بحث يكشف عن 200 بروتين دماغي قد يسهمون في الإصابة بالزهايمر

دراسة حديثة تفكك مفاهيم حول بروتينات الدماغ والتدهور المعرفي المرتبط بالعمر

أظهرت دراسة حديثة وجود أكثر من 200 نوع مختلف من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، مع قرب ارتباطها بمرض الخرف والتدهور الإدراكي الناتج عن التقدم في السن. يُعد فهم هذه البروتينات وآليات تشوهها خطوة مهمة تجاه تطوير استراتيجيات وقائية وعلاجية لمواجهة الشيخوخة المعرفية.

أهم سمات التدهور المعرفي ومرونة الأدمغة مع التقدم في العمر

على الرغم من أن التدهور المعرفي يمثل سمة شائعة في مراحل الشيخوخة وحتى في غياب الأمراض التنكسية، إلا أن بعض الأشخاص يظلون يحتفظون بقدرات معرفية شبابية، ما يعكس مرونة الدماغ ومرونته. تحديد الخصائص الجزيئية التي تميز هؤلاء الأفراد يحتمل أن يثمر عن طرق وقائية وعلاجية جديدة.

تغيرات في فهم مسارات مرض ألزهايمر

لطالما كانت دراسات مرض ألزهايمر تركز على بروتينين رئيسيين، هما “أميلويد بيتا” و”تاو”، اللذان يتراكمان على شكل ترسبات لزجة تؤثر على خلايا الدماغ. ومع ذلك، أشارت دراسة جديدة إلى أن هذه البروتينات ليست وحدها المسؤولة، وأن هناك مئات من البروتينات التي تتشوه بدون تكوين ترسبات الأميلويد، ومع ذلك تؤثر بشكل كبير على وظيفة الدماغ.

نتائج الدراسة وتحليل البروتينات

• تم تحليل أدمغة 17 فأرًا تبلغ من العمر عامين، مع تصنيف 7 منها بأنها تعاني من ضعف إدراكي، و10 منها ذات أداء طبيعي في الاختبارات المعرفية.
• ركز الفريق على منطقة الحصين، المسؤولة عن الذاكرة والتعلم، وقام بتحليل أكثر من 2500 نوع من البروتينات.
• تم التعرف لأول مرة على أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة الفئران ذات الأداء المعرفي الضعيف، في حين بقيت البروتينات سليمة في الفئران ذات الأداء الطبيعي.

البروتينات غير القابلة لإعادة الطي وارتباطها بالتدهور المعرفي

تكشف الدراسة أن البروتينات التي تفقد قدرتها على العودة إلى شكلها الطبيعي بعد الضرر، والمعروفة بالبروتينات غير القابلة لإعادة الطي، تتصل ارتباطًا وثيقًا بالتدهور العقلي. هذه البروتينات، التي تؤدي إلى اضطرابات خلوية وتجمعات غير قابلة للذوبان، ترتبط بأمراض تنكسية مثل ألزهايمر وباركنسون.

آثار الفشل في الطي على الخلايا

• تكوين تكتلات بروتينية تعيق العمليات الخلوية وتخل بالتوازن البروتيني داخل الخلية.
• عدم القدرة على استعادة الشكل الطبيعي للبروتين بعد الطي المشوه، حتى بعد عزلها عن البيئة الخلوية، يميزها عن البروتينات القابلة لإعادة الطي.
• هذه الظاهرة تعد مؤشرًا على الشيخوخة واختلال نظم مراقبة الجودة البروتينية في الخلايا.

ما هو البروتين وما دوره في الجسم

• البروتين هو جزيء ضخم يتكون من سلاسل الأحماض الأمينية وله دور أساسي في بناء الجسم.
• يشارك في تكوين العضلات، والإنزيمات، والهرمونات، والأجسام المضادة.
• كل بروتين يتميز بترتيب معين من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته الحيوية داخل الخلية.

الارتباط بين التشوهات الهيكلية للبروتينات والتدهور المعرفي

وجدت الدراسة أن البروتينات المشوهة أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لتغيراتها الهيكلية المرتبطة بالإدراك. من بين تلك التغيرات، كانت الغالبية من النوع غير القابل لإعادة الطي، مما يعزز فرضية أن خلل التشكيل البنيوي للبروتينات يساهم في التدهور المعرفي، بغض النظر عن تكوين التكتلات الأميلويدية التقليدية.

عملية “الطي” وأهمية استقرار البروتينات

• الطي هو عملية تحويل سلسلة الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد يحدد وظيفة البروتين.
• يتم تلقائيًا، بمساعدة بروتينات مساعدة داخل الخلية.
• فشل عملية الطي يؤدي إلى فقدان وظيفة البروتين، أو إلى مرض مثل الزهايمر أو الشلل الرعاش.

يشير الباحثون إلى أن الخلايا تمتلك آلية مراقبة تُعرف بـ”نظام الجودة البروتيني”، إلا أن بعض البروتينات المشوهة قد تتجاوز هذا النظام، مما يثير تساؤلات حول كيفية هروبها من الرقابة ودورها في العمليات التنكسية.

آفاق البحث والتطوير العلاجي

تخطط الدراسات المستقبلية لاستخدام تقنيات مجهر عالية الدقة لفهم التغيرات البنيوية الدقيقة للبروتينات المشوهة، مع التركيز على تطوير علاجات تركز على أنواع أوسع من البروتينات المشوهة، وليس فقط “أميلويد بيتا” أو “تاو”. ورغم أن الدراسات لا تثبت علاقة سببية مباشرة، إلا أن الارتباط بين التغيرات الهيكلية للبروتينات والاضطرابات الإدراكية يفتح الأبواب لمزيد من الأبحاث لفهم تعطيل الطي البروتيني وتأثيره على الشيخوخة الدماغية.