اكتشاف مفتاح البقاء داخل خلايا الدماغ

في عالم الخلايا العصبية، يكشف العلماء عن مفاتيح جديدة لفهم كيفية بقاء هذه الخلايا حية وكيف يمكن أن تؤثر على علاج الأمراض العصبية.

مفتاح البقاء داخل خلايا الدماغ

يمكن لمعظم الخلايا في جسم الإنسان أن تستبدل نفسها بعد تعرضها للتلف. الخلايا العصبية، وهي الخلايا التي تزود الجهاز العصبي بالطاقة، عادة لا تستطيع القيام بذلك. بمجرد إصابتها، نادرًا ما تنتج بدائل صحية.

في أعقاب أحداث مثل السكتات الدماغية أو الارتجاجات أو أمراض التنكس العصبي، تكون الخلايا العصبية ومحاورها أكثر عرضة للتدهور بدلاً من إصلاح نفسها. المحاور هي امتدادات طويلة تشبه الألياف وتحمل الإشارات الكهربائية عبر الدماغ والجهاز العصبي، ويلعب فقدانها دورًا رئيسيًا في التدهور العصبي.

طريقة جديدة للتفكير في التنكس العصبي

كشف باحثون في جامعة ميشيغان عن نتائج تتحدى الافتراضات القديمة حول سبب انهيار الخلايا العصبية. يقترح عملهم استراتيجيات جديدة يمكن أن تساعد في يوم من الأيام في حماية المرضى من الضرر العصبي التدريجي.

نشرت في المجلة الأيض الجزيئي، قد تساعد الدراسة أيضًا في تفسير الحالات النادرة التي يتمكن فيها الدماغ من التعافي بعد الإصابة. ويقول الباحثون إن هذا المنظور الجديد يمكن أن يفتح الأبواب أمام علاجات مستقبلية مصممة لدعم الاستجابات الوقائية للدماغ.

كيف يشكل استقلاب السكر مرونة الخلايا العصبية

وباستخدام نموذج راسخ لذبابة الفاكهة، اكتشف فريق البحث أن مقاومة الخلايا العصبية للانحلال ترتبط ارتباطًا وثيقًا بكيفية معالجة السكر. بمعنى آخر، يلعب التمثيل الغذائي دورًا مركزيًا في تحديد ما إذا كانت الخلايا العصبية تضعف أو تصمد.

تم دعم البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة، ومؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية، ومؤسسة ريتا ألين، وزمالة كلينجنشتاين في علوم الأعصاب.

وقالت المؤلفة الرئيسية مونيكا دوس، الأستاذة المساعدة في علم الأحياء الجزيئي والخلوي والتنموي في جامعة ميريلاند: “غالبًا ما يتغير التمثيل الغذائي في إصابات الدماغ وأمراض مثل مرض الزهايمر، لكننا لا نعرف ما إذا كان هذا سببًا أو نتيجة للمرض”.

“هنا وجدنا أن تقليل استقلاب السكر يدمر السلامة العصبية، ولكن إذا كانت الخلايا العصبية مصابة بالفعل، فإن نفس التلاعب يمكن أن ينشط برنامجًا وقائيًا بشكل استباقي. فبدلاً من الانهيار، تصمد المحاور لفترة أطول.”

البروتينات التي تستشعر الضرر وتتحكم في الانحطاط

حدد المؤلف الرئيسي تي جيه والر، وهو زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه، اثنين من البروتينات التي يبدو أنها تؤثر على مدة بقاء المحاور سليمة بعد الإصابة. أحد هذه البروتينات هو ثنائي الليوسين زيبر كيناز، أو DLK، الذي يعمل كجهاز استشعار لتلف الخلايا العصبية ويصبح نشطًا عندما يتعطل التمثيل الغذائي.

أما البروتين الثاني، SARM1 – وهو اختصار لـ Sterile Alpha وTIR Motif-containing 1 – فقد ارتبط منذ فترة طويلة بالتنكس العصبي. تظهر الدراسة أن نشاط SARM1 يرتبط ارتباطًا وثيقًا باستجابة DLK.

وقال دوس: “ما أدهشنا هو أن الاستجابة الوقائية للأعصاب تتغير اعتمادًا على الظروف الداخلية للخلية”. “الإشارات الأيضية تشكل ما إذا كانت الخلايا العصبية تمسك بالخط أو تبدأ في الانهيار.”

عندما تتحول الحماية إلى ضرر

في الحالات التي تظل فيها الخلايا العصبية والمحاور سليمة، يزداد نشاط DLK بينما يتم تقييد حركة SARM1. يبدو أن هذا المزيج يدعم الحماية على المدى القصير. ومع ذلك، وجد الباحثون أن هذا التوازن لا يدوم إلى أجل غير مسمى.

عندما يظل DLK نشطًا لفترات طويلة، يتغير دوره. يؤدي التنشيط المطول إلى تنكس عصبي تدريجي، مما يؤدي إلى عكس التأثيرات الوقائية السابقة وتسريع الضرر بمرور الوقت.

التحدي المتمثل في استهداف DLK في المرض

نظرًا لدورها المركزي، أصبحت DLK محورًا مهمًا لدراسة وعلاج الأمراض التنكسية العصبية. وأوضح والر أن طبيعته المزدوجة تجعل من الصعب استهدافه بأمان.

وقال والر: “إذا أردنا تأخير تطور المرض، فنحن نريد تثبيط جانبه السلبي”. “نريد أن نتأكد من أننا لا نمنع على الإطلاق الجانب الأكثر إيجابية الذي قد يساعد في الواقع على إبطاء المرض بشكل طبيعي.”

يظل العثور على طرق لإدارة التأثيرات المتعارضة لـ DLK يمثل تحديًا لم يتم حله. إن فهم كيفية تحول جزيئات مثل DLK بين الحالات الوقائية والضارة يمكن أن يكون له آثار كبيرة على علاج إصابات الدماغ وحالات التنكس العصبي.

وقال دوس وولر إن فهم هذه الآلية “يوفر منظورًا جديدًا للإصابة والمرض، وهو منظور يتجاوز مجرد منع الضرر إلى التركيز على ما يفعله النظام بالفعل لتعزيزه”.

المصدر: Health & Medicine News — ScienceDaily

هذا البحث يفتح آفاق جديدة لفهم كيفية حماية الدماغ من الأضرار، مما قد يؤدي إلى تطوير علاجات مبتكرة في المستقبل.