حدد العلماء في كلية بايلور للطب طريقة جديدة محتملة لمعالجة مرض الزهايمر ومرض باركنسون. وترتبط كلتا الحالتين بتراكم كتل ضارة تتكون من بروتينات تاو وألفا سينوكلين في الدماغ.
وفي دراسة نشرت في اتصالات الطبيعةووجد الباحثون أن التوبولين، وهو البروتين الذي يعمل بمثابة لبنة بناء الأنابيب الدقيقة، قد يساعد في منع هذه التراكمات السامة. تعمل الأنابيب الدقيقة بمثابة “مسارات السكك الحديدية” الداخلية للخلية، مما يساعد على نقل المواد والحفاظ على البنية. ووفقا للنتائج، يمكن للتوبولين أن يمنع تاو وألفا سينوكلين من تشكيل مجاميع ضارة وبدلا من ذلك يشجعهم على أداء وظائفهم الطبيعية داخل الخلايا العصبية السليمة.
كتل البروتين السامة وأمراض الدماغ
قال المؤلف الأول الدكتور لاثان لوكاس، زميل ما بعد الدكتوراه في الكيمياء الحيوية والصيدلة الجزيئية في مختبر الدكتور ألان فيرون: “يشتهر تاو وألفا سينوكلين بأدوارهما في أمراض التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون. في هذه الظروف، يمكن لهذه البروتينات أن تختلط معًا وتلتصق ببعضها البعض وتشكل مجاميع ضارة تلحق الضرر بالخلايا العصبية وتساهم في فقدان الذاكرة ومشاكل الحركة وأعراض أخرى”.
“لكن تاو وألفا سينوكلين يؤديان أيضًا وظائف أساسية في الخلايا العصبية السليمة – فهما يساعدان في الحفاظ على بنية الخلية ودعم التواصل من خلال التفاعل مع التوبولين والمساهمة في تجميع الأنابيب الدقيقة واستقرارها.”
يقوم تاو وألفا سينوكلين بتنفيذ أنشطتهما المفيدة والضارة داخل قطرات خلوية صغيرة تُعرف باسم المكثفات. ولأن هذه القطيرات تشارك في العمليات المرتبطة بالمرض، فقد اعتبر العلماء منع تكونها كإستراتيجية علاجية محتملة. ومع ذلك، تلعب المكثفات أيضًا أدوارًا مهمة في وظائف المخ الطبيعية، مما يثير المخاوف من أن التخلص منها قد يعطل نشاط الخلايا العصبية السليمة.
إعادة توجيه البروتينات نحو دور صحي
“قادنا هذا إلى الفكرة التالية: ماذا لو قمنا، بدلاً من منع تكوين القطرات، بخلق ظروف من شأنها أن تدفع تاو وألفا سينوكلين داخل القطرات نحو مسارها الصحي، مما يثنيها عن اتخاذ مسار المرض؟” قال فيرون، الأستاذ المشارك في الكيمياء الحيوية والصيدلة الجزيئية والمؤلف المشارك للعمل:
عرض لوكاس تشبيهًا لشرح المفهوم.
قال لوكاس: “أعتقد أن تاو وألفا سينوكلين هما أطفال مثيرون للمشاكل في المدرسة. يمكنك إبقائهم في الفصل الدراسي مع القليل من العمل سوى التمثيل أو إبقائهم منخرطين في الواجبات المدرسية أو الرياضة أو المسرح حتى لا يقعوا في مشاكل”. “لقد وجدنا أن التوبولين يمكن أن يدفع مثيري الشغب تاو وألفا سينوكلين إلى مسار صحي.”
للتحقيق في الفكرة، قام الباحثون بدمج الأساليب البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية مع الفحص المجهري عالي الدقة والمقايسات القائمة على الخلايا العصبية. كان هدفهم هو تحديد ما إذا كان التوبولين يمكن أن يؤثر على سلوك تاو وألفا سينوكلين ويمنع تكوين التجمعات السامة داخل المكثفات.
اقرأ أيضًا...
يعمل التوبولين كعامل وقائي
وقال لوكاس: “عندما تكون مستويات التوبولين منخفضة، كما وجد في مرض الزهايمر، تكون الأنابيب الدقيقة أقل وفرة ويمكن أن يشكل تاو وألفا سينوكلين تجمعات سامة”.
وقال لوكاس: “ولكن عندما يكون التوبولين موجودا، فإن تاو وألفا سينوكلين يبتعدان عن التجمعات الضارة ويعززان بدلا من ذلك تجميع الأنابيب الدقيقة الصحية”. “يعيد التوبولين توجيه نشاط هذه البروتينات من خلال منحها شيئًا منتجًا للقيام به.”
تشير النتائج إلى أن التوبولين قد يلعب دورًا أكثر نشاطًا في حماية الدماغ مما كان معترفًا به سابقًا.
وقال فيرون: “إن النتائج التي توصلنا إليها تغير بشكل كبير دور التوبولين في التنكس العصبي، من ضحية سلبية للمرض إلى حامي نشط ضد تراكم البروتين السام”. “إن تعزيز تجمع التيوبيولين، بدلاً من منع تكوين القطرات، يمكن أن يحد من تراكم السموم مع الحفاظ على الأدوار الصحية لـ Tau وAlpha Synuclein، مما يوفر استراتيجية علاجية انتقائية محتملة.”
من بين المساهمين الآخرين في الدراسة المؤلف الأول المشارك فيبي س. تسوي، وماي ديم كوان، وكيونغ جاي تشوي، والمؤلفة المشاركة جوزفين سي. فيريون، وجميعهم في كلية بايلور للطب.
تم دعم البحث من خلال منحة NINDS-NIH R01 NS105874 ومنحة مؤسسة Welch Q-2097-20220331 ومنحة NIGMS-NIH R01 GM122763.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
