دراسة تكشف أن 200 بروتين دماغي قد يكونون مرتبطين بارتفاع خطر الإصابة بمرض الزهايمر

اكتشافات حديثة في مجال البروتينات وتأثيرها على التدهور المعرفي مع التقدم في العمر

أظهرت دراسة حديثة وجود أكثر من 200 نوع مختلف من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، والتي يُعتقد أنها مرتبطة بأمراض الخرف والتدهور الإدراكي المصاحب للشيخوخة. يُعد فهم عملية التشوه والتغيرات الهيكلية للبروتينات في الدماغ من العوامل الأساسية لفهم أسباب التدهور العقلي مع التقدم في العمر وإيجاد سبل للوقاية والعلاج.

التدهور المعرفي والشيخوخة

• يمثل التدهور في قدرات الذاكرة والتفكير سمة شائعة للشيخوخة، حتى من دون وجود أمراض تنكسية عصبية.
• ومع ذلك، يمكن لبعض الأفراد الاحتفاظ بقدرات معرفية تضاهي تلك الموجودة في الشباب، حتى في مراحل عمرية متقدمة.
• ويؤدي تحديد السمات الجزيئية التي تميز الأفراد المرنين معرفيًا إلى فرص وقاية وعلاج أفضل للاضطرابات المعرفية المرتبطة بالعمر.

مراجعة فرضية البروتينات السابقة وإعادة النظر الحديثة

لطالما كانت الأبحاث المتعلقة بمرض ألزهايمر تركز على نوعين رئيسيين من البروتينات، وهما “أميلويد بيتا” و”تاو”، إذ تشكل ترسبات لزجة تضر بالخلايا العصبية. إلا أن الدراسة الجديدة أجرها فريق من جامعة جونز هوبكنز أظهرت أن هذه البروتينات ليست هي الوحيدة المعنية، وأن مئات البروتينات المشوهة يمكن أن تؤثر على الأداء العقلي دون أن تتجمع في ترسبات واضحة.

نتائج الدراسة وتحليل البروتينات

• تم تحليل أدمغة 17 فئراً تبلغ من العمر عامين، وتوصل الباحثون إلى أن 7 منها تظهر ضعفًا في الذاكرة وحل المشكلات، بينما الـ10 الأخرى حافظت على أداء طبيعي مقارنةً بالفئران الصغيرة في العمر.
• ركز الباحثون على الحُصين، وهو الجزء المسؤول عن الذاكرة والتعلم المكاني، وقيموا أكثر من 2500 نوع من البروتينات، وهو جانب يُعد جديدًا في دراسة التشوهات البروتينية.
• تبين أن أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة كانت موجودة في أدمغة الفئران ذات الأداء الضعيف، في حين ظلت البروتينات سليمة في الفئران ذات القدرات العقلية الطبيعية.

البروتينات غير القابلة لإعادة الطي وتأثيرها على الدماغ

• البروتينات غير القابلة لإعادة الطي، والتي تفقد قدرتها على الاستعادة إلى شكلها الطبيعي بعد التشوه، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتدهور المعرفي.
• هذه البروتينات تفشل في تكوين البنية الصحيحة، مما يتسبب في تراكمها وضررها للخلايا، وتُرتبط بأمراض مثل الزهايمر وباركنسون.
• فقدان القدرة على الطي الصحيح يؤدي إلى تكوين التكتلات البروتينية التي تعيق الوظائف الحيوية داخل الخلايا وتؤدي إلى اضطرابات خطيرة.

الآلية والتحديات الجديدة في فهم البروتينات المشوهة

• الفشل في طي البروتينات بشكل سليم يخلق تجمعات غير قابلة للذوبان، وتسمى التكتلات البروتينية، التي تُعاق العمليات الخلوية وتؤدي إلى اختلال التوازن البروتيني.
• ما يميز البروتينات المشوهة هو عجزها عن استعادة شكلها حتى بعد عزلها عن بيئتها الأصلية، الأمر الذي يعقد تحديد آليات نشوئها ومعالجتها.
• الآفاق المستقبلية تتضمن استخدام مجاهر عالية الدقة لدراسة هذه التشوهات البنيوية بشكل أدق، بهدف تطوير استراتيجيات علاجية تستهدف أنواعًا أوسع من البروتينات المشوهة وليس فقط تلك المرتبطة بمرض ألزهايمر.

معلومات أساسية عن البروتينات ودورها الحيوي

• ما هو البروتين؟
• جزيء كبير يتكون من سلسلة الأحماض الأمينية، وهو عنصر أساسي في خلايا الجسم.
• يُستخدم في بناء العضلات، الإنزيمات، الهرمونات، والأجسام المضادة.
• لكل بروتين ترتيب فريد من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته الحيوية.

تشير الدراسة إلى أن البروتينات أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لتغيرات هيكلية مرتبطة بالإدراك، حيث كانت أغلب البروتينات غير القابلة لإعادة الطي هي الأكثر تضررًا، مما يدعم الفكرة بأن خلل التشيؤ البنيوي هو مؤشر مهم للاضطرابات المعرفية مع التقدم في العمر.

خلاصة وتوصيات مستقبلية

تُظهر الأبحاث أن الغالبية العظمى من التغيرات الهيكلية المفقودة من البروتينات قد لا تكون ناتجة عن تفاعلات بعد الترجمة مثل الفسفرة أو الأكسدة، وإنما عن خلل في عملية الطي ذاتها. وهذا يفتح أفقًا جديدًا لفهم أعمق للأمراض التنكسية، ويبرز أهمية تطوير أدوات تشخيص وتدخلات علاجية تستهدف إصلاح أو تثبيط تلك التشوهات البروتينية.