دراسة تكشف أن 200 بروتين في الدماغ قد تساهم في تطور مرض ألزهايمر
اكتشافات حديثة حول البروتينات المشوهة وتأثيرها على التدهور المعرفي مع التقدم في العمر
أظهرت دراسة حديثة وجود أكثر من 200 نوع مختلف من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، ويُعتقد أن لها علاقة بمرض الخرف والتدهور الإدراكي المرتبط بالتقدم في العمر. يتسم التدهور المعرفي، خاصة في مجالات الذاكرة، بكونه سمة شائعة للشيخوخة حتى في غياب الأمراض التنكسية العصبية، إلا أن هناك أفرادًا يحتفظون بقدرات معرفية تفوق توقعات عمرهم، مما يفتح الباب أمام فهم أعمق للعوامل الجزيئية التي تميز هؤلاء الأفراد.
مفهوم التدهور المعرفي والآفاق المستقبلية
يمكن أن يكون تحديد السمات الجزيئية التي يتميز بها الأفراد المرنون معرفيًا أو تلك التي تتغير لدى من يعانون من ضعف إدراكي، أساسًا لفرص جديدة للوقاية أو العلاج من التدهور والتدهور المعرفي المرتبط بالشيخوخة.
البروتينات الرئيسية وفهم أبحاث مرض ألزهايمر
السياق التاريخي للأبحاث
- لطالما ركزت أبحاث مرض ألزهايمر على نوعين رئيسيين من البروتينات: “أميلويد بيتا” و”تاو”، التي تتجمع في ترسبات لزجة تضر بالخلايا العصبية وتؤثر على وظيفة الدماغ.
التحول في الفرضيات الحديثة
- دراسة جديدة من جامعة جونز هوبكنز الأمريكية أظهرت أن البروتينات المشوهة ليست وحدها المسؤولة، حيث كشفت عن وجود مئات البروتينات المشوهة التي تتفاوت في شكلها وتأثيرها على الأداء العقلي، دون أن تتجمع في صورة أميلويدات.
نتائج الدراسة وأهميتها
تم تحليل أدمغة 17 فأرًا تبلغ من العمر عامين، تم تصنيف 7 منها بأنها تعاني من ضعف إدراكي، بينما بقيت أخرى بأداء طبيعي. ركز الباحثون على الحُصين، وهو الجزء المسؤول عن الذاكرة والتعلم المكاني، ودرسوا أكثر من 2500 نوع من البروتينات، وتمكنوا من التمييز بين البروتينات التي حافظت على شكلها الطبيعي وتلك التي تعرضت للتشوه.
توصلت الدراسة إلى أن أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة كانت موجودة في أدمغة الفئران ذات الأداء الإدراكي الضعيف، بينما كانت البروتينات سليمة في الفئران ذات القدرات المعرفية الطبيعية، مما يعزز فرضية ارتباطها بتدهور الذاكرة مع التقدم في العمر.
الخصائص الهيكلية للبروتينات المشوهة وتأثيرها على الخلايا
- تُعرف البروتينات غير القابلة لإعادة الطي بأنها تلك التي تفقد قدرتها على العودة إلى شكلها الطبيعي بعد تعرضها للضرر، وغالبًا ما تتجمع داخل الخلايا مسببة اضطرابات خلوية وخلل في التوازن البروتيني.
- فقدان القدرة على الطي السليم يؤدي إلى تكوين التكتلات البروتينية التي تعيق العمليات الخلوية وتؤدي إلى أمراض التنكس العصبي، مثل ألزهايمر وباركنسون.
تحديات الفشل في “الطي”
- البروتينات غير القابلة لإعادة الطي لا تستعيد بنيتها الأصلية حتى بعد عزلها عن بيئتها، مما يجعلها مؤشرًا على شيخوخة الخلايا والتدهور الوظيفي.
- هذا الفشل في الطي يُعد من التحديات الكبرى في مجالي البيولوجيا الجزيئية والدوائية، لما له من صلة مباشرة باضطرابات عديدة في الجسم.
ما هو البروتين وكيف يؤثر على الجسم
- البروتين هو جزيء كبير يتكوّن من سلاسل من الأحماض الأمينية، ويُعد أحد اللبنات الأساسية في الخلايا، حيث يساهم في بناء العضلات والإنزيمات والهرمونات والأجسام المضادة.
- لكل بروتين ترتيب خاص من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته الدقيقة داخل الجسم.
تشير الدراسات إلى أن البروتينات التي تعرض تغيرات هيكلية، خاصة تلك غير القابلة لإعادة الطي، أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لظهور تأثيرات مرتبطة بالإدراك والذاكرة، مع وجود غالبية البروتينات غير القابلة لإعادة الطي بين تلك المرتبطة بالتدهور المعرفي.
آليات “الطي” وأهميتها في صحة الخلايا
- هي عملية يتحول فيها شريط الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد، والذي يحدد وظيفة البروتين داخل الخلية.
- تتم هذه العملية تلقائيًا بمساعدة بروتينات مساعدة، وإذا فشل، قد يفقد البروتين وظيفته أو يسبب أمراضًا مثل ألزهايمر.
أوضح الباحثون أن فهم التشوهات البنيوية للبروتينات المشوهة، خاصة تلك التي لا تتجمع في تكتلات، يمثل خطوة مهمة نحو تطوير علاجات أكثر شمولية وفاعلية لمواجهة التدهور العقلي المرتبط بالعمر.
المخاطر والتحديات المستقبلية
- رغم أن هذه الدراسة رصدية، إلا أنها تربط بين تغيرات الهيكل البروتيني وتدهور الأداء الإدراكي، مع ضرورة مزيد من الدراسات لتأكيد العلاقة السببية وفهم الآليات الدقيقة وراء التشوهات البروتينية.
- يبقى فهم كيفية هروب بعض البروتينات من نظام مراقبة الجودة داخل الخلايا هو التحدي القادم للعلماء، بهدف تحسين استراتيجيات العلاج المبكرة والوقاية من الأمراض التنكسية العصبية.
