هل يمكن أن يكون تهريب البروتين الضعيف عاملاً في مرض التوحد؟
يساعد البروتين الذي توجد طفراته في الأشخاص المصابين بالتوحد وحالات النمو العصبي الأخرى في الحفاظ على الروابط بين الخلايا العصبية في الدماغ تعمل بسلاسة.
يكشف البحث المنشور حديثًا - بقيادة جامعة روكفلر في مدينة نيويورك ، نيويورك - أن بروتين أستروتاكتين 2 (ASTN2) يمكنه نقل المستقبلات بعيدًا عن أسطح الخلايا العصبية ومنعها من التراكم هناك.
الاتصالات بين الخلايا العصبية ضرورية لوظيفة الدماغ.
إنها تعمل لأن المستقبلات ، الموجودة على أسطح الخلايا ، جاهزة دائمًا للمشاركة مع الناقلات العصبية الواردة من الخلايا الأخرى.
العملية ديناميكية وتحتاج إلى دورة مستمرة من المستقبلات "داخل وخارج" غشاء الخلية لضمان الاستجابة السريعة للإشارات. يساعد الاتجار بالبروتينات في الحفاظ على حركة المستقبلات.
الدراسة الأخيرة ، والتي تظهر الآن في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، اقترح أيضًا آلية يمكن من خلالها لاضطرابات طيف التوحد (ASDs) ، مثل حالة النمو العصبي التوحد ، أن تنشأ من عيوب في ASTN2.
الأسباب الدقيقة لحالات النمو العصبي غير معروفة إلى حد كبير ، على الرغم من أنه يمكن تتبع العديد من العلامات إلى النمو المبكر للدماغ. يعتقد العلماء أن الأصول معقدة وتنطوي على عوامل وراثية وبيولوجية وبيئية.
وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) ، فإن حوالي طفل واحد من كل 68 طفلًا من الولايات المتحدة "مصاب بالتوحد" ، مع احتمال إصابة الأولاد الذين تزيد أعمارهم عن أربع مرات بالمرض أكثر من الفتيات.
تهريب البروