دراسة تكشف أن 200 بروتين في الدماغ قد يسهمون في الإصابة بمرض الزهايمر

البروتينات المشوهة ودورها في التدهور المعرفي مع التقدم في العمر

تشير الدراسات الحديثة إلى وجود مئات الأنواع من البروتينات المشوهة في أدمغة الحيوانات المسنة، وهو ما قد يرتبط بشكل مباشر بتدهور الذاكرة ووظائف الدماغ المرتبطين بالشيخوخة. يتزايد الاهتمام بفهم الآليات الجزيئية التي تؤدي إلى هذا التدهور بهدف التطوير من استراتيجيات الوقاية والعلاج.

التغيرات المعرفية المرتبطة بالشيخوخة

• تُعد التدهورات المعرفية في مجالات الذاكرة والتعلم من السمات الشائعة في كبار السن، حتى في غياب الأمراض التنكسية العصبية.
• ومع ذلك، يظل بعض الأفراد قادرين على الاحتفاظ بقدرات معرفية عالية حتى مع التقدم في العمر، مما يفتح آفاق فهم المرونة العصبية وأسسها الجزيئية.
• يمكن أن يساعد تحديد السمات الجزيئية التي تميز الأفراد المرنين معرفيًا أو تلك التي تتغير لدى المصابين بالتدهور الإدراكي في تصميم استراتيجيات وقائية وعلاجية فعالة.

مفهوم البروتينات المشوهة وتأثيرها في الدماغ

• طالما كانت الأبحاث تركز على نوعين رئيسيين من البروتينات: «أميلويد بيتا» و«تاو»، والتي تتجمع في ترسبات لزجة تضر الخلايا العصبية وتؤثر على أداء الدماغ.
• لكن نتائج دراسة حديثة تشير إلى أن هناك مئات من البروتينات المشوهة التي لا تتجمع بشكل واضح، ومع ذلك تؤثر بشكل ملحوظ على وظائف الدماغ.
• البروتينات غير القابلة لإعادة الطي، وهي تلك التي تفقد قدرتها على استعادة شكلها الطبيعي بعد الضرر، ترتبط بشكل كبير بالتدهور المعرفي.

الآليات الجزيئية والتشوه البروتيني

• فقدان البروتينات لقدرتها على الطي السليم يؤدي إلى تكوين تجمعات غير قابلة للذوبان تعرف بالتكتلات البروتينية، والتي تعيق العمليات الخلوية وتتسبب في اضطرابات بنيوية ووظيفية.
• هذه البروتينات غير القابلة لإعادة الطي ترتبط بأمراض تنكسية متعددة، مثل ألزهايمر وباركنسون، نتيجة لتراكمها داخل الخلايا وخطورتها في تعطيل التوازن البروتيني.
• الخلل في عملية الطي لا يقتصر على التكتلات الكبرى، بل يمتد ليشمل أنواعًا عديدة من البروتينات التي تتشوه دون أن تتجمع، ما يوسع فهمنا لأسباب التدهور العقلي.

عملية «الطي» وتغيرات الهيكل البروتيني

• «الطي» هو العملية التي يتحول فيها شريط الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد، ويحدد الشكل النهائي وظيفة البروتين داخل الخلية.
• في الظروف الطبيعية، تتم عملية الطي تلقائيًا بمساعدة بروتينات مساعدة، خاصة في الخلايا، لضمان الأداء الصحيح للوظائف الحيوية.
• فشل البروتين في الطي الصحيح يؤدي إلى فقدان وظيفته، أو قد يسبب أمراضًا عصبية مثل ألزهايمر والشلل الرعاش.
• الدراسة تظهر أن العديد من البروتينات تتشوه دون أن تتجمع، الأمر الذي يثير تساؤلات عن قدرة نظام الجودة البروتيني على اكتشاف وإزالة هذه البروتينات المشوهة.

تأثير التغيرات الهيكلية على الصحة العقيلة

• التغيُرات التكوينية غير التساهمية في بنية البروتين قد تكون سمة عامة وسببًا في التدهور المعرفي، دون الحاجة إلى تكوين التكتلات الأميلويدية التقليدية.
• غالبًا لا تتعرض هذه البروتينات للتعديلات بعد الترجمة مثل الفسفرة أو الأكسدة التي كانت تُعتقد مسؤوليتها عن التغيرات الهيكلية، مما يفتح مجال فهم أوسع لآليات المرض.
• الخلل في طي البروتينات يُعد مؤشرًا حيويًا على شيخوخة الخلايا واختلال نظام مراقبة الجودة البروتيني، وهو من العوامل التي يمكن استهدافها في تطوير علاجات جديدة.

مفهوم البروتين وأهميته في الوظائف الحيوية

• البروتين هو جزيء ضخم يتكون من سلسلة من الأحماض الأمينية، ويلعب دورًا أساسيًا في بناء العضلات، الإنزيمات، الهرمونات، والأجسام المضادة.
• كل بروتين يمتلك ترتيبًا معينًا من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته الحيوية داخل الخلايا.
• الدراسة أظهرت أن البروتينات المعرضة لتغيرات الهيكلية تكون أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لإظهار تأثيرات مرتبطة بالإدراك والتدهور المعرفي.
• التغيرات التكوينية غير التساهمية، والتي قد تتسبب في سوء الطي، تعتبر من السمات المسببة للتدهور المعرفي، وتبرز بأهمية فهم آلياتها وأثرها على صحة الدماغ.