مرض الزهايمر: كيف يعطل تاو خلايا الدماغ؟
اكتشف العلماء آلية غير معروفة من قبل يقوم فيها بروتين تاو ، المتورط في مرض الزهايمر ، بإتلاف خلايا الدماغ عن طريق التدخل في اتصالاتها الداخلية.
يلقي هذا الاكتشاف الضوء على أصول هذا السبب الأكثر شيوعًا للخرف ، والذي تتمثل سمة مميزة له في تراكم خيوط بروتين تاو المتشابكة في الدماغ.
يمكن أن يؤدي الاكتشاف أيضًا إلى علاجات جديدة لمرض الزهايمر والأمراض الأخرى التي تدمر أنسجة المخ تدريجيًا ، كما خلص الباحثون في ورقة بحثية حول عملهم تظهر الآن في المجلة عصبون.
قاد علماء من مستشفى ماساتشوستس العام (MGH) في تشارلزتاون وكلية جونز هوبكنز للطب في بالتيمور ، الدراسة ، التي بدأت في التحقيق في كيفية مساهمة بروتين تاو في تلف خلايا الدماغ.
لا يختفي مرض الزهايمر بل يزداد سوءًا بمرور الوقت. إنه سادس أكثر أسباب الوفاة شيوعًا بين البالغين في الولايات المتحدة ، حيث يُقدر أن ما يقرب من 5.7 مليون شخص يعانون من هذا المرض.
لا تزال الأسباب الدقيقة لمرض الزهايمر غير معروفة
ما الذي يسبب مرض الزهايمر وأشكال الخرف الأخرى بالضبط لا يزال لغزًا للعلم. تشير الدلائل إلى أن مزيجًا من البيئة والجينات ونمط الحياة متورط ، مع عوامل مختلفة لها مقادير مختلفة من التأثير في الأشخاص المختلفين.
لا تظهر الأعراض في معظم حالات مرض الزهايمر حتى يبلغ الأشخاص الستينيات من العمر أو أكبر. يزداد خطر الإصابة بالمرض بسرعة مع تقدم العمر بعد ذلك.
كشفت دراسات الدماغ للأشخاص المصابين بالمرض - جنبًا إلى جنب مع تحليلات أنسجة المخ بعد الوفاة - الكثير عن كيفية تغير مرض الزهايمر وإلحاق الضرر به.
تشمل "التغيرات المرتبطة بالعمر" ما يلي: انكماش في بعض مناطق الدماغ. تكوين جزيئات غير مستقرة وقصيرة العمر تعرف بالجذور الحرة ؛ وتعطيل إنتاج الطاقة الخلوية.
يمتلك دماغ الشخص المصاب بمرض الزهايمر أيضًا سمتين مميزتين: لويحات بروتين أميلويد التي تتشكل بين الخلايا ، وتشابكات بروتين تاو التي تتشكل داخل الخلايا. الدراسة الأخيرة تتعلق بالأخير.
التغييرات في سلوك تاو
تمتلك خلايا الدماغ ، أو الخلايا العصبية ، هياكل داخلية تُعرف باسم الأنابيب الدقيقة التي تدعم الخلية ووظائفها. إنها مكونات خلية نشطة للغاية تساعد في نقل المواد من جسم الخلية إلى الأجزاء التي تربطها بالخلايا الأخرى.
في خلايا الدماغ السليمة ، عادة ما "يرتبط بروتين تاو بالأنابيب الدقيقة ويعمل على استقرارها". لكن تاو يتصرف بشكل مختلف في مرض الزهايمر.
التغييرات في كيمياء الدماغ تجعل جزيئات بروتين تاو تخرج من الأنابيب الدقيقة وتلتصق ببعضها البعض بدلاً من ذلك.
في النهاية ، تشكل جزيئات تاو المنفصلة خيوطًا طويلة ، أو تشابكات ليفية عصبية ، تعطل قدرة خلايا الدماغ على التواصل مع الخلايا الأخرى.
تقدم الدراسة الجديدة إمكانية أن يعطل تاو ، في مرض الزهايمر ، آلية أخرى تتضمن التواصل بين نواة خلية الدماغ وجسمها.
التواصل مع نواة الخلية
تتواصل نواة الخلية مع بقية الخلية باستخدام هياكل تسمى المسام النووية ، والتي تضم أكثر من 400 بروتين مختلف وتتحكم في حركة الجزيئات.
أشارت الدراسات التي أجريت على أسباب التصلب الجانبي الضموري ، والجبهي الصدغي ، وأنواع أخرى من الخرف إلى أن العيوب في هذه المسام النووية متورطة بطريقة ما.
كشفت الدراسة الحديثة أن الخلايا البشرية والحيوانية المصابة بمرض الزهايمر بها مسام نواة معيبة ، وأن هذا الخطأ مرتبط بتراكم تاو في خلايا الدماغ.
"في ظل ظروف المرض" ، يشرح المؤلف المشارك للدراسة برادلي تي هايمان ، مدير وحدة مرض الزهايمر في MGH ، "يبدو أن تاو يتفاعل مع المسام النووية ويغير خصائصه".
اكتشف هو وزملاؤه أن وجود تاو يعطل البنية المنظمة للمسام النووية التي تحتوي على البروتين الهيكلي الرئيسي Nup98. في خلايا مرض الزهايمر ، كان هناك عدد أقل من هذه المسام وتلك الموجودة تميل إلى التصاق بعضها ببعض.
"خطأ" Nup98
كما لاحظوا تغيرًا غريبًا آخر يشمل Nup98 داخل خلايا دماغ مرض الزهايمر. في الخلايا ذات tau المتجمعة ، تم "تحديد موقع Nup98 بشكل خاطئ" بدلاً من البقاء في المسام النووي.
وكشفوا أن هذه الميزة كانت أكثر تضخمًا في أنسجة دماغ الأشخاص الذين ماتوا بأشكال أكثر خطورة من مرض الزهايمر.
أخيرًا ، عندما أضافوا تاو بشريًا إلى الثقافات الحية لخلايا دماغ القوارض ، وجد الباحثون أنه تسبب في خطأ تحديد موقع Nup98 في جسم الخلية وتعطيل نقل الجزيئات إلى النواة.
كان هذا دليلًا على وجود "صلة وظيفية" بين وجود بروتين تاو والأضرار التي لحقت بآلية النقل النووي.
ومع ذلك ، لاحظ المؤلفون أنه ليس من الواضح ما إذا كان تفاعل Nup98-tau الذي تم الكشف عنه في الدراسة يحدث فقط بسبب المرض أو ما إذا كان آلية طبيعية تتصرف بطريقة متطرفة في ظل ظروف المرض.
يستنتجون:
"مجتمعة ، توفر بياناتنا آلية غير تقليدية للتنكس العصبي الناجم عن تاو."
