دراسة تكشف أن 200 بروتين في الدماغ قد يسهم في تطور مرض الزهايمر

دراسة حديثة تكشف عن تعقيدات جديدة في آليات التدهور المعرفي المرتبط بالعمر

أظهرت بحوث حديثة وجود أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، مع வாயة ارتباطها بالخرف والتدهور الإدراكي مع التقدم في السن.

الشيخوخة والتدهور الإدراكي

يعاني العديد من كبار السن من تراجع في القدرات المعرفية، خاصة في مجالات الذاكرة، حتى في غياب الأمراض التنكسية العصبية. ومع ذلك، فإن هذا التدهور ليس حتميًا، إذ يحتفظ بعض الأفراد بقدرات معرفية مادية تتماشى مع قدرات الشباب، وهو ما يثير اهتمام العلماء في محاولة فهم عوامل هذا المرونة.

السعي وراء فهم السمات الجزيئية للمرونة المعرفية

يعتقد العلماء أن تحديد السمات الجزيئية التي تحمي بعض الأفراد من التدهور، وتلك التي تتغير عند الأشخاص الذين يعانون من ضعف إدراكي، يمكن أن يفتح أبواب الوقاية والعلاج المبكر من أمراض الشيخوخة المعرفية.

مراجعة نظريات البروتينات وتأثيرها على الدماغ

• لوقت طويل، ركزت الدراسات على نوعين أساسيين من البروتينات: “أميلويد بيتا” و”تاو”، واللذين يشكلان ترسبات لزجة قد تقتل الخلايا العصبية وتؤثر على وظيفة الدماغ.
• لكن الدراسة الجديدة التي أجراها فريق من جامعة جونز هوبكنز تضع هذه الفرضية في سياق أوسع، وتكشف عن وجود مئات البروتينات التي تتشوه دون أن تتجمع في ترسبات واضحة، ومع ذلك تؤثر على الأداء العقلي.

نتائج الدراسة وفوائدها

تمّ تحليل أدمغة 17 فأرًا، وتبين أن 7 منها تظهر ضعفًا إدراكيًا، بينما أظهرت البقية أداءً طبيعيًا. ومن خلال فحص الجزء المسؤول عن الذاكرة والتعلم، الحُصين، تم تقييم أكثر من 2500 نوع من البروتينات، مع التمييز بين تلك التي حافظت على شكلها الطبيعي وتلك التي تعرضت للتشوه.

أسفرت النتائج عن تحديد أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في الأدمغة المتضررة، بينما ظلت البروتينات سليمة في الفئران ذات الأداء الطبيعي، وهو ما يعزز فرضية ارتباط تشوه البروتينات بالتدهور المعرفي المرتبط بالعمر.

الخصائص الهيكلية للبروتينات المشوهة ودورها في المرض

• البروتينات غير القابلة لإعادة الطي تفقد قدرتها على استعادة شكلها الطبيعي بعد الضرر، وتُكوّن تجمعات غير قابلة للذوبان تؤثر على العمليات الخلوية.
• هذه البروتينات تتراكم داخل الخلايا، وتسبب اضطرابات خلوية خطيرة، وترتبط بأمراض تنكسية مثل الزهايمر وباركنسون وغيرها.

آليات فقدان الطي والتغير الهيكلي وتبعاته

عندما يفشل البروتين في الطي بشكل صحيح، تتكون تجمعات غير قابلة للذوبان تعيق الوظائف الحيوية داخل الخلية، وتتسبب في اضطرابات بنيوية ووظيفية. هذا الفشل، الذي قد ينجم عن طفرات جينية أو ظروف بيئية أو التقدم في العمر، يعكس حالة من اختلال مراقبة الجودة البروتينية داخل الخلايا.

ما هو البروتين؟

• البروتين هو جزيء ضخم يتكوّن من سلاسل من الأحماض الأمينية.
• يلعب دورًا أساسيًا في بناء العضلات، الإنزيمات، الهرمونات، والأجسام المضادة.
• لكل بروتين ترتيب فريد من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته الحيوية.

التغيرات الهيكلية وتأثيرها على الإدراك

وجد الباحثون أن البروتينات غير القابلة لإعادة الطي أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لعرض تغيّرات هيكلية مرتبطة بالإدراك، و14 من أصل 15 بروتينًا من هذا النوع تظهر تغيّرات في الشكل، ما يسلط الضوء على دور التكوّن غير الطبيعي للبروتينات في التدهور المعرفي، برغم أن التعديلات بعد الترجمة، مثل الفسفرة والأكسدة، ليست مسؤولة بشكل رئيسي عن معظم هذه التغيرات.

عملية “الطي” للبروتين وأهميتها

• الطي هو التحول التلقائي لشريط الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد تحدد وظيفته.
• إذا فشل البروتين في الطي الصحيح، قد يفقد وظيفته أو يسبب أمراضًا مثل الزهايمر ومرض الشلل الرعاش.
• الخلايا تمتلك آليات لمراقبة جودة البروتينات، لكن بعض البروتينات المشوهة تتمكن من الهروب، مما يثير تساؤلات حول آليات الحماية ومعايير الفحص.

الجهاز البحثي يخطط حاليًا لاستخدام مجاهر عالية الدقة لدراسة التشوهات البنيوية للبروتينات المشوهة، ويهدف إلى تطوير علاجات تستهدف أنواعًا أوسع من البروتينات المشوهة، وليس فقط تلك المعروفة مثل “أميلويد بيتا” و”تاو”، لتحقيق تدخلات أكثر فاعلية في الحد من تدهور القدرات العقلية مع التقدم في العمر. وعلى الرغم من أن الدراسة رصديّة، إلا أن النتائج تشير إلى وجود علاقة قوية بين التغيرات الهيكلية للبروتينات والتدهور الإدراكي، مما يفتح أبوابًا لفهم أعمق لآليات المرض وطرق الوقاية المستقبلية.