ALS: كيف يمكن للبروتينات "السامة" حماية الخلايا العصبية

حقق الباحثون الآن في آليات بروتين يسمى SOD1 المعروف أنه يلعب دورًا في التصلب الجانبي الضموري ، وكشفوا عن بعض النتائج المدهشة.

يقترح الباحثون أن البروتينات التي يُعتقد أنها تدمر الخلايا العصبية لدى الأشخاص المصابين بالتصلب الجانبي الضموري قد يكون لها تأثير معاكس.

وجد العلماء أنه في حين أن التجمعات الصغيرة من SOD1 يمكن أن تسبب المرض العصبي ، فمن الممكن أن تساعد التجمعات الأكبر في الواقع على حماية الخلايا العصبية.

مؤلف الدراسة الرئيسي Cheng Zhu ، Ph.D. - من جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل (UNC-Chapel Hill) - أبلغ الزملاء مؤخرًا عن نتائجهم في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

التصلب الجانبي الضموري (ALS) ، المعروف أيضًا باسم مرض لو جيريج ، هو مرض تنكس عصبي يُقدر أنه يصيب حوالي 14000-15000 شخص في الولايات المتحدة.

في ALS ، تتدهور الخلايا العصبية الحركية - وهي الخلايا العصبية التي تتحكم في حركة العضلات الإرادية - تدريجيًا. مع تقدم المرض ، ستزداد الأعراض سوءًا ، ويفقد الأشخاص المصابون بهذه الحالة في النهاية قدرتهم على المشي والتحدث والتنفس.

لا يوجد علاج لمرض التصلب الجانبي الضموري ، ويموت غالبية الأشخاص المصابين بهذه الحالة نتيجة لفشل الجهاز التنفسي. يحدث هذا بشكل شائع في غضون 3-5 سنوات من ظهور الأعراض.

لا يزال السبب الدقيق لـ ALS غير واضح ، لكن الباحثين حددوا الطفرات في جين SOD1 كسبب محتمل.

أشارت الدراسات إلى أن هذه الطفرات تؤدي إلى إنتاج بروتينات SOD1 السامة ، وأن هذه تشكل تجمعات ليفية يمكنها تدمير الخلايا العصبية الحركية.

القواطع ، والألياف ، والخلايا العصبية

كما أوضح تشو وزملاؤه ، هناك نوعان من التكتلات الليفية المكونة من بروتينات SOD1: مجاميع صغيرة ، تتكون من عدد قليل فقط من بروتينات SOD1. والتجمعات الكبيرة ، أو الألياف ، التي تتكون من عدة بروتينات SOD1.

في دراسة سابقة ، وجد الفريق أن التكتلات الليفية المكونة من ثلاثة بروتينات SOD1 فقط - يشار إليها باسم "أدوات التشذيب" - يمكنها تدمير الخلايا الشبيهة بالخلايا العصبية الحركية. ومع ذلك ، فإن الأدلة على سمية الألياف الأكبر كانت متفرقة ، حيث فشلت العديد من الدراسات في إظهار أنها تسبب ضررًا للخلايا العصبية.

علاوة على ذلك ، يلاحظ الفريق أن الأدوية التي تم تطويرها لإزالة التكتلات الليفية الأكبر من الخلايا العصبية الحركية لم تُظهر نجاحًا في التجارب السريرية.

هذا يطرح السؤال: هل التجمعات الليفية أكبر هل حقا سبب موت الخلايا العصبية؟ لمعرفة الإجابة ، شرع Zhu وزملاؤه في مقارنة تأثيرات المقلمات والألياف الأكبر حجمًا على الخلايا العصبية - لكن هذا لم يخلو من الصعوبات.

يلاحظ Zhu أن "أحد التحديات هو أن الهياكل الأصغر مثل أدوات التشذيب تميل إلى الوجود بشكل مؤقت فقط في طريقها لتشكيل هياكل أكبر."

ويضيف قائلاً: "لكننا تمكنا من العثور على طفرة SOD1 ، والتي تعمل على استقرار بنية التشذيب وطفرة أخرى تعزز تكوين ألياف أكبر على حساب الهياكل الأصغر."

"لذلك ، تمكنا من فصل تأثيرات هذين النوعين من البروتين."

الألياف الأكبر تحمي ولا تدمر

في دراستهم ، قام الباحثون بتقييم آثار بروتينات SOD1 الطافرة على الخلايا التي تحاكي الخلايا العصبية الحركية التي يتم تدميرها لدى الأشخاص المصابين بمرض التصلب الجانبي الضموري.

مقارنة بالخلايا الشبيهة بالخلايا العصبية الحركية التي تمتلك بروتينات SOD1 طبيعية ، وجد العلماء أن بروتينات SOD1 الطافرة التي شكلت أساسًا مقصورات قتلت الخلايا الشبيهة بالخلايا العصبية الحركية.

يقول تشو: "بالنظر إلى طفرات SOD1 المختلفة ، لاحظنا أن درجة السمية ترتبط بمدى تكوين الأثلام".

ومع ذلك ، اكتشفوا أنه عندما أنتج SOD1 المتحول بروتينات شكلت أليافًا أكبر تمنع التشذيب ، فإن عمل الخلايا الشبيهة بالخلايا العصبية الحركية كان مشابهًا للخلايا ذات SOD1 الطبيعي. يشير هذا إلى أن الألياف الأكبر حجمًا تحمي الخلايا العصبية ، لا تدمرها.

وفقًا للباحثين ، تشير هذه النتائج إلى أن تعزيز تكوين الألياف في الدماغ قد يكون علاجًا محتملاً لـ ALS الذي تسببه طفرات في جين SOD1.

وقد لا تقتصر الفوائد المحتملة على التصلب الجانبي الضموري ؛ عدد من الأمراض العصبية التنكسية - بما في ذلك مرض باركنسون ومرض الزهايمر - مدفوعة بالتجمعات الليفية.

"على الرغم من أن ALS المرتبط بـ SOD1 يمثل جزءًا صغيرًا من جميع حالات ALS ، فإن الكشف عن أصول السمية العصبية في تجمع SOD1 قد يلقي الضوء على الأسباب الكامنة وراء فئة كاملة من الأمراض التنكسية العصبية."

مؤلف كبير نيكولاي دوكوليان ، دكتوراه ، UNC-Chapel Hill

يخطط الباحثون الآن لمعرفة المزيد حول كيفية إنتاج بروتينات SOD1 الطافرة أدوات تقليم وتحديد الأدوية التي يمكن أن تمنع تكوينها.