يؤدي الالتهاب إلى تلف تاو في مرض الزهايمر

اكتشف العلماء آلية التهاب يبدو أنها تلعب دورًا رئيسيًا في تكوين بروتينات تاو السامة التي تميز مرض الزهايمر وأمراض الدماغ الأخرى.

توصل بحث جديد إلى أن الالتهاب مسؤول عن تلف بروتين تاو في مرض الزهايمر.

مرض الزهايمر هو السبب الأكثر شيوعًا للخرف لدى كبار السن. تشمل الأشكال الأخرى الخَرَف الوعائي وجسم ليوي والخرف الجبهي الصدغي (FTD).

تشير تقديرات المعهد الوطني للشيخوخة ، وهو أحد المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ، إلى أن أكثر من 5.5 مليون شخص في الولايات المتحدة يعانون من الخرف بسبب مرض الزهايمر.

تتضمن الآلية المكتشفة حديثًا مركبًا بروتينيًا يسمى الجسيم الالتهابي NLRP3.

كان بحث سابق قد حدد بالفعل الدور الحيوي للجزيء الكبير في تحفيز المواد الالتهابية من موقعه داخل الخلايا المناعية في الدماغ.

في الدراسة الجديدة ، قاد باحثون من المركز الألماني للأمراض التنكسية العصبية (DZNE) وجامعة بون ، وكلاهما في ألمانيا ، فريقًا دوليًا للتحقيق في الجراثيم الالتهابية NLRP3 في مرض الزهايمر و FTD.

قاموا باختبار عينات من الدماغ بعد الوفاة من أشخاص يعانون من FTD أو بدونه. كما استخدموا خلايا الدماغ والفئران المزروعة بسمات دماغية مميزة لمرض الزهايمر و FTD.

كان الباحث الرئيسي هو مايكل تي هينيكا ، الأستاذ في جامعة بون ومدير قسم الأمراض العصبية التنكسية وطب الشيخوخة.

البروفيسور هينيكا هو أيضًا مؤلف رئيسي لكتاب حديث طبيعة سجية ورقة حول النتائج الجديدة.

في هذه الورقة البحثية ، وصف هو وزملاؤه كيف يتحول بروتين تاو تحت تأثير عمليات الالتهاب من جهاز المناعة في الدماغ.

إحدى الوظائف التي تؤديها بروتينات تاو في الأدمغة السليمة هي المساعدة في تثبيت الهيكل العظمي للخلية العصبية أو الخلايا العصبية.

ومع ذلك ، في مرض الزهايمر و FTD ، تخضع بروتينات تاو لتغيرات كيميائية تجعلها تخرج من الهيكل العظمي للخلية وتلتصق ببعضها البعض بدلاً من ذلك. بدون استقرار ميكانيكي ، تموت الخلية في النهاية.

فرط الفسفرة

ما يجعل بروتينات تاو تنفصل عن سقالات الخلية وتلتصق ببعضها البعض هي عملية تسمى فرط الفسفرة التي تغير التركيب الكيميائي وسلوك جزيئات البروتين.

الفسفرة هي المنظم الرئيسي لنشاط البروتين في الخلايا. يتضمن إضافة وإزالة مجموعات الفوسفات (PO4) على جزيء البروتين.

يعني فرط الفسفرة أن جزيء البروتين مشبع بمجموعات فوسفات مضافة (PO4). في هذه الحالة ، يمكن للبروتين أن يتصرف بطريقة مختلفة تمامًا عن المعتاد.

كشفت النتائج الجديدة أن الجسيم الملتهب NLRP3 يحفز الإنزيمات التي تشبع بروتينات تاو بالفوسفات لدرجة أنها تنفصل عن الهيكل العظمي للخلية وتتشكل في كتل.

يقول البروفيسور هينيكا: "يبدو أن العمليات الالتهابية التي يتوسطها الجسيم الملتهب لها أهمية مركزية بالنسبة لمعظم ، إن لم يكن كل ، الأمراض العصبية التنكسية مع أمراض تاو".

يقترح الفريق أن الآلية ذات صلة خاصة بمرض الزهايمر. هناك سمتان مميزتان في مرض الزهايمر: لويحات سامة من بروتين بيتا اميلويد تتشكل بين خلايا الدماغ وتشابكات بروتين تاو المتكتل الذي يتشكل داخل الخلايا.

بالإضافة إلى ذلك ، تبدأ لويحات بيتا أميلويد في التكون خلال المراحل المبكرة من مرض الزهايمر ، قبل أن تبدأ بروتينات تاو في التكتل.

كان العمل السابق الذي قام به بعض الفريق قد ورط بالفعل أن NLRP3 الالتهاب هو محفز لتراكم بيتا أميلويد.

الرابط مفقود بين بيتا أميلويد وتاو

إن الجمع بين مجموعتي النتائج معًا يكشف عن أن الجسيم الملتهب NLRP3 هو عامل مشترك في تكوين لويحات بيتا أميلويد وتشابكات تاو.

يوضح البروفيسور هينيكا: "نتائجنا تدعم فرضية شلال الأميلويد لتطور مرض الزهايمر".

يتابع: "وفقًا لهذه الفرضية ، تؤدي رواسب [بيتا أميلويد] في النهاية إلى تطوير علم أمراض تاو وبالتالي إلى موت الخلايا".

يقترح أن الجسيم الملتهب هو "الحلقة المفقودة الحاسمة" التي تربط عمليات مرض بيتا أميلويد وتاو. ويعلق قائلاً: "إنها تمرر العصا ، إذا جاز التعبير".

يتصور الفريق أن هذه النتائج تؤدي إلى طرق جديدة لعلاج مرض الزهايمر و FTD من خلال استهداف عملية تحول تاو.

يعتقد البروفيسور هينيكا أنه من الممكن تطوير عقاقير تستهدف علم أمراض تاو عن طريق تغيير الاستجابة المناعية.

"مع تطور علم أمراض تاو ، تتدهور القدرات العقلية أكثر فأكثر. لذلك ، إذا أمكن احتواء علم أمراض تاو ، فستكون هذه خطوة مهمة نحو علاج أفضل ".

البروفيسور مايكل ت. هينيكا