یک مطالعه اخیر وجود بیش از ۲۰۰ نوع مختلف پروتئینهای بدتاخورده را در مغز موشهای مسن نشان داده است که گمان میرود با زوال عقل، زوال شناختی مرتبط با پیری، مرتبط باشند.
به گزارش جماران به نقل از مجله پزشکی زوال شناختی در حوزههای مختلف حافظه، حتی در غیاب بیماریهای عصبی، از ویژگیهای رایج پیری است. با این حال، این زوال اجتنابناپذیر نیست؛ برخی از افراد حتی در سنین بالاتر نیز تواناییهای شناختی قابل مقایسه با بزرگسالان جوان را حفظ میکنند.
دانشمندان معتقدند که شناسایی ویژگیهای مولکولی که افراد دارای تابآوری شناختی حفظ میکنند، یا ویژگیهایی که در افراد مبتلا به اختلال شناختی تغییر میکنند، میتواند فرصتهایی را برای پیشگیری یا درمان زوال شناختی مرتبط با سن فراهم کند.
برای دههها، تحقیقات آلزایمر بر دو نوع اصلی پروتئین متمرکز بوده است: آمیلوئید بتا و تاو، که رسوبات چسبندهای تشکیل میدهند که میتوانند نورونها را از بین ببرند و بر عملکرد مغز تأثیر بگذارند.
اما یک مطالعه جدید توسط محققان دانشگاه جان هاپکینز این فرضیه را کاملاً برعکس میکند و نشان میدهد که این پروتئینها در میدان نبرد تنها نیستند.
استفن فرید، استادیار شیمی و پروتئومیکس در دانشگاه جان هاپکینز و از نویسندگان این مطالعه، گفت که آمیلوئیدها تودههایی از پروتئینهای بدتاخورده هستند که بزرگ، قابل مشاهده و به راحتی در زیر میکروسکوپ دیده میشوند، بنابراین طبیعی است که مورد توجه دانشمندان قرار گیرند.
وی افزود: "اما اکنون صدها پروتئین میبینیم که بدون تشکیل آمیلوئید، بدتاخورده میشوند، اما به نظر میرسد که به وضوح بر عملکرد مغز تأثیر میگذارند."
این مطالعه شامل تجزیه و تحلیل مغز ۱۷ موش دو ساله بود که همگی در شرایط یکسانی پرورش یافته بودند. هفت نفر از آنها در آزمونهای حافظه و حل مسئله عملکرد ضعیفی داشتند و دارای اختلال شناختی در نظر گرفته شدند، در حالی که ۱۰ نفر عملکردی قابل مقایسه با موشهای شش ماهه نشان دادند.
تیم تحقیقاتی بر هیپوکامپ، بخشی از مغز که مسئول حافظه و یادگیری فضایی است، تمرکز کرد و بیش از ۲۵۰۰ نوع پروتئین را ارزیابی کرد. برای اولین بار، دانشمندان توانستند بین پروتئینهایی که شکل طبیعی خود را حفظ کرده بودند و آنهایی که تحریف شده یا بدتاخورده بودند، تمایز قائل شوند.
این مطالعه نتایج قابل توجهی به همراه داشت: بیش از ۲۰۰ نوع پروتئین بد تاخورده در مغز موشهای مبتلا به اختلال شناختی شناسایی شد، در حالی که این پروتئینها در موشهای دارای تواناییهای ذهنی طبیعی دست نخورده باقی ماندند و این فرضیه را تقویت میکند که آنها با کاهش حافظه مرتبط با سن مرتبط هستند.
این مطالعه بیان میکند که پروتئینهای بد تاخورده - آنهایی که توانایی بازگشت به شکل طبیعی خود را پس از آسیب از دست میدهند - ارتباط نزدیکی با کاهش شناختی دارند.
