معمولا در ساختار و عملکرد سلول ضروری هستند. وقتی این میکروتوبول‌ها بیش از حد تولید می‌شوند، پروتئینی به نام دینامین را به دام می‌اندازند که مسئول بازیابی وزیکول‌های خالی شده از غشای سلولی است و نقش مهمی در بازیافت وزیکول ایفا می‌کند. با دینامین کمتر، بازیابی و بازیافت وزیکول کند می‌شود و در نتیجه سیگنال‌دهی و ارتباط بین سلول‌های مغز قطع می‌شود.

اگرچه بیماری‌های پارکینسون و آلزایمر پروتئین‌های متفاوتی را درگیر می‌کنند، این مطالعه نشان می‌دهد که آنها ممکن است از طریق فرآیند مشابهی به نورون‌ها آسیب برسانند و بازیافت وزیکول را در سیناپس‌ها مختل کنند. از آنجایی که بازیافت مناسب وزیکول برای ارتباطات مغزی بسیار مهم است، این مکانیسم می‌تواند توضیح دهد که چرا بیماران بسته به اینکه کدام مناطق مغز ابتدا تحت تأثیر قرار می‌گیرند، علائم متنوعی از مشکلات حرکتی گرفته تا از دست دادن حافظه را تجربه می‌کنند. این کشف همچنین ممکن است ارزش درمانی داشته باشد.

تومویوکی تاکاهاشی، نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید: ممانعت از تجمع پروتئین مرتبط با بیماری، توقف تولید بیش از حد میکروتوبول یا مختل کردن اتصالات میکروتوبول-دینامین، سه هدف درمانی بالقوه مشترک در بیماری پارکینسون و آلزایمر را شناسایی می‌کند. تحقیقات این چنینی برای توسعه درمان‌های جدیدی که تأثیر این بیماری‌ها را بر بیماران، خانواده‌ها و جامعه به طور کلی کاهش می‌دهد، مهم است.