يتميز مرض الزهايمر بتراكم بروتين سام يسمى تاو، والذي يدمر خلايا الدماغ ويقتلها في النهاية. ومع انتقال هذا البروتين الضار إلى مناطق جديدة في الدماغ، يتطور المرض، مما يؤدي إلى تفاقم فقدان الذاكرة والتدهور المعرفي.
والآن، اكتشف الباحثون لاعبًا غير متوقع في هذه العملية. وفي دراسة أجريت على الفئران، وجدوا أن بروتين الدماغ المسمى Arc، والذي يساعد الخلايا العصبية عادة على التواصل، يبدو أنه يساعد أيضًا على انتشار بروتين تاو السام من خلايا الدماغ المريضة إلى الخلايا السليمة.
ويشير هذا الاكتشاف إلى استراتيجية جديدة محتملة لإبطاء مرض الزهايمر. وبدلاً من محاولة التخلص من بروتين تاو بالكامل، فإن العلاجات المستقبلية قد تمنعه من الوصول إلى خلايا الدماغ السليمة في المقام الأول.
يقول جيسون شيبرد، دكتوراه، أستاذ علم الأعصاب في جامعة يوتا هيلث وكبير مؤلفي الدراسة: “أنا متحمس لحقيقة أننا حددنا طريقة جديدة لوقف تطور مرض الزهايمر”.
ونشرت النتائج في المجلة خلية.
كيف يساعد القوس في سفر Toxic Tau
وللتحقق من كيفية انتشار مرض الزهايمر، قارن الباحثون نماذج الفئران المصابة بالمرض مع بروتين Arc وبدونه. وأظهرت تجاربهم أن القوس ضروري لنقل بروتين تاو السام بين الخلايا العصبية.
في ظل الظروف العادية، يلعب القوس دورًا مهمًا في وظائف المخ. يحزم البروتين نفسه داخل أكياس غشائية صغيرة تُعرف باسم الحويصلات خارج الخلية (EVs)، والتي تنتقل من خلية عصبية إلى أخرى حاملة إشارات خلوية مهمة.
ووجد الباحثون أن تاو السام يمكنه استغلال نظام الاتصال الطبيعي هذا. من خلال ربط نفسه بالقوس داخل هذه الحويصلات المجهرية، يستطيع تاو الانتقال من خلية عصبية غير صحية إلى خلية صحية، حيث يمكنه الاستمرار في نشر المرض.
تاو يحول خلايا الدماغ السليمة إلى خلايا سامة
تحتوي كل خلية عصبية على بروتين تاو، ولكن في مرض الزهايمر يبدأ البروتين في التكتل في تشابكات لزجة كبيرة تتداخل مع نظام النقل الداخلي للخلية قبل أن تقتل الخلية العصبية في النهاية.
ميتالي تياجي، دكتوراه، باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة واشنطن في سانت لويس والمؤلفة الأولى للدراسة، التي أجرت البحث بينما كانت طالبة دراسات عليا في علم الأعصاب في مختبر شيبرد في جامعة يو هيلث، تقارن هذه التشابكات بـ “وحوش الغراء”.
يوضح تياجي: “إنها تلتصق ببعضها البعض وتمنع النقل داخل الخلية العصبية”. “لكنها يمكن أن تتحلل إلى وحوش صمغية أصغر، تسمى بذور تاو، والتي يمكن بعد ذلك نقلها إلى خلية عصبية جديدة. وبمجرد أن تتلامس بذور تاو مع تاو السليم، فإنها قادرة على إفساده. لذلك، يبدأ علم الأمراض من جديد في الخلية العصبية السليمة.”
وفي نموذج الفأر المصاب بمرض الزهايمر، وجد الفريق حويصلات خارج الخلية تحتوي على كل من القوس وتاو “اللزجة” في أنسجة المخ. كانت هذه الحويصلات قادرة على دخول الخلايا السليمة وتحفيز تكوين تشابكات تاو الجديدة.
تغيرت الصورة بشكل كبير عندما تمت إزالة آرك. كان لدى الفئران التي تفتقر إلى البروتين حويصلات خارج الخلية تحتوي على كمية قليلة جدًا من تاو، ولم يعد المرض قادرًا على الانتشار بشكل فعال إلى خلايا الدماغ المجاورة.
يقول تياجي: “عندما أزلنا آرك، رأينا أن نقل تاو انخفض بشدة”. “لقد ذهب تقريبا.”
