صحة
دراسة تكشف أن 200 بروتين دماغي قد يسهم في تطور مرض الزهايمر
مقدمة عن التغيرات الجزيئية ودورها في التدهور المعرفي مع التقدم في العمر
أظهرت دراسات حديثة تواجد أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة فئران مسنة، مشيرة إلى ارتباطات محتملة بتطور حالات الخرف والتدهور الإدراكي المصاحب للتقدم في السن. وعلى الرغم من أن التدهور المعرفي يعتبر سمة شائعة للشيخوخة حتى في غياب الأمراض التنكسية، إلا أن بعض الأفراد يتميزون بقدرة استثنائية على الحفاظ على وظائفهم الإدراكية، مما يطرح أسئلة حول السمات الجزيئية التي تميز هؤلاء الأفراد.
التحول في فهم مرض ألزهايمر ودور البروتينات
الخلفية العلمية والتطورات الحديثة
- لطالما ركّزت الأبحاث على نوعين رئيسيين من البروتينات: “أميلويد بيتا” و”تاو”، التي تتجمع وتشكل ترسبات يمكن أن تضر الخلايا العصبية.
- لكن دراسة جديدة من جامعة جونز هوبكنز تشير إلى أن هذه البروتينات ليست الوحيدة المشاركة في التدهور العقلي.
- الباحثون اكتشفوا وجود مئات من البروتينات التي تتشوه دون تشكيل التكتلات المعروفة، إلا أنها تؤثر بشكل واضح على أداء الدماغ.
نتائج الدراسة وتحليل أدمغة الفئران
- شملت الدراسة تحليل أدمغة 17 فأرًا تبلغ من العمر عامين، حيث أُصنف 7 منها بأنها تعاني من ضعف إدراكي مقارنة بـ10 فئران ذات أداء طبيعي.
- ركز الباحثون على منطقة الحُصين، المسؤول عن الذاكرة والتعلم المكاني، ودرسوا أكثر من 2500 نوع من البروتينات.
- تم تحديد أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة الفئران ذات الأداء الضعيف، بينما بقيت البروتينات سليمة في الفئران ذات الأداء الطبيعي.
البروتينات المشوهة وتأثيرها على الأداء الإدراكي
الارتباط بين التشوهات الهيكلية والتدهور المعرفي
- البروتينات غير القابلة لإعادة الطي، التي تفقد القدرة على العودة إلى شكلها الطبيعي، ترتبط بشكل وثيق بالتدهور الإدراكي.
- هذه البروتينات تتراكم داخل الخلايا مسببة اضطرابات خلوية وتؤدي إلى خلل في التوازن البروتيني.
- فقدان القدرة على الطي السليم يجعل البروتينات غير قادرة على أداء وظائفها، وقد تساهم في ظهور أمراض تنكسية مثل ألزهايمر وباركنسون.
آلية التشوهات البروتينية وما يترتب عليها
- الخلل في عملية الطي يؤدي إلى تكوين تجمعات غير قابلة للذوبان، تعرف بالتكتلات البروتينية، التي تعيق العمليات الخلوية وتؤدي إلى اضطرابات بنيوية ووظيفية داخل الخلية.
- وتشير الدراسات إلى أن بعض هذه البروتينات لا تستطيع استعادة شكلها أو تصحيح تشوهاتها، حتى بعد فصلها عن البيئة الأصلية، ما يجعلها مؤشرات حيوية على الشيخوخة الخلوية.
تعريف البروتينات ودورها الحيوي
ما هو البروتين؟
- جزيء ضخم يتكون من سلسلة من الأحماض الأمينية.
- يلعب دورًا أساسيًا في بناء العضلات والإنزيمات والهرمونات والأجسام المضادة.
- كل بروتين يمتلك ترتيبًا فريدًا من الأحماض الأمينية يحدد وظيفته داخل الجسم.
الآثار التكوينية والتغيرات الهيكلية للبروتينات
ارتباط التغيرات الهيكلية بالإدراك
- وجدت الدراسة أن البروتينات التي تتشوه بشكل هيكلي تكون أكثر عرضة بمقدار 2.7 مرة لعرض تغيرات مرتبطة بالإدراك.
- وفي حالة التغيرات الهيكلية، كان 14 من أصل 15 بروتينًا غير قابل لإعادة الطي من النوع المشوه.
التحليل العلمي للتشوهات البروتينية
- التحولات التكوينية غير التساهمية، والتي لا تعتمد على التعديلات ما بعد الترجمة، قد تكون سببًا رئيسيًا في التدهور المعرفي.
- تشير النتائج إلى أن الخلل في طي البروتينات قد يكون أكثر أهمية من التكتلات الأميلويدية المعروفة، مما يوسع الفهم في مسار المرض.
آلية عملية “الطي” ودورها في استقرار البروتينات
ما هو عملية الطي؟
- عملية تحويل شريط الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد يحدد وظيفة البروتين.
- تتم عملية الطي بشكل تلقائي داخل الخلية بمساعدة بروتينات مساعدة.
- فشل بروتين معين في الطي الصحيح قد يؤدي إلى فقدان وظيفته أو إحداث أمراض مثل ألزهايمر والشلل الرعاش.
التحديات والأبحاث المستقبلية
- حتى مع وجود نظام مراقبة الجودة، تبقى بعض البروتينات المشوهة غير مرئية وتنجح في الهروب من هذه الرقابة.
- يخطط الباحثون لاستخدام تقنيات المجاهر عالية الدقة لدراسة التشوهات البنيوية الدقيقة لهذه البروتينات.
- الهدف من الدراسة هو تطوير علاجات تستهدف أنواعًا أوسع من البروتينات المشوهة، وليس فقط تلك المرتبطة بمسببات مرض ألزهايمر.
ختام وتوجيهات المستقبل
على الرغم من أن العلاقة السببية المباشرة لم تُثبت بعد، إلا أن الارتباط القوي بين التغيرات الهيكلية للبروتينات والوظائف العقلية يمثل خطوة مهمة نحو فهم أعمق لأمراض الشيخوخة، ويتيح المجال لتطوير استراتيجيات علاجية أكثر فعالية في المستقبل.
