منظم رئيسي يمكنه عكس شيخوخة الدماغ

اكتشاف مثير في جامعة نيو مكسيكو يربط بين جهاز المناعة وصحة الدماغ، حيث يلعب إنزيم OTULIN دورًا رئيسيًا في إنتاج بروتين تاو المرتبط بمرض الزهايمر.

اكتشاف منظم رئيسي لشيخوخة الدماغ

اكتشف علماء في جامعة نيو مكسيكو علاقة غير متوقعة بين جهاز المناعة وصحة الدماغ. تظهر أبحاثهم أن إنزيم OTULIN، المعروف بتنظيم النشاط المناعي، يلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في إنتاج بروتين تاو، وهو بروتين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمرض الزهايمر، وغيره من الاضطرابات التنكسية العصبية، والتهاب الدماغ، والشيخوخة.

تشير النتائج إلى أن بروتينًا واحدًا مرتبطًا بالمناعة قد يؤثر على العديد من العمليات المرتبطة بكيفية تدهور الدماغ بمرور الوقت.

إيقاف تشغيل OTULIN يوقف تاو السام

وفي دراسة نشرت في المجلة الطب النفسي الجينومي، وجد فريق البحث أن تعطيل OTULIN يوقف إنتاج تاو تمامًا ويزيل تاو الموجود من الخلايا العصبية. لقد حققوا ذلك إما باستخدام جزيء صغير مصمم خصيصًا أو عن طريق إزالة الجين المسؤول عن صنع أوتولين.

أجريت التجارب على نوعين من الخلايا البشرية. جاءت إحدى المجموعات من مريض توفي بسبب مرض الزهايمر المتقطع في وقت متأخر. والآخر جاء من خط شائع الاستخدام من خلايا الورم الأرومي العصبي البشري الذي يعمل كنموذج قياسي في أبحاث علم الأعصاب.

إمكانيات جديدة لعلاج مرض الزهايمر

يمكن أن يفتح هذا الاكتشاف آفاقًا جديدة لعلاج مرض الزهايمر وغيره من حالات التنكس العصبي، وفقًا لكارثيكيان تانغافيلو، وهو عالم كبير في مختبر كيران بهاسكار، وهو أستاذ في قسم الوراثة الجزيئية وعلم الأحياء الدقيقة في كلية الطب بجامعة نيو مكسيكو.

وقال تانغافيلو: “إن تاو المرضي هو العامل الرئيسي في كل من شيخوخة الدماغ وأمراض التنكس العصبي”. “إذا قمت بإيقاف تخليق تاو عن طريق استهداف الأوتولين في الخلايا العصبية، فيمكنك استعادة دماغ سليم ومنع شيخوخة الدماغ.”

من التنظيف الخلوي إلى التحكم في تاو

يوفر الجين الذي يشفر OTULIN (اختصار لـ “OTU deubiquitinase مع خصوصية الارتباط الخطي”) تعليمات لصنع بروتين يشارك في السيطرة على الالتهاب والبلعمة الذاتية. الالتهام الذاتي هو عملية تستخدمها الخلايا لإزالة البروتينات التالفة والنفايات الأخرى.

كان الباحثون في الأصل يدرسون الأوتولين لدوره في التنظيف الخلوي عندما اكتشفوا تأثيره غير المتوقع على إنتاج تاو. ووصف تانغافيلو النتائج بأنها “اكتشاف رائد من شأنه أن يساعد في حل لغز معقد في مختلف الأمراض العصبية وشيخوخة الدماغ”.

لماذا يهم تاو في مرض التنكس العصبي

في الظروف العادية، يساعد تاو على تثبيت الأنابيب الدقيقة التي تعطي الخلايا العصبية بنيتها. تنشأ المشاكل عندما يخضع بروتين تاو لعملية الفسفرة، وهو تعديل كيميائي يؤدي إلى تكوين كتل متشابكة داخل الخلايا العصبية. تعد هذه التشابكات الليفية العصبية سمة مميزة لمرض الزهايمر وأكثر من 20 اضطرابًا تنكسًا عصبيًا آخر، تُعرف مجتمعة باسم اعتلالات التاووباثي.

