صحة
دراسة تكشف أن 200 بروتين دماغي قد ترتبط بتطور مرض الزهايمر
اكتشافات حديثة حول البروتينات المشوهة وتأثيرها على الشيخوخة والذاكرة
أظهرت دراسات حديثة أن أدمغة الفئران المسنة تحتوي على أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة، والتي قد تكون مرتبطة بمرض الخرف والتدهور الإدراكي المرتبط بالتقدم في العمر. يعكس هذا الاكتشاف تطورًا هامًا في فهم الآليات الجزيئية التي تؤدي إلى تدهور الوظائف العقلية مع التقدم في السن.
الشيخوخة والتدهور الإدراكي
- يمثل التدهور المعرفي جزءًا شائعًا من عملية الشيخوخة، حتى في غياب الأمراض التنكسية العصبية.
- رغم ذلك، يظل بعض الأفراد قادرين على الحفاظ على قدراتهم الإدراكية حتى في مراحل متقدمة من العمر.
- يبحث الباحثون عن تحديد السمات الجزيئية التي تميز الأفراد المرنين معرفيًا وتلك التي تتغير عند المصابين بالضعف الإدراكي.
مفهوم البروتينات المشوهة ودورها في الأمراض العصبية
- لطالما كانت أبحاث مرض ألزهايمر تركز على نوعين رئيسيين من البروتينات: “أميلويد بيتا” و”تاو”، والتي تتجمع في ترسبات لزجة تضر بالخلايا العصبية.
- لكن دراسة جديدة من جامعة جونز هوبكنز كشفت أن هذه البروتينات ليست الوحيدة المعنية، وأن هناك مئات البروتينات التي تتشوه دون أن تتجمع، ومع ذلك تؤثر على أداء الدماغ بشكل واضح.
النتائج الرئيسية للدراسة الحديثة
- تم تحليل أدمغة 17 فأرًا يبلغ عمرها عامين، وتبين أن 7 منها تعاني من ضعف إدراكي، في حين أن 10 أخرى أظهرت أداءً طبيعيًا تقريبًا لطفل في عمر 6 أشهر.
- ركز الباحثون على الحُصين، وهو الجزء المسؤول عن الذاكرة والتعلم المكاني، وقيّموا أكثر من 2500 نوع من البروتينات.
- توصلت الدراسة إلى أن أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة كانت موجودة في أدمغة الفئران ذات الأداء العقلي الضعيف، بينما بقيت البروتينات سليمة في الفئران ذات الأداء الطبيعي.
الارتباط بين البروتينات المشوهة والتدهور المعرفي
- البروتينات غير القابلة لإعادة الطي، التي تفقد قدرتها على استعادة شكلها الطبيعي، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتدهور الإدراكي.
- هذه البروتينات تتراكم داخل الخلايا أو الأنسجة مسببة اضطرابات خلوية خطيرة، وتُرتبط بعدد من الأمراض التنكسية، بما في ذلك ألزهايمر وباركنسون.
آليات التشوه الهيكلي للبروتينات وتأثيرها على الصحة
- فقدان البروتينات لقدرتها على الطي السليم يؤدي إلى تكوين تجمعات غير قابلة للذوبان، تُعرف بالتكتلات البروتينية، والتي تعيق العمليات الخلوية الحيوية وتخل بالتوازن البروتيني داخل الخلية.
- عندما تفشل البروتينات في العودة إلى شكلها الطبيعي، تصبح غير قابلة لإعادة الطي حتى بعد عزلها عن البيئة الخلوية، مما يميزها عن البروتينات القابلة لإعادة الطي.
- يُعدُّ فشل إعادة الطي بمثابة مؤشر حيوي على الشيخوخة الخلوية واختلال نظم مراقبة الجودة البروتينية في الخلايا.
مفهوم البروتينات وأهميتها في الجسم
- البروتين هو جزيء ضخم يتكوّن من سلسلة طويلة من الأحماض الأمينية، وهو أحد اللبنات الأساسية في الخلايا.
- يلعب دورًا في بناء العضلات، الإنزيمات، الهرمونات، والأجسام المضادة، ولكل بروتين تركيبه الفريد الذي يحدد وظيفته.
التغييرات الهيكلية للبروتينات وتأثيرها على الإدراك
- وجدت الدراسات أن البروتينات المشوهة أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لعرض تغييرات هيكلية مرتبطة بالإدراك، وغالبية البروتينات ذات التغييرات كانت من النوع غير القابل لإعادة الطي.
- تُشير النتائج إلى أن التغيرات التكوينية غير التساهمية يمكن أن تكون سببًا في التدهور المعرفي، مع غياب أدلة كافية على مسؤولية التعديلات بعد الترجمة مثل الفسفرة والأكسدة.
عملية “الطي” وتأثيرها على البروتينات
- الطي هو العملية التي يتحول فيها شريط الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد، وهو الشكل الذي يحدد وظيفة البروتين داخل الخلية.
- يتم الطي عادة بشكل تلقائي بمساعدة بروتينات مساعدة. وإذا فشل البروتين في الطي الصحيح، قد يفقد وظيفته أو يتسبب في أمراض مثل ألزهايمر وباركنسون.
- الدراسة تكشف أن العديد من البروتينات يمكن أن تتشوه دون أن تتجمع، ومع ذلك تسبب مشاكل حقيقية، خاصة مع تخلخل نظام الجودة البروتيني في الخلايا.
تطلعات المستقبل وأهمية البحث المستمر
- يخطط الباحثون لاستخدام مجاهر عالية الدقة لدراسة التشوهات البنيوية الدقيقة للبروتينات المشوهة، بهدف تطوير علاجات تستهدف مجموعة أوسع من البروتينات المشوهة، وليس فقط “أميلويد بيتا” و”تاو”.
- رغم أن الدراسات حالياً رصدية ولا تثبت علاقة سببية مباشرة، إلا أن الترابط القوي بين التغيرات الهيكلية للبروتينات والضعف الإدراكي يقترح أن سوء الطي للبروتينات هو مؤشر حيوي مهم لشهادة الشيخوخة المعرفية.
