تؤدي أمراض مثل الزهايمر، ومرض باركنسون، ومرض هنتنغتون إلى تلف الدماغ ببطء عن طريق تدمير الخلايا العصبية، وهي الخلايا التي تحمل الرسائل عبر الجهاز العصبي. ومع فقدان هذه الخلايا، يمكن أن يعاني الأشخاص من مشاكل في الذاكرة، والتدهور المعرفي، وصعوبات في الحركة والتي غالبًا ما تصبح شديدة بما يكفي لتتطلب رعاية مستمرة.
يمكن للأدوية الحالية أن تخفف بعض الأعراض، ويمكن أن تؤدي علاجات الزهايمر الحديثة مثل lecanemab وdonanemab إلى إبطاء التدهور لدى بعض الأشخاص المصابين بالمرض المبكر، لكنها لا تستعيد الذكريات المفقودة أو تعيد بناء أنسجة المخ التالفة. ولهذا السبب يسعى الباحثون إلى متابعة فكرة طموحة أخرى: مساعدة الدماغ على استبدال الخلايا العصبية المفقودة.
فيتامين معروف للدم والعظام
يشتهر فيتامين K بدوره في تخثر الدم وصحة العظام. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، ربط العلماء أيضًا ذلك بحماية الدماغ وتمايز الخلايا العصبية، وهي العملية التي تصبح من خلالها الخلايا العصبية غير الناضجة خلايا عصبية عاملة.
أحد أشكال فيتامين K، ميناكينون 4 (MK-4)، نشط بشكل طبيعي في الجسم. ومع ذلك، فإن آثاره قد لا تكون قوية بما يكفي لاستخدامها في المستقبل في الطب التجديدي الذي يستهدف الأمراض التنكسية العصبية.
في العمل المنشور على الإنترنت في ACS Chemical Neuroscience في 03 يوليو 2025، ابتكر باحثون من معهد شيبورا للتكنولوجيا في اليابان نظائر فيتامين K المصممة لتكون أكثر نشاطًا في الجهاز العصبي. قاد الدراسة البروفيسور المشارك يوشيهيسا هيروتا والبروفيسور يوشيتومو سوهارا من قسم العلوم البيولوجية والهندسة.
يوضح الدكتور هيروتا: “أظهرت نظائر فيتامين K المُصنَّعة حديثًا فعالية أكبر بثلاثة أضعاف تقريبًا في تحفيز تمايز الخلايا العصبية السلفية إلى خلايا عصبية مقارنة بفيتامين K الطبيعي. وبما أن فقدان الخلايا العصبية هو السمة المميزة للأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر، فإن هذه النظائر قد تكون بمثابة عوامل تجديد تساعد في تجديد الخلايا العصبية المفقودة واستعادة وظائف المخ.”
بناء مركب نشط في الدماغ أقوى
ولجعل فيتامين K أكثر فعالية، قام الفريق بتركيب 12 متماثلًا هجينًا لفيتامين K. وارتبط بعضها بحمض الريتينويك، وهو مستقلب نشط لفيتامين أ المعروف بتعزيزه للتمايز العصبي. وشملت الآخرين شاردة حمض الكربوكسيلية أو سلسلة جانبية إستر ميثيل. ثم قارن الباحثون مدى قوة هذه المركبات في تشجيع الخلايا السلفية العصبية على أن تصبح خلايا عصبية.
يؤثر فيتامين K وحمض الريتينويك على نشاط الجينات من خلال مستقبلات مختلفة. يعمل فيتامين K من خلال مستقبلات الستيرويد والأجانب الحيوية (SXR)، بينما يعمل حمض الريتينويك من خلال مستقبل حمض الريتينويك (RAR). عندما اختبر الفريق المركبات في الخلايا السلفية العصبية للفأر، حافظت الجزيئات الهجينة على النشاط البيولوجي لكل من فيتامين K وحمض الريتينويك.
