قد يسبب "الكثير" من الكالسيوم في الدماغ مرض باركنسون
إن الرؤى المستمدة من دراسة جديدة - أجرتها جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة - حول دور الكالسيوم في آليات إشارات خلايا الدماغ تجعلنا أقرب إلى فهم أسباب مرض باركنسون.
يُعد وجود رواسب البروتين السامة ، أو أجسام ليوي ، داخل خلايا الدماغ علامة مميزة معروفة لمرض باركنسون.
تحتوي الترسبات على مجموعات من ألفا سينوكلين وبروتينات أخرى انثنت في الشكل الخطأ.
الدراسة الجديدة - نشرت الآن في المجلة اتصالات الطبيعة - يوضح أن الكالسيوم يؤثر على الطريقة التي يرتبط بها ألفا سينوكلين بالحويصلات المشبكية.
الحويصلات المشبكية عبارة عن أجزاء صغيرة في أطراف الأعصاب تحمل الناقلات العصبية ، أو الرسل الكيميائي ، التي تحمل الإشارات بين خلايا الدماغ.
يلاحظ المؤلف الأول المشارك الدكتور أمبرلي ستيفنز ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في علم الأعصاب الجزيئي بجامعة كامبريدج ، "هناك توازن دقيق ،" للكالسيوم وألفا سينوكلين في الخلية ، وعندما يكون هناك الكثير من واحد أو والآخر ، يميل التوازن ويبدأ التجمع ، مما يؤدي إلى مرض باركنسون ".
طبيعي مقابل غير طبيعي ألفا سينوكلين
يوجد في جميع أنحاء العالم أكثر من 10 ملايين شخص مصاب بمرض باركنسون ، بما في ذلك حوالي مليون شخص في الولايات المتحدة. في مرض باركنسون ، هناك تدمير تدريجي لخلايا الدماغ التي تنتج ناقلًا عصبيًا يسمى الدوبامين ، وهو أمر مهم للتحكم في الحركة.
لذلك ، مع تقدم المرض ، ستزداد الأعراض سوءًا مثل بطء الحركة ، والصلابة ، والرعشة ، وضعف التنسيق والتوازن.
كشفت دراسات حديثة أن مرض باركنسون يؤثر أيضًا على خلايا المخ التي لا تنتج الدوبامين ، مما قد يفسر سبب عدم ارتباط بعض الأعراض بالحركة.
على الرغم من أن المجموعات غير الطبيعية من alpha-synuclein - وهو بروتين صغير يحتوي فقط على 140 من الأحماض الأمينية - هو عنصر رئيسي في أجسام ليوي الموجودة في مرض باركنسون ، يبدو أن شكله الطبيعي ضروري لعدد من وظائف خلايا الدماغ.
ومع ذلك ، بصرف النظر عن معرفة أن البروتين يتفاعل بطريقة ما مع الحويصلات المشبكية لضمان النقل السلس للجزيئات عبر المشبك - أو الفجوة بين طرف العصب والخلية التالية - لا نعرف سوى القليل عن الآلية الكامنة.
يعمل Alpha-synuclein "مثل مستشعر الكالسيوم"
يشير كبير مؤلفي الدراسة الدكتور Gabriele Kaminski Schierle ، من قسم الهندسة الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية في جامعة كامبريدج ، إلى أن "Alpha-synuclein" هو بروتين صغير جدًا له بنية قليلة جدًا ، ويحتاج إلى التفاعل مع البروتينات الأخرى أو من أجل أن تصبح عملية ، مما جعل من الصعب دراستها ".
يعني التقدم في تقنية المجهر أنه يمكن للباحثين الآن ملاحظة ما يحدث داخل الخلايا.
استخدم الدكتور كامينسكي شيرل وزملاؤه "الفحص المجهري فائق الدقة" و "الحويصلات المشبكية المعزولة" لفحص السلوك التفصيلي لألفا سينوكلين.
ووجدوا أنه عندما يرتفع مستوى الكالسيوم في الخلية ، فإن ألفا سينوكلين يرتبط بالحويصلات في أكثر من نقطة واحدة ، مما يؤدي إلى تكتل الحويصلات.
يشرح المؤلف الأول المشارك الدكتور جانين لاوتينشلاغر ، الذي يعمل أيضًا في قسم الهندسة الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية ، "نعتقد" ، "أن ألفا سينوكلين يشبه تقريبًا مستشعر الكالسيوم".
وتتابع قائلة: "بوجود الكالسيوم ، فإنه يغير هيكله وكيفية تفاعله مع بيئته ، وهو أمر مهم جدًا على الأرجح لوظيفته الطبيعية."
توازن دقيق
يقترح المؤلفون أن التجمعات غير الطبيعية لألفا سينوكلين تتشكل عند اختلال التوازن الدقيق بين البروتين والكالسيوم. يقترحون عددًا من الأشياء التي قد تسبب مثل هذا الخلل ، مثل:
- التباطؤ المرتبط بالعمر في التخلص من البروتين الزائد
- مضاعفة إنتاج ألفا سينوكلين بسبب ازدواج الجينات
- مستويات عالية من الكالسيوم في خلايا الدماغ عرضة للإصابة بمرض باركنسون
- عدم القدرة على تخزين الكالسيوم بشكل فعال في الخلايا الحساسة لمرض باركنسون
وخلص الباحثون إلى أن الفهم الأكثر تفصيلاً لكيفية تصرف ألفا سينوكلين في كل من الصحة والمرض يجب أن يؤدي إلى عقاقير جديدة تشتد الحاجة إليها لمرض باركنسون.
كما أشاروا إلى أن الدواء الذي يمنع قناة الكالسيوم في أمراض القلب قد "يثبت أنه مرشح مهم للعمل ضد [مرض باركنسون] من خلال خفض حمل الكالسيوم داخل الخلايا."
"هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها تأثير الكالسيوم على طريقة تفاعل ألفا سينوكلين مع الحويصلات المشبكية."
د. جانين لوتينشلاغر
