دستاورد جدید دانشمندان هاروارد در مورد زوال عقل

یافته های جدید بینشی را در مورد زیست شناسی اساسی دمانس فرونتوتمپورال که یک اختلال تخریب کننده عصبی است و توسط یک جهش ژنتیکی خاص ایجاد می شود، ارائه می دهد.

به گزارش تکناک، محققان متوجه شدند که شکل ژنتیکی زوال عقل فرونتومپورال با تجمع غیرطبیعی لیپید در مغز مرتبط است که این موضوع ناشی از اختلال در متابولیسم سلولی است.

این تحقیق یک جزء اساسی از فرآیندی را نشان می‌دهد که منجر به زوال عقل فرونتومپورال می‌شود و نتایج به دست آمده ممکن است به توسعه درمان‌های هدفمند کمک کنند.

حدود 55 میلیون نفر در سراسر جهان به زوال عقل مبتلا هستند.این بیماری از گروهی از تخریب کننده های سیستم عصبی تشکیل شده که باعث از دست دادن حافظه و اختلالات شناختی می شود.

علیرغم شیوع گسترده آن،درمان‌های مفید برای این بیماری خیلی کم هستند.علت این موضوع تا حدی به این موضوع برمی گردد که محققان هنوز از علل دقیق مولکولی و سلولی زوال عقل مطمئن نیستند.

محققان دانشکده پزشکی هاروارد و دانشکده بهداشت عمومی هاروارد ،گروهی را رهبری می کنند که در درک مکانیسم نوعی از زوال عقل که در اوایل زندگی رخ می دهد تحقیق می کنند.

محققان متوجه شدند که شکل ژنتیکی زوال عقل فرونتوتمپورال (FTD) به تجمع برخی لیپیدها در مغز مرتبط است و این تجمع به دلیل کمبود پروتئینی است که متابولیسم سلولی را مختل می کند. این یافته ها اخیرا در مجله Nature Communications منتشر شده است.

این یافته‌ها که مبتنی بر  انجام آزمایش‌هایی در مدل‌های حیوانی و سلول‌های مغز انسان است، بینش جدیدی در مورد FTD ارائه می‌کند که ممکن است توسعه درمان‌های جدید را هدایت کند. به گفته محققان، علاوه بر این،این یافته‌ها مکانیسم اختلال متابولیک را نیز نشان می‌دهند که ممکن است در تخریب های عصبی دیگر نیز مهم باشند.

جعبه سیاه

انواع مختلفی از زوال عقل وجود دارد که هر کدام دارای ژنتیک پیچیده ای هستند که جهش های مختلفی را شامل می شوند. FTD که با از دست دادن سلول های پیشانی و لوب گیجگاهی مغز مشخص می شود، 5 تا 10 درصد موارد زوال عقل را تشکیل می دهد.این بیماری اغلب در بیماران بین 45 تا 65 سال تشخیص داده می شود و بنظر می رسد وراثت های ژنتیکی خانوادگی نیز موثر باشند. در حدود 15 درصد مواقع، FTD با یک جهش خاص در ژن GRN مرتبط است که باعث می شود سلول های مغز تولید پروتئینی به نام پروگرانولین را متوقف کنند.

مطالعات قبلی پروگرانولین را با بخش‌هایی از سلول به نام لیزوزوم مرتبط کرده‌اند که مسئول پاکسازی و سایر فعالیت‌های متابولیکی در سلول‌ها هستند.نویسنده ارشد وید هارپر، پروفسور برت و ناتالی والی در بخش آسیب شناسی مولکولی در بخش زیست شناسی سلولی در موسسه Blavatnik در HMS گفت: عملکرد پروتئین، از جمله نقش آن در لیزوزوم، به نوعی مثل یک راز باقی مانده است.

هارپر در این مطالعه با توبیاس والتر و رابرت فارس جونیور که استاد بیولوژی سلولی در HMS و استاد متابولیسم مولکولی در مدرسه هاروارد بودند، و همچنین نویسندگان اصلی سباستین بولاند، همکاری کرد.