قام الباحثون أيضًا بقياس البروتين المرتبط بالأنيبيبات الدقيقة 2 (Map2)، وهو علامة مرتبطة بنمو الخلايا العصبية. برز مجمع واحد. لقد دمجت بنية حمض الريتينويك مع سلسلة جانبية من ميثيل إستر وأظهر نشاط تمايز عصبي أعلى بثلاثة أضعاف من المجموعة الضابطة، إلى جانب نشاط أقوى بكثير من مركبات فيتامين K الطبيعية. وقد أشار الباحثون إليه باسم Novel فيتامين K التناظري (Novel VK).
إشارة مفاجئة في الدماغ
ثم قام الفريق بالتحقيق في كيفية إنتاج فيتامين K لهذه التأثيرات الوقائية للأعصاب. وقارنوا التعبير الجيني في الخلايا الجذعية العصبية المعالجة بـ MK-4، الذي يعزز التمايز العصبي، مع الخلايا المعالجة باستخدام مركب يثبط العملية.
أشار التحليل إلى مستقبلات الغلوتامات الأيضية (mGluRs)، والتي يبدو أنها تساعد في تحفيز تمايز الخلايا العصبية الناجم عن فيتامين K من خلال التنظيم اللاجيني والنسخي. تم ربط تأثير MK-4 على وجه التحديد بـ mGluR1.
يعد هذا الاتصال مهمًا لأن mGluR1 تم ربطه بالفعل بالنقل التشابكي، أي التواصل بين الخلايا العصبية. تظهر الفئران التي تفتقر إلى بروتين mGluR1 مشاكل حركية ومتشابكة، وهي سمات تتداخل مع أنواع الخلل الوظيفي التي تظهر في الأمراض التنكسية العصبية.
العبور إلى الدماغ
ولاستكشاف ما إذا كان مركب فيتامين K يمكن أن يتفاعل مع mGluR1، استخدم الباحثون عمليات المحاكاة الهيكلية ودراسات الالتحام الجزيئي. تشير نتائجهم إلى أن Novel VK لديه تقارب ربط أقوى لـ mGluR1 مقارنة بـ MK-4.
لقد اختبروا أيضًا مدى نجاح Novel VK في دخول الخلايا وتحويلها إلى MK-4 النشط بيولوجيًا. داخل الخلايا، ارتفعت مستويات MK-4 بطريقة تعتمد على التركيز. يتم تحويل Novel VK أيضًا إلى MK-4 بسهولة أكبر من فيتامين K الطبيعي.
أضافت تجارب الماوس نتيجة رئيسية أخرى. أظهر Novel VK ملفًا ثابتًا للحركية الدوائية، وعبور حاجز الدم في الدماغ، وأنتج تركيزات MK-4 أعلى في الدماغ من مجموعة التحكم.
لماذا يعتبر العثور على الأمور مهماً؟
يسلط هذا العمل الضوء على طريق محتمل نحو علاجات تفعل أكثر من مجرد إدارة الأعراض. من خلال دفع الخلايا السلفية العصبية نحو التحول إلى خلايا عصبية، يمكن للمركبات المعتمدة على فيتامين K أن تساهم يومًا ما في استراتيجيات تهدف إلى إبطاء أو تأخير أو عكس أجزاء من التنكس العصبي.
ويظل هذا هدفا طويل المدى. وتستند النتائج إلى دراسات الخلايا وتجارب الفئران، وليس التجارب البشرية. لم يثبت حتى الآن أن أي دواء مشتق من فيتامين K يصلح أدمغة الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر أو مرض باركنسون أو مرض هنتنغتون. ومع ذلك، فإن النتائج تعطي الباحثين هدفًا أكثر وضوحًا، وخاصة مسار mGluR1، لتطوير علاجات إصلاح الدماغ في المستقبل.
