نهج جديد قد ينقذ خلايا الدماغ في الأمراض التنكسية العصبية
أظهرت دراسة جديدة أجريت على الخلايا البشرية والفئران أن أمراض التنكس العصبي ، مثل داء الزهايمر وهنتنغتون ، تشترك في آلية تلف خلايا الدماغ التي يمكن أن تقدم هدفًا جديدًا للعلاج.
حديثا علم الأعصاب الطبيعي تصف الدراسة كيف اكتشف الباحثون الآلية وكيف تؤدي إلى موت الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية.
"لقد حددنا طريقة جديدة محتملة لتقليل موت الخلايا العصبية في عدد من الأمراض التي تتميز بمثل هذه الخسائر" ، كما تقول مؤلفة الدراسة الكبيرة داريا موشلي روزين ، دكتوراه ، أستاذة الكيمياء وبيولوجيا الأنظمة في كلية جامعة ستانفورد الطب في كاليفورنيا.
تتضمن الآلية الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية ، وهما نوعان من الخلايا يساعدان عادةً في حماية الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية.
الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية هي خلايا دبقية ، وهي نوع من الخلايا اعتبرها العلماء ذات يوم "غراء الجهاز العصبي".
ومع ذلك ، لم يعد هذا هو الحال ، حيث يكتشف الباحثون بشكل متزايد أن الخلايا الدبقية تلعب أدوارًا حيوية في نمو الدماغ ووظيفته.
من بين الوظائف العديدة التي تقوم بها الخلايا النجمية هي تحديد عدد ومواقع الروابط التي تقوم بها الخلايا العصبية مع بعضها البعض. تطلق هذه الخلايا الدبقية أيضًا مواد كيميائية مختلفة ، مثل عوامل النمو والمواد الأساسية لعملية التمثيل الغذائي.
وفي الوقت نفسه ، تراقب الخلايا الدبقية الصغيرة علامات إصابة الأنسجة وتزيل العوامل التي قد تسببها ، بما في ذلك مسببات الأمراض وشظايا أو حطام الخلايا العصبية.
الخلايا الدبقية ومرض التنكس العصبي
يعد تراكم البروتينات السامة داخل خلايا الدماغ الآن سمة مميزة معروفة للأمراض التنكسية العصبية ، مثل مرض الزهايمر وهنتنغتون والتصلب الجانبي الضموري (ALS).
يمنع تراكم البروتين السام الخلايا العصبية من العمل بشكل صحيح ويؤدي في النهاية إلى موتها.
يصف المؤلفون أيضًا في ورقة الدراسة الخاصة بهم سمة أخرى أقل شهرة للأمراض التنكسية العصبية. هذه الميزة هي تنشيط الخلايا الدبقية "إلى حالة تؤدي إلى زيادة إفراز العوامل المسببة للالتهابات."
يؤدي تنشيط الخلايا الدبقية هذا بدوره إلى سلسلة من العمليات التي تتلف الخلايا العصبية أيضًا. يطلق العلماء على هذه المجموعة من الآليات اسم "التهاب الأعصاب".
افترض الباحثون أن سبب الالتهاب العصبي بالخلايا الدبقية كان وجود حطام من الخلايا العصبية.
أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات ، على سبيل المثال ، أنه بعد إصابة الدماغ ، يمكن للخلايا الدبقية الصغيرة تنشيط الخلايا النجمية إلى حالة تسمى A1 وتسبب مزيدًا من الضرر والموت للخلايا العصبية.
ومع ذلك ، كان الدافع وراء هذه الآلية غير واضح ، وكذلك ما إذا كانت هناك مركبات يمكنها إيقاف الخلايا النجمية من الدخول إلى حالة A1 مفرطة النشاط. هذه هي الأسئلة التي سعت الدراسة الجديدة إلى معالجتها.
الميتوكوندريا وسلوكهم غير المتوقع
في فحص الخلايا الدبقية الصغيرة ، أظهر الباحثون أن الحلقة المفرغة المؤذية للالتهاب يمكن أن تتطور أيضًا عندما لا توجد أجزاء من الخلايا العصبية للتخلص منها. لذلك ، ذهبوا بحثًا عن الزناد. وجدوا ذلك في شكل غريب من سلوك الميتوكوندريا.
الميتوكوندريا هي وحدات طاقة صغيرة داخل الخلايا تنتج الطاقة للخلايا لصنع البروتينات والقيام بوظائفها المختلفة. يمكن أن تحتوي الخلية النموذجية على آلاف الميتوكوندريا.
ما اكتشفه الفريق ، ولدهشتهم ، هو أن مكونات الخلايا الدقيقة هذه تبدو قادرة على إرسال إشارات الموت بين الخلايا.
الميتوكوندريا في حالة ديناميكية مستمرة لتغيير الحجم والشكل والموقع داخل الخلايا. إنهم يتشظون ويعيدون التجمع في عملية الانشطار والاندماج المستمر ، ويمكن أن يحدد التوازن بين هاتين العمليتين مدى جودة عمل الميتوكوندريا داخل الخلايا.
يتسبب الاندماج المفرط في فقدان الميتوكوندريا رشاقتها ؛ الكثير من الانشطار ، وتصبح مجزأة للغاية لتعمل.
يبدو أن البروتينات السامة وراء مرض التنكس العصبي يمكن أن تحفز فرط النشاط في Drp1 ، وهو إنزيم ضروري للحفاظ على توازن الانشطار والاندماج في الميتوكوندريا.
في دراسات سابقة ، وجدت Mochly-Rosen وفريقها أن العلاج بالببتيد ، أو البروتين الصغير P110 ، يمكن أن يقلل من انشطار الميتوكوندريا وما يترتب على ذلك من تلف الخلايا الذي يسببه Drp1 مفرط النشاط.
انخفاض الالتهاب وموت الخلايا العصبية
في الدراسة الجديدة ، وجد الباحثون أن علاج الفئران على مدى عدة أشهر بـ P110 قلل من نشاط الخلايا الدبقية الصغيرة والنجومية والالتهابات في أدمغة الحيوانات.
في تجارب أخرى باستخدام الخلايا المستنبتة ، وجد الفريق أن كلًا من الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية يمكن أن تطرد الميتوكوندريا التالفة إلى محيطها وأن هذه يمكن أن تتلف الخلايا العصبية وتقتلها. أظهرت هذه التجارب أيضًا أن P110 يمكنه منع ذلك.
أظهرت الدراسات الحديثة أن الخلايا السليمة يمكنها أيضًا طرد الميتوكوندريا ، وأن هذا لا يسبب ضررًا. ومع ذلك ، فإن الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية الملتهبة كانت تطرد الميتوكوندريا التالفة ، والتي كانت قاتلة للخلايا العصبية القريبة.
وجد الفريق أن P110 كان قادرًا على منع تجزئة الميتوكوندريا داخل الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية بما يكفي لتقليل موت الخلايا العصبية بشكل كبير.
يواصل الباحثون الآن تحقيقاتهم لمعرفة كيف تؤدي الميتوكوندريا التالفة التي تُطرد من الخلايا الدبقية إلى موت الخلايا العصبية.