وبما أن العلاجات التي تستهدف لويحات بيتا أميلويد أظهرت فائدة سريرية محدودة، فقد حول الباحثون تركيزهم بشكل متزايد نحو تاو. لقد طور مختبر بهاسكار بالفعل (ويخطط لاختباره على المرضى) لقاحًا مصممًا لمنع تراكم بروتينات تاو السامة.

الخلايا العصبية تبقى على قيد الحياة بدون تاو

وكشفت الدراسة أيضًا عن نتيجة أخرى غير متوقعة. عندما تم تعطيل OTULIN واختفى تاو، لم تظهر على الخلايا العصبية أي علامات تلف أو إجهاد.

وقال تانغافيلو: “يمكن للخلايا العصبية أن تعيش بدون تاو”. “إنهم يبدون بصحة جيدة، حتى مع إزالة التاو.”

استكشاف OTULIN عبر أنواع خلايا الدماغ

أكد تانغافيلو أن الخلايا العصبية ليست سوى واحدة من أنواع الخلايا العديدة الموجودة في الدماغ. وتشمل الأخرى الخلايا النجمية، الخلايا الدبقية الصغيرة، الخلايا الدبقية قليلة التغصن والخلايا البطانية.

وقال “لقد اكتشفنا وظيفة أوتولين في الخلايا العصبية”. “نحن لا نعرف كيف يعمل OTULIN في أنواع الخلايا الأخرى في الدماغ. إذا لم يكن هناك OTULIN في الخلايا الدبقية الصغيرة، فقد يسبب ذلك التهابًا ذاتيًا. نحن نختبر OTULIN في أنواع مختلفة من خلايا الدماغ لتضييق نطاق OTULIN كهدف علاجي لمختلف أمراض خلايا الدماغ.”

منظم رئيسي محتمل لشيخوخة الدماغ

أدى قمع OTULIN إلى أكثر من مجرد إزالة تاو. ووجد الباحثون أنه عطل أيضًا إشارات الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) وغير نشاط العديد من الجينات.

وقال تانغافيلو: “نعتقد أن الأوتولين هو المنظم الرئيسي لشيخوخة الدماغ، لأن هذا البروتين ينظم استقلاب الحمض النووي الريبوزي”. “إن إزالة جين OTULIN يؤدي إلى تغيير عشرات الجينات، خاصة في المسار الالتهابي.”

ولإجراء البحث، استخدم الفريق تقنية كريسبر (التكرارات المتناوبة القصيرة المتجمعة بانتظام) وتحرير الجينات، وتحريض الخلايا الجذعية متعددة القدرات، وتسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) على نطاق واسع، وتصميم الأدوية الحسابية لإنشاء الجزيء الصغير الذي يمنع إنتاج OTULIN.

ماذا يعني هذا بالنسبة لأبحاث شيخوخة الدماغ المستقبلية

وفقًا لتانغافيلو، فإن الشيخوخة الطبيعية وأمراض التنكس العصبي تنطويان على خلل في التوازن بين تكوين البروتين وانهيار البروتين في الدماغ.

وقال “الأوتولين يمكن أن يكون منظما رئيسيا في خلق اختلال التوازن بين تخليق البروتين وتدهوره وقد يسبب شيخوخة الدماغ”.

ويقول الباحثون إن هذه النتائج تفتح الباب أمام العديد من خطوط التحقيق الجديدة.

“نحن نعمل على تطوير مشروع لدراسة دور الأوتولين في شيخوخة الدماغ. وهذه فرصة عظيمة لتطوير العديد من المشاريع لمزيد من الأبحاث لعكس شيخوخة الدماغ والحصول على دماغ سليم.”

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

هذه النتائج تفتح آفاقًا جديدة لعلاج شيخوخة الدماغ، مما يوفر فرصًا بحثية جديدة لفهم أفضل لعلاج الأمراض التنكسية.