مرض الزهايمر: آلية الخلية تزيل البروتين المعيب
يعد تراكم بروتينات تاو المعيبة سمة بارزة في الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر. تشكل البروتينات المعيبة تشابكًا يعطل وظائف المخ ويقتل الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية.
الآن ، حدد العلماء جزيء يلعب دورًا حيويًا في المساعدة على منع تراكم بروتين تاو السام في الدماغ.
يحدد الجزيء ، الذي يحمل اسم فرز البروتين 35 (VPS35) ، بروتينات تاو المعيبة من الخلايا العصبية ويزيلها.
باستخدام الخلايا البشرية ، أظهر باحثون من كلية لويس كاتز للطب (LKSOM) في جامعة تمبل في فيلادلفيا ، بنسلفانيا ، أنهم يستطيعون التحكم في تراكم تاو عن طريق تغيير مستويات VPS35.
يصفون النتائج في الطب النفسي الجزيئي ورقة دراسة.
يقول كبير مؤلفي الدراسة البروفيسور دومينيكو براتيتش ، مدير مركز ألزهايمر في تيمبل في LKSOM: "يتمثل جزء كبير مما يفعله VPS35 في فرز البروتينات المختلة ونقلها إلى مواقع التحلل".
وجد الباحث وزملاؤه أيضًا أن تأثير VPS35 على تاو يعتمد على نشاط إنزيم كاثيبسين D ، وهو إنزيم يكسر البروتينات في الخلايا.
الخلايا العصبية عرضة للبروتينات المعيبة
الطي الصحيح للبروتينات ضروري لعمل الخلية. إذا تم طيها بشكل غير صحيح ، فإنها لا تعمل بشكل صحيح ويمكن أن تعطل العمليات الحيوية. للحماية من هذا ، تمتلك الخلايا آليات لإزالة البروتينات المعيبة.
ومع ذلك ، يحدث تراكم البروتينات المعيبة. الخلايا العصبية معرضة بشكل خاص لرواسب البروتين الخاطئة بسبب بيولوجيتها الفريدة. قد تفسر نقطة الضعف هذه سبب ظهور تراكم البروتين المعيب في كثير من الأحيان في الأمراض التنكسية العصبية.
تاو هو أحد البروتينات الأكثر شيوعًا لتكوين رواسب سامة في الدماغ. يطلق العلماء على هذه الحالة اسم تاوباثي.
لقد أوضحت الدراسات السابقة بالفعل أن مشاكل VPS35 تحدث في مرض الزهايمر. أظهرت هذه الدراسات أيضًا أن الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر لديهم نسبة أقل من VPS35 في أدمغتهم.
ومع ذلك ، حتى البحث الأخير ، لم يكن من الواضح كيف يرتبط VPS35 بتراكم تاو.
يقول البروفيسور براتيتش إنه هو وفريقه قد شرعوا في تحديد ما إذا كان VPS35 يلعب دورًا في إزالة خلل تاو في الخلايا.
يؤدي خفض VPS35 إلى زيادة رواسب تاو
في دراستهم ، استخدم الفريق أنسجة المخ من الأشخاص المصابين بالشلل فوق النووي التقدمي (PSP) أو مرض اللقطات. اختاروا هذين الشرطين لأن رواسب البروتين السامة تأتي فقط من تاو المعيب.
في المقابل ، تميل أدمغة الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر إلى تراكم رواسب من بروتينين معيبين: بيتا أميلويد وتاو.
وجد الباحثون أن مستويات VPS35 كانت أقل بنسبة 50٪ في عينات PSP و Picks عنها في أنسجة المخ للأشخاص الذين لم يكن لديهم مرض تنكس عصبي.
في التجارب التي أجريت على الخلايا البشرية المستزرعة ، وجدوا أنه يمكنهم التحكم بشكل مباشر في كمية تراكم تاو عن طريق تغيير مستويات VPS35. بالإضافة إلى ذلك ، وجدوا أن التأثير يعتمد على نشاط cathepsin D.
هذه هي الدراسة الأولى التي توضح أن VPS35 له دور في علاج تاوباثي.
قطع الاتصال المشبكي بنسبة 40-50٪
ثم قام الفريق بتعديل مستويات VPS35 في الفئران مع تراكم تاو في أدمغتهم. أظهروا أن تقليل VPS35 أدى إلى تدهور ذاكرة الحيوانات وقدرات التعلم وإعاقة التحكم في الحركة.
عندما فحص الباحثون أنسجة دماغ الحيوانات ، وجدوا أن خفض VPS35 أدى إلى تعطيل المشابك العصبية في الخلايا العصبية وألحق أضرارًا كبيرة بقدرتها على التواصل.
فقدت الحيوانات حوالي 40-50٪ من "اتصالها التشابكي" نتيجة لانخفاض VPS35.
يقترح الفريق أنه قد يكون من الممكن تطوير دواء يعيد وظيفة VPS35 في الأمراض التنكسية العصبية. إنهم يخططون بالفعل للتحقيق في هذا الاحتمال.
يقترح البروفيسور براتيتش أن استهداف آلية بدلاً من إنزيم يمكن أن يكون نهجًا أكثر قابلية للتطبيق.
"عندما يبقى تاو في الخلايا ، يكون ضارًا جدًا للمشابك ، وهي الأماكن التي تلتقي فيها الخلايا العصبية وتتبادل الإشارات."
البروفيسور دومينيكو براتيتش