القوس له تأثيرات ضارة ومفيدة
على الرغم من أن حجب القوس قد يبدو كاستراتيجية علاجية واضحة، فقد اكتشف الباحثون أن البروتين يؤدي أيضًا دورًا وقائيًا مهمًا خلال المراحل المبكرة من المرض.
ومن خلال مساعدة الخلايا العصبية على طرد بروتين تاو السام الزائد، يبدو أن آرك يسمح للخلايا التالفة بالبقاء على قيد الحياة لفترة أطول. في الفئران التي ليس لديها آرك، بقي تاو السام محتجزًا داخل الخلايا العصبية، مما تسبب في موت تلك الخلايا المريضة بسرعة أكبر.
يقول تياجي: “عندما يغيب القوس، يصبح تاو محاصرًا داخل الخلايا العصبية ويتراكم إلى مستويات سامة. عندما يكون القوس موجودًا، يمكن إطلاق تاو في الحويصلات خارج الخلية. وبينما يساعد هذا في تقليل تراكم تاو داخل الخلية العصبية الأصلية، يمكن امتصاص تاو المنطلق بواسطة الخلايا العصبية السليمة المجاورة، مما يعزز انتشار الأمراض”.
تشير هذه النتائج إلى أن العلاج الأكثر فعالية قد لا يكون منع الخلايا المريضة من إطلاق بروتين تاو. وبدلا من ذلك، قد يكون من الأفضل منع تلك الحويصلات السامة خارج الخلية من دخول الخلايا العصبية السليمة.
هدف جديد محتمل لعلاجات مرض الزهايمر
ووجد الباحثون أيضًا حويصلات خارج الخلية تحتوي على كل من آرك وتاو في أنسجة المخ البشري، مما يشير إلى إمكانية وجود نفس الآلية لدى البشر. ومع ذلك، فإنهم يؤكدون أن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث قبل أن يصل أي علاج محتمل إلى المرضى.
يقول شيبرد: “معظم العمل الذي قمنا به كان على الفئران، وليس على البشر”. “لدينا بعض الدلائل على أن كل ما يحدث في هذه الفئران يمكن أن يحدث أيضًا في البشر، لكننا لا نعرف ذلك بعد. ونحن بعيدون عن القول بأننا نعمل على تطوير علاج لأي شيء. لكنه قد يفتح طرقًا جديدة للوصول إلى هذه النقطة.”
أحد الاحتمالات الواعدة هو اعتراض حويصلات تاو التي تحتوي على خارج الخلية بعد أن تترك الخلايا العصبية المريضة، ولكن قبل أن تصل إلى الخلايا السليمة. في حين أن مثل هذا النهج لن يعكس تلف الدماغ الحالي، إلا أنه من المحتمل أن يبطئ أو يمنع المزيد من انتشار مرض الزهايمر.
يقول شيبرد: “إذا تمكنا من استهداف هذه المركبات الكهربائية على وجه التحديد، فسيكون ذلك بمثابة استراتيجية علاجية مفيدة حقًا”. “بالنسبة لشخص يعاني من مرض الزهايمر أو الخرف في وقت مبكر، إذا تمكنا من وقف انتشار المرض، فيمكننا منع المزيد من الضرر والتدهور المعرفي.”
نُشرت الدراسة التي تحمل عنوان “القوس يتوسط انتقال تاو بين الخلايا عبر الحويصلات خارج الخلية”. خلية.
تم دعم البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة، بما في ذلك جائزة البحوث التحويلية لمكتب المدير (R01 NS115716)، والمعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية (DSPAN F99)، والمعهد الوطني للشيخوخة (AG073236)، وجائزة بن باريز للتسريع المبكر لمبادرة تشان-زوكربيرج، وجمعية الزهايمر، وجائزة ماكنايت لاضطرابات الدماغ، وجائزة جون إم هانتسمان الرئاسية. صندوق الرئيس الموهوب، وجمعية ماكس بلانك، وAIRC IG 26229، وPRIN 2022EMZJL4، ومؤسسة Rainwater، ومؤسسة JPB، وصندوق علاج الزهايمر. قدم مركز أبحاث مرض الزهايمر في ماساتشوستس، بدعم من المعهد الوطني للشيخوخة (P30AG062421)، عينات بشرية.
Shepherd هو أحد مؤسسي VNV, LLC ويمتلك أسهمًا ومستشارًا لشركة Aera Therapeutics, Inc.، التي ترخص الملكية الفكرية وبراءات الاختراع التي تشمل كبسولات Arc.
اكتشاف المزيد من استشارات أونلاين
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