إن مجال مرض الزهايمر الأوسع نطاقًا يتحرك بالفعل إلى ما هو أبعد من العلاج القائم على الأعراض البحتة. تستهدف العلاجات المضادة للأميلويد المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية الآن بيولوجيا المرض في المراحل المبكرة من مرض الزهايمر، على الرغم من أنها ليست علاجات ولا تستعيد الذاكرة المفقودة أو الوظيفة الإدراكية. إن النهج التجديدي، إذا ثبت في نهاية المطاف أنه آمن وفعال، سوف يهدف إلى مواجهة تحدي مختلف: استبدال أو استعادة الخلايا العصبية التالفة.
يقول الدكتور هيروتا: “يقدم بحثنا نهجًا رائدًا محتملاً لعلاج الأمراض التنكسية العصبية. إن الدواء المشتق من فيتامين K الذي يبطئ تطور مرض الزهايمر أو يحسن أعراضه لا يمكن أن يحسن نوعية الحياة للمرضى وأسرهم فحسب، بل يمكن أيضًا أن يقلل بشكل كبير من العبء المجتمعي المتزايد لنفقات الرعاية الصحية وتقديم الرعاية على المدى الطويل.”
والأمل هو أن ينتقل هذا الخط من الأبحاث في النهاية من النتائج المخبرية الواعدة إلى علاجات ذات معنى سريريًا للأشخاص الذين يعانون من أمراض عصبية.
نبذة عن البروفيسور المشارك يوشيهيسا هيروتا من SIT، اليابان
الدكتور يوشيهيسا هيروتا هو أستاذ مشارك في معهد شيبورا للتكنولوجيا في قسم العلوم البيولوجية والهندسة، كلية هندسة وعلوم النظم. وقد عمل أيضًا على المستوى الدولي كباحث زائر في جامعة سينسيناتي.
تتمحور أبحاثه حول العلوم الطبية والكيمياء الحيوية الغذائية، مع التركيز بشكل خاص على كيفية عمل الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون والأحماض النووية في الأنظمة البيولوجية. نشر الدكتور هيروتا 56 ورقة بحثية، ويربط عمله بين البيولوجيا الجزيئية والتغذية سعيًا وراء حلول رعاية صحية أفضل ومتوسط عمر صحي أطول.
نبذة عن البروفيسور يوشيتومو سوهارا من SIT، اليابان
الدكتور يوشيتومو سوهارا هو أستاذ في معهد شيبورا للتكنولوجيا في قسم العلوم والهندسة الحيوية، كلية هندسة وعلوم النظم.
يركز عمله على الكيمياء الطبية واكتشاف الأدوية، وخاصة إنشاء جزيئات صغيرة نشطة بيولوجيًا مشتقة من الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون مثل الفيتامينات D وK. وقد قام بتأليف أكثر من 100 منشور تمت مراجعته من قبل النظراء والعديد من طلبات براءات الاختراع. تشمل مشاريعه متعددة التخصصات مركبات عصبية تعزز تمايز الخلايا العصبية، وعوامل مضادة للفيروسات، وجزيئات جديدة مضادة للسرطان.
معلومات التمويل
تم دعم هذه الدراسة جزئيًا من خلال صندوق لمؤسسة ميشيما كايون التذكارية ومؤسسة سوزوكين التذكارية، ومؤسسة كوسي لأبحاث التجميل، ومؤسسة كوياناجي، والمنح البحثية من معهد تويو لتكنولوجيا الأغذية، وصندوق ترويج البحوث العلمية، ومؤسسة تاكاهاشي للأبحاث الصناعية والاقتصادية.
وجاء الدعم الإضافي من صندوق تعزيز البحوث الدولية المشتركة (تعزيز البحوث الدولية المشتركة (أ)) [grant number 18KK0455] ومنحة لمساعدة البحث العلمي (ج) [grant numbers 20K05754 and 18K11056, 21K11709, and 24K14656]، منحة لمساعدة العلماء في بداية حياتهم المهنية [grant number 23K14091] من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS).
اكتشاف المزيد من استشارات أونلاين
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