پروتئینهای بد تاخورده، مولکولهای پروتئینی هستند که ساختار سهبعدی صحیحی را که آنها را قادر به انجام عملکردهای بیولوژیکی طبیعی خود میکند، به خود نمیگیرند. آنها اغلب در سلولها یا بافتها تجمع مییابند و باعث اختلال جدی سلولی میشوند. این پروتئینها با تعدادی از بیماریهای دژنراتیو و عصبی مانند آلزایمر، پارکینسون و هانتینگتون مرتبط هستند. تغییرات ساختاری
از دست دادن تاخوردگی صحیح پروتئین منجر به تشکیل تودههای نامحلول معروف به تودههای پروتئینی میشود که مانع فرآیندهای حیاتی سلولی میشوند و تعادل پروتئین را در داخل سلول مختل میکنند.
خطر در این واقعیت نهفته است که پس از تاخوردگی بد، این پروتئینها حتی پس از جداسازی از محیط سلولی بومی خود، قابل بازیابی نیستند. این امر آنها را از پروتئینهای قابل تا شدن مجدد که میتوانند تحت شرایط مناسب ساختار اصلی خود را بازیابی کنند، متمایز میکند.
عدم "بازگشت به حالت اولیه" چالش مهمی را برای دانشمندان در زمینههای زیستشناسی مولکولی و داروشناسی ایجاد میکند، به ویژه از آنجایی که این پروتئینها ممکن است نتیجه جهشهای ژنتیکی ظریف، شرایط محیطی استرسزا یا صرفاً نتیجه پیری باشند. این امر آنها را به یک نشانگر زیستی پیری سلولی و اختلال در سیستمهای کنترل کیفیت پروتئین تبدیل میکند که سلول برای حفظ پایداری ساختاری و عملکردی خود به آن متکی است.
این مطالعه نشان داد که این پروتئینها 2.7 برابر بیشتر احتمال دارد تغییرات ساختاری مرتبط با شناخت را نشان دهند. در میان پروتئینهایی که تغییرات ساختاری مرتبط با شناخت دارند، 14 مورد از 15 پروتئین دچار تاخوردگی نادرست بودند.
محققان گفتند که تغییرات ساختاری غیر کووالانسی در ساختار پروتئین ممکن است یک ویژگی رایج و علت زوال شناختی باشد. این توضیح با فقدان شواهد کافی برای نشان دادن اینکه تغییرات پس از ترجمه، مانند فسفوریلاسیون و اکسیداسیون، مسئول اکثر این تغییرات ساختاری شناسایی شده هستند، پشتیبانی میشود.
یافتهها نشان میدهد که تاخوردگی نادرست پروتئین حتی بدون تشکیل گرههای آمیلوئیدی که مدتها عامل آلزایمر شناخته میشدند، ممکن است مضر باشد و دریچهای جدید به سوی درک وسیعتر و پیچیدهتر از این بیماری میگشاید.
استیون فرید افزود: «ما مدتها فکر میکردیم که خطر فقط در پروتئینهایی نهفته است که تجمع یافته و تودههایی تشکیل میدهند، اما اکنون در حال کشف این هستیم که انواع زیادی از پروتئینها وجود دارند که میتوانند بدون مونتاژ، تاخوردگی نادرست داشته باشند و همچنان مشکلات واقعی ایجاد کنند.» در شرایط عادی، سلولها دارای یک مکانیسم نظارتی به نام «سیستم کیفیت پروتئین» هستند که پروتئینهای تاخوردگی نادرست را شناسایی و از بین میبرد. با این حال، این مطالعه نشان میدهد که برخی از این پروتئینها قادر به فرار از این سیستم دفاعی هستند و سوالات مهمی را در مورد چگونگی وقوع این اتفاق مطرح میکند.
محققان اذعان دارند که این مطالعه مشاهدهای است و مستقیماً رابطه علت و معلولی را اثبات نمیکند، و همچنین مکانیسم دقیقی را که این ساختارهای پروتئینی تغییر یافته از طریق آن شکل میگیرند یا حفظ میشوند، تعیین نمیکند. با این حال، ارتباط قوی بین پروتئینهای دارای تغییرات ساختاری مرتبط با شناخت و پروتئینهای بدتاخورده، شواهد غیرمستقیمی را ارائه میدهد که این ویژگیها از یک علت اساسی مشترک ناشی میشوند: تاخوردگی یا بدتاخوردگی پروتئین.
