كيفية عكس فقدان الذاكرة في أدمغة الشيخوخة

تقدم الأبحاث الجديدة من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا رؤى مثيرة حول كيفية عكس فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر.

إمكانية عكس فقدان الذاكرة في أدمغة الشيخوخة

قد لا تكون مشاكل الذاكرة جزءًا لا مفر منه من التقدم في السن. كشفت نتائج جديدة من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا أن فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر ينبع من تغيرات جزيئية محددة في الدماغ، وأن ضبط هذه العمليات يمكن أن يساعد في استعادة وظيفة الذاكرة.

دراسات حول تحسين الذاكرة لدى الفئران

في دراستين متكاملتين، استخدم تيموثي جاروم، الأستاذ المشارك في كلية علوم الحيوان بكلية الزراعة وعلوم الحياة، وطلابه الخريجين أدوات متقدمة لتحرير الجينات لاستهداف هذه التغييرات الجزيئية وتحسين أداء الذاكرة لدى الفئران الأكبر سنا. تُستخدم الفئران عادةً كنماذج لفهم كيفية تراجع الذاكرة مع تقدم العمر.

وقال جاروم، الذي يعمل أيضًا في كلية علم الأعصاب: “يؤثر فقدان الذاكرة على أكثر من ثلث الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 70 عامًا، وهو عامل خطر رئيسي لمرض الزهايمر”. “يظهر هذا العمل أن تراجع الذاكرة يرتبط بتغيرات جزيئية محددة يمكن استهدافها ودراستها. إذا تمكنا من فهم ما يدفعها على المستوى الجزيئي، فيمكننا أن نبدأ في فهم الأخطاء التي تحدث في الخرف، وفي نهاية المطاف استخدام هذه المعرفة لتوجيه أساليب جديدة للعلاج.”

ضبط مسارات الذاكرة في الحصين واللوزة الدماغية

في الدراسة الأولى التي نشرت في علم الأعصاب وبقيادة جارومي وطالب الدكتوراه Yeeun Bae، قام الباحثون بالتحقيق في عملية جزيئية تسمى K63 polyubiquitination. تعمل هذه العملية كنظام وضع العلامات الذي يوجه البروتينات داخل خلايا الدماغ حول كيفية التصرف. وعندما يعمل بشكل صحيح، فإنه يساعد الخلايا العصبية على التواصل بشكل فعال وتكوين الذكريات.

واكتشف الباحثون أن الشيخوخة تغير هذه العملية في منطقتين مهمتين في الدماغ. في الحصين، المسؤول عن تكوين واسترجاع الذكريات، ترتفع مستويات تعدد التوضع K63 مع تقدم العمر. وباستخدام نظام تحرير الجينات المسمى CRISPR-dCas13، خفض الفريق هذه المستويات ولاحظ تحسن الذاكرة لدى الفئران الأكبر سنا.

في المقابل، في اللوزة الدماغية – وهي منطقة مهمة للذاكرة العاطفية – يتناقص تعدد التوضع K63 مع تقدم العمر. وعندما قلل الباحثون من هذا النشاط، تحسن أداء الذاكرة أيضًا.

وأوضح جاروم: “تكشف هذه النتائج مجتمعة عن الوظائف المهمة لتعدد تواجد K63 في عملية شيخوخة الدماغ”. “في كلا المنطقتين، ساعد تعديل هذه العملية الجزيئية على تحسين الذاكرة.”

إعادة تنشيط الجين الخامل لتحسين الذاكرة

الدراسة الثانية نشرت في نشرة أبحاث الدماغ وبقيادة جارومي وطالبة الدكتوراه شانون كينكيد، ركزوا على IGF2، وهو جين عامل النمو المعروف بدعم تكوين الذاكرة. مع تقدم الدماغ في السن، يتناقص نشاط IGF2 حيث يتم إسكات الجين كيميائيًا داخل الحصين.

وقال جاروم: “IGF2 هو واحد من عدد صغير من الجينات في حمضنا النووي الذي تم طبعه، مما يعني أنه يتم التعبير عنه من نسخة أبوية واحدة فقط”. “عندما تبدأ هذه النسخة في التوقف مع التقدم في السن، فإنك تفقد فائدتها.”

ووجد الفريق أن هذا الإسكات يحدث من خلال مثيلة الحمض النووي، وهي عملية طبيعية تضيف علامات كيميائية إلى الحمض النووي، مما يؤدي إلى إيقاف عمل الجين. وباستخدام نظام تحرير الجينات CRISPR-dCas9، قاموا بإزالة هذه العلامات وأعادوا تنشيط IGF2 بنجاح. وأظهرت الفئران الأكبر سنا تحسنا ملحوظا في الذاكرة بمجرد إعادة تشغيل الجين.

وقال جاروم: “لقد قمنا بشكل أساسي بإعادة تشغيل الجين”. “عندما فعلنا ذلك، كان أداء الحيوانات الأكبر سنًا أفضل بكثير. ولم تتأثر الحيوانات في منتصف العمر التي لم تكن تعاني من مشاكل في الذاكرة بعد، مما يخبرنا أن التوقيت مهم. عليك التدخل عندما تبدأ الأمور في التدهور”.

تؤثر الأنظمة الجزيئية المتعددة على شيخوخة الدماغ

تكشف هذه الدراسات معًا أن فقدان الذاكرة أثناء الشيخوخة لا ينجم عن سبب واحد. وبدلا من ذلك، فإنه ينطوي على العديد من الأنظمة الجزيئية التي تتغير مع مرور الوقت.

وقال جاروم: “نحن نميل إلى النظر إلى جزيء واحد في كل مرة، ولكن الحقيقة هي أن أشياء كثيرة تحدث في وقت واحد”. “إذا أردنا أن نفهم سبب تراجع الذاكرة مع تقدم العمر أو سبب إصابتنا بمرض الزهايمر، علينا أن ننظر إلى الصورة الأوسع.”

البحث التعاوني بقيادة العلماء الخريجين

تم تنفيذ كلا المشروعين من قبل باحثين متخرجين في مختبر جارومي، وتم تنفيذهما بالتعاون مع متعاونين من جامعة روزاليند فرانكلين، وجامعة إنديانا، وولاية بنسلفانيا. قاد Yeeun Bae دراسة تعدد التواجد K63، بينما قاد Shannon Kincaid مشروع IGF2.

وقال جاروم: “تمثل هذه المشاريع نوع البحث التعاوني الذي يقوده الخريجون والذي يحدد عملنا”. “يشارك طلابنا بعمق في تصميم التجارب، وتحليل البيانات، والمساعدة في صياغة الأسئلة العلمية التي نسعى إلى تحقيقها.”

تم تمويل البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة والاتحاد الأمريكي لأبحاث الشيخوخة.

وأضاف جاروم: “يعاني كل شخص من بعض التراجع في الذاكرة مع تقدمه في السن”. “ولكن عندما يصبح الأمر غير طبيعي، يرتفع خطر الإصابة بمرض الزهايمر. ما نتعلمه هو أن بعض تلك التغييرات التي تحدث على المستوى الجزيئي يمكن تصحيحها – وهذا يمنحنا طريقًا للأمام نحو علاجات محتملة.”

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تفتح هذه الاكتشافات آفاقًا جديدة لفهم وعلاج فقدان الذاكرة في الشيخوخة.