دراسة تكشف أن 200 بروتين في الدماغ قد تساهم في تطور مرض الألزهايمر

اكتشافات حديثة تشير إلى تعقيد أدوار البروتينات في الشيخوخة والدماغ

توصلت دراسة حديثة إلى أن أدمغة فئران مسنة تحتوي على أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة، وهي ظاهرة يُعتقد أنها مرتبطة بتطور الخرف والتدهور الإدراكي مع التقدم في العمر. يُشكل التدهور المعرفي أحد السمات الشائعة للشيخوخة، خاصة في مجالات الذاكرة والوظائف الفكرية، حتى عند غياب الأمراض التنكسية العصبية. ومع ذلك، فإن بعض الأفراد ينجحون في الحفاظ على قدراتهم المعرفية، وهو ما يدفع الباحثين للبحث عن السمات الجزيئية التي تميز هؤلاء الأشخاص أو التي تتغير في الذين يعانون من التدهور.

تغير فهم أدوار البروتينات في مرض الزهايمر

لطالما ركزت الأبحاث على نوعين رئيسيين من البروتينات—”أميلويد بيتا” و”تاو”—الذي يُعتقد أنهما ينشطان تراكمات ضارة تؤدي إلى التهاب الخلايا العصبية وفقدان الوظائف الدماغية. لكن الدراسة الجديدة أزاحت الستار عن وجود العديد من البروتينات المشوهة التي لا تتجمع في التكتلات المعروفة، ومع ذلك تؤثر بشكل واضح على أداء الدماغ.

نتائج الدراسة وتحليل الأدمغة

• تم تحليل أدمغة 17 فأرًا تبلغ من العمر عامين، حيث أظهرت 7 منها ضعفًا إدراكيًا، بينما أظهرت 10 أداءً طبيعيًا.
• ركز الفريق على الحُصين، وهو مسؤول عن الذاكرة والتعلم المكاني، وفحص أكثر من 2500 نوع من البروتينات.
• تم التعرف لأول مرة على أكثر من 200 نوع من البروتينات المشوهة في أدمغة الفئران ذات الأداء الإدراكي الضعيف.
• تبين أن البروتينات سليمة في الفئران ذات القدرات العقلية الطبيعية، مما يعزز فرضية ارتباطها بالتدهور المعرفي مع التقدم في السن.

البروتينات غير القابلة لإعادة الطي وتأثيرها على الدماغ

تشير النتائج إلى أن البروتينات غير القابلة لإعادة الطي، أي تلك التي لا تعود إلى شكلها الطبيعي بعد التشوه، ترتبط بشكل وثيق بالتدهور المعرفي. هذه البروتينات تتعرض للفقدان الوظيفي نتيجة لانحراف البنية الثلاثية الأبعاد، مما يؤدي إلى تراكمها داخل الخلايا وتسبب اضطرابات خلوية خطيرة، وقد يكون لها دور في أمراض تنكسية أخرى مثل باركنسون.

مفهوم عملية “الطي” للبروتينات

• الطي هو عملية تحويل شريط الأحماض الأمينية إلى شكل ثلاثي الأبعاد محدد.
• الشكل النهائي للبروتين هو الذي يحدد وظيفته داخل الخلية.
• يتم عليها تلقائيًا بمساعدة بروتينات مساعدة داخل الخلية.
• فشل عملية الطي يمكن أن يؤدي إلى فقدان الوظيفة أو ظهور أمراض مثل الزهايمر والشلل الرعاش.

الخطر من تشوه البروتينات وعدم قابليتها لإعادة الطي

عندما تفشل البروتينات في الطي الصحيح، تتجمع بشكل غير قابلة للذوبان تُعرف بالتكتلات البروتينية، والتي تعيق العمليات الخلوية الحيوية وتؤدي إلى اختلال التوازن البروتيني داخل الخلايا. وهذا يعكس أن فقدان القدرة على العودة إلى الشكل الطبيعي هو مؤشر حيوي لشيخوخة الخلايا واضطرابات مراقبة الجودة البروتينية، ما يبرز أهمية الفهم الجديد لهذه الظاهرة في مكافحة الأمراض التنكسية.

مفهوم البروتينات ودور الطي في الوظيفة الخلوية

• البروتين هو جزيء كبير يتكون من سلاسل الأحماض الأمينية، ويعد من اللبنات الأساسية في الخلايا.
• يشارك في بناء العضلات، الإنزيمات، الهرمونات، والأجسام المضادة.
• الترتيب الخاص للأحماض الأمينية يحدد وظيفة كل بروتين.

الارتباط بين التغيرات الهيكلية للبروتينات والإدراك

وجدت الدراسة أن البروتينات المشوهة، خاصة غير القابلة لإعادة الطي، أكثر عرضة بنسبة 2.7 مرة لعرض تغيرات هيكلية مرتبطة بالإدراك. ومن بين البروتينات ذات التغيرات الهيكلية المرتبطة بالتدهور المعرفي، كان معظمها من النوع غير القابل لإعادة الطي، مما يوحي بأن خلل التشكيل البروتيني قد يكون سمة عامة ومساهمة في التدهور العقلي.

خاتمة

تفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة لفهم أعمق لتعقيدات العدوى العصبية والشيخوخة، مع إمكانية تطوير استراتيجيات علاجية تستهدف مجموعة أوسع من البروتينات المشوهة، وليس فقط تلك المرتبطة بتكوين التكتلات التقليدية. في النهاية، فإن معرفة الآليات التي تؤدي إلى سوء الطي والبنى غير الطبيعية يمكن أن يكون لها دور محوري في التصدي للأمراض التنكسية في المستقبل.