محققان در ابتدا متوجه شدند که خطوط سلولی انسان و مغز موش با کمبود پروگرانولین، و همچنین سلول‌های مغزی بیماران مبتلا به FTD، دارای انباشتگی گانگلیوزیدها هستند که لیپیدهایی هستند که معمولاً در سراسر سیستم عصبی یافت می‌شوند.

در مرحله بعد،این تیم تحقیقاتی از فناوری جدید توسعه یافته برای تصفیه لیزوزوم ها  به منظور تجزیه و تحلیل نوع و مقدار پروتئین ها و لیپیدهای موجود در آنها استفاده کرد. با استفاده از این روش، دانشمندان متوجه شدند که لیزوزوم‌های موجود در این سلول‌ها و بافت‌های مغز مبتلا به FTD سطوح پروگرانولین و همچنین سطوح پایین‌تر از حد نرمال لیپیدی به نام BMP را کاهش می‌دهند که برای تجزیه گانگلیوزیدها، لیپیدها معمولاً لازم است و در سیستم عصبی مرکزی یافت می شود. با این حال، زمانی که محققان BMP را به سلول‌ها اضافه کردند، مشاهده کردند که این سلول‌ها میزان بسیار پایین‌تری از گانگلیوزیدها را انباشته می‌کنند.

در مجموع،این یافته‌ها نشان می‌دهند که پروگرانولین در لیزوزوم‌ها به حفظ سطح BMP مورد نیاز برای جلوگیری از تجمع گانگلیوزیدها در سلول‌های مغزی کمک می‌کند.این تجمع ممکن است به درمان FTD کمک کند.

Farese گفت: ما نقش پروگرانولین را در حمایت از تجزیه مناسب گانگلیوزیدها در حالی که نشان می‌دهیم که ممکن است بتوان مشکل را اصلاح کرد، کشف کرده‌ایم.

والتر افزود: محققان در حال حاضر روی درمان‌هایی کار می‌کنند که شامل دادن منبع پروگرانولین به بیماران است و نتایج ما با این رویکرد که به طور بالقوه از نظر درمانی مفید است، سازگار است. او گفت، علاوه بر این، ممکن است بتوان درمان هایی را توسعه داد که بر جایگزینی BMP به جای پروگرانولین تمرکز می کنند بنابراین بخش متفاوتی از مکانیسم را هدف قرار دهند.

محققان همچنین فکر می‌کنند که مکانیسم مشابه مبتنی بر لیزوزوم می‌تواند برای بیماری‌های عصبی فراتر از FTD مرتبط باشد،این ایده‌ به گفته آنها به سرعت در این زمینه در حال گسترش است.

هارپر گفت: لیزوزوم ممکن است یکی از ویژگی های کلیدی بسیاری از انواع بیماری های عصبی باشد،اما این بیماری ها احتمالاً همه به روش های مختلف با لیزوزوم ارتباط دارند. برای مثال، دانشمندان قبلاً می‌دانستند که پروتئینی که در شکل ژنتیکی بیماری پارکینسون نقش دارد، جنبه‌های عملکرد لیزوزومی را کنترل می‌کند. Farese اضافه کرد که برای درک دقیق چگونگی تعامل لیپیدها و پروتئین های مختلف با لیزوزوم ها در زمینه بیماری های نورودژنراتیو مختلف، به تحقیقات بیشتری نیاز است.

درحال حاضر، محققان در حال مطالعه روی چندین ژن مرتبط با عملکرد لیزوزومی،از جمله ژن‌های مرتبط با بیماری‌های ذخیره‌سازی لیزوزومی، برای یافتن ارتباط بین آنها هستند.سوال اصلی باقی مانده این است که چگونه پروگرانولین سطوح BMP را در مغز افزایش می دهد.برای توضیح بیشتر مراحل مکانیسمی که تیم تحقیقاتی کشف کرد و توضیح اینکه چگونه تجمع لیپید به زوال شناختی تبدیل می شود، به مطالعات بیشتری نیاز است.

والتر گفت: این مطالعه قدرت همکاری و پیروی از علم را نشان می دهد.با استفاده از ابزارهای مناسب و پرسیدن سوالات دقیق و درست، گاهی اوقات می توانید چیزهایی را که غیرمنتظره هستند کشف کنید.