بحث يكشف أن 200 بروتين في الدماغ قد يسهم في تطور مرض الزهايمر

تطورات حديثة في فهم التدهور المعرفي ومرونة الدماغ مع التقدم في السن

أظهرت دراسة حديثة وجود أكثر من 200 نوع مختلف من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، وهذه البروتينات يُعتقد أنها مرتبطة بمرض الخرف والتدهور الإدراكي المصاحب للشيخوخة. وفي حين أن التدهور المعرفي في مجالات الذاكرة ومهارات التفكير هو سمة شائعة مع التقدم في العمر، إلا أن بعض الأفراد يتمتعون بقدرات معرفية عالية توازي قدرة الشباب، حتى في مراحل متقدمة من العمر. ويُعتقد أن تحديد الخصائص الجزيئية التي تميز هؤلاء الأفراد يمكن أن يفتح آفاقًا جديدة للوقاية والعلاج.

تغيير مفاجئ في فهم مسارات مرض ألزهايمر

لطالما ركزت الأبحاث على نوعين رئيسيين من البروتينات: “أميلويد بيتا” و”تاو”، اللذين يشكلان ترسبات تؤدي إلى قتل الخلايا العصبية وتدهور وظائف الدماغ. إلا أن دراسة حديثة أجراها فريق من جامعة جونز هوبكنز أبهرت العلماء بتأكيد أن هناك أكثر من مجرد هذين البروتينين في المعركة، وأن مئات البروتينات المشوهة تساهم بشكل واضح في أداء الدماغ.

نتائج الدراسة وأهميتها

• تم تحليل أدمغة 17 فأرًا مسنًا، وُجد أن 7 منها تعاني من ضعف إدراكي، بينما أظهرت 10 نتائج طبيعية.
• تم التركيز على الحُصين، وهو البنية الدماغية المسؤول عن الذاكرة والتعلم المكاني، وتم تقييم أكثر من 2500 نوع من البروتينات.
• تم تحديد أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة الفئران ذات الأداء الإدراكي الضعيف، بينما بقيت البروتينات سليمة في الفئران ذات الأداء الطبيعي.

مفهوم البروتينات غير القابلة لإعادة الطي وتأثيرها على الشيخوخة

تشير الدراسة إلى أن البروتينات غير القابلة لإعادة الطي، التي تفشل في استعادة بنيتها الطبيعية بعد الضرر، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتدهور المعرفي. وهذه البروتينات تتراكم داخل الخلايا مسببة اضطرابات خلوية خطيرة، وترتبط بعدد من الأمراض التنكسية مثل ألزهايمر وباركنسون وهنتنغتون.

الآثار الهيكلية وفقدان وظيفة البروتينات

• فقدان القدرة على الطي الصحيح يؤدي إلى تكوين تجمعات غير قابلة للذوبان، تُعرف بالتكتلات البروتينية، التي تعيق العمليات الحيوية الخلوية.
• البروتينات غير القابلة لإعادة الطي لا يمكنها استعادة شكلها بعد الضرر، مما يجعلها مؤشراً حيوياً على شيخوخة الخلايا وخلل أنظمة مراقبة الجودة.

ما هو البروتين؟

• جزيء كبير يتكون من سلسلة الأحماض الأمينية، وهو أحد اللبنات الأساسية في الخلايا.
• يلعب دورًا هامًا في بناء العضلات، الإنزيمات، الهرمونات، والأجسام المضادة.
• كل بروتين يتمتع بترتيب خاص من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته داخل الجسم.

تغيرات الهيكلية للبروتينات ودورها في التدهور العقلي

تشير النتائج إلى أن التغيرات التكوينية غير التساهمية، أي تلك التي تؤثر على شكل البروتين دون التعديلات الكيميائية بعد الترجمة، ربما تكون سببًا رئيسيًا في التدهور المعرفي، حيث أن غياب أدلة على أن التعديلات بعد الترجمة مثل الفسفرة والأكسدة المسؤول عنها بشكل رئيسي، يعزز من فرضية أن خلل طي البروتين هو السبب الأساسي في مشاكل الشيخوخة الإدراكية.

عملية “الطي” وأهميتها

• العملية التي يتغير فيها شكل الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد لتتمكن من أداء وظيفتها.
• يتم الطي بشكل تلقائي بمساعدة بروتينات مساعدة داخل الخلية، وإذا فشل، فقد يؤدي ذلك إلى فقدان وظيفة البروتين أو الإصابة بأمراض مثل ألزهايمر والشلل الرعاش.

آفاق البحث والعلاج

يخطط العلماء لاستخدام مجاهر عالية الدقة لدراسة التشوهات الدقيقة في البروتينات المشوهة، بهدف تطوير علاجات تستهدف أنواعًا أوسع من البروتينات المشوهة، وليس فقط البروتينين التقليديين، مما قد يُحدث طفرة في معالجة الأمراض التنكسية مثل الخرف!