دراسة تكشف أن 200 بروتين دماغي قد تساهم في تطور مرض الزهايمر
اكتشاف جديد يغير المفاهيم حول التدهور المعرفي وأمراض الشيخوخة
كشفت دراسة حديثة عن وجود أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، مما يسلط الضوء على العديد من الآليات التي قد تساهم في تطور الأمراض العصبية المرتبطة بالتقدم في العمر، مثل الخرف والاضطرابات التنكسية العصبية.
ملامح التدهور المعرفي مع التقدم في العمر
يُعدّ التدهور الإدراكي أحد سمات الشيخوخة الشائعة، حتى في غياب الأمراض التنكسية. ومع ذلك، لا يحدث هذا التدهور بشكل حتمي؛ فبعض الأفراد يحتفظون بقدرات معرفية عالية حتى مراحل متقدمة من حياتهم، مما يثير تساؤلات حول السمات الجزيئية التي تميز هؤلاء الأفراد عن غيرهم.
دور البروتينات في صحة الدماغ وأمراض الشيخوخة
السابق واللاحق في الأبحاث
- لطالما ركزت أبحاث مرض ألزهايمر على بروتينين رئيسيين: “أميلويد بيتا” و”تاو”، حيث تتشكل ترسبات لزجة تؤدي إلى تدمير الخلايا العصبية وتدهور وظيفة الدماغ.
- لكن الدراسة الجديدة، التي أجراها فريق من جامعة جونز هوبكنز، تقترح أن هذه البروتينات ليست وحدها المعنية في مسار التدهور المعرفي.
نتائج الدراسة وأهميتها
- تم تحليل أدمغة 17 فأرًا في عمر عامين، وأظهرت النتائج أن هناك أكثر من 200 نوع بروتين مشوه في أدمغة الفئران ذات الأداء المعرفي الضعيف.
- بينما حافظت الفئران ذات الأداء الطبيعي على بروتيناتها سليمة.
- تركز الباحثون على الحُصين، وهو جزء مخصص للذاكرة والتعلم، وتم قياس أكثر من 2500 نوع من البروتينات.
- لأول مرة، تمكن العلماء من التمييز بين البروتينات التي حافظت على شكلها الطبيعي وتلك التي تعرضت للتشوه أو سوء الطي.
البروتينات المشوهة وسوء الطي
أظهرت النتائج أن أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة كانت موجودة بشكل خاص في أدمغة الفئران ذات الأداء المعرفي الضعيف، في حين بقيت البروتينات سليمة في الفئران ذات القدرات العقلية الجيدة. يعزز ذلك فرضية ارتباط البروتينات المشوهة بتدهور الذاكرة المرتبط بالتقدم في العمر.
ما هو سوء الطي في البروتينات؟
- هو العملية التي يفشل فيها البروتين في اتخاذ الشكل الثلاثي الأبعاد الصحيح.
- الشكل النهائي للبروتين هو ما يحدد وظيفته داخل الخلية.
- تتم عملية الطي تلقائيًا، لكن بعض البروتينات تتعرض للفشل في الطي الصحيح نتيجة لعوامل جينية أو بيئية، مما يؤدي إلى تكوين تكتلات أو تغيرات في بنيتها.
- البروتينات غير القابلة لإعادة الطي تتراكم داخل الخلايا، مسببة اضطرابات خلوية وأمراض تنكسية.
مخاطر البروتينات غير القابلة لإعادة الطي
تؤدي تلك البروتينات إلى اضطرابات في التوازن البروتيني، حيث تفشل في استعادة بنيتها الأصلية، مما يعوق عمل الخلايا ويؤدي إلى خلل في نظم مراقبة الجودة البروتينية، وبالتالي تسهم في الالتهابات المعرفية والشيخوخة الخلوية.
الآليات البيولوجية وتأثيراتها
تغيرات هيكلية وأثرها على الإدراك
- وجدت الدراسة أن البروتينات الأكثر عرضة لعلامات التغيير الهيكلي مرتبطة بشكل أكبر بضعف الإدراك، حيث كانت 14 من أصل 15 بروتين غير قابل لإعادة الطي من تلك الفئة.
- تشير النتائج إلى أن التغيرات التكوينية غير التساهمية في بنية البروتين قد تكون سببًا رئيسيًا في التدهور المعرفي، مع غياب أدلة كافية على أن التعديلات بعد الترجمة (مثل الفسفرة والأكسدة) مسؤولة عنها.
مفهوم عملية “الطي”
- هي العملية التي يتحول فيها البروتين من سلسلة غير منظمة إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد، وهو الشكل الذي تحدد وظيفته.
- تتم بشكل تلقائي داخل الخلية بمساعدة بروتينات مساعدة.
- الفشل في الطي الصحيح قد يؤدي إلى فقدان وظيفة البروتين أو الإسهام في تطور أمراض مثل ألزهايمر وباركنسون.
توجهات الأبحاث المستقبلية والتحديات
تعتزم الدراسات القادمة استخدام تقنيات المجهر عالية الدقة لفحص البروتينات المشوهة بشكل أدق، بهدف فهم التشوهات البنيوية التي تمر بها، وتطوير طرق علاجية تستهدف نطاقًا أوسع من البروتينات المشوهة بدلاً من التركيز فقط على “أميلويد بيتا” و”تاو”.
على الرغم من أن الدراسة حالياً رصدية ولا تؤكد العلاقة السببية بشكل مباشر، إلا أن الارتباط بين التغيرات الهيكلية للبروتينات وصحة الإدراك يوفر أدلة هامة على أهمية فهم آليات سوء الطي وتأثيرها في الشيخوخة والأمراض التنكسية.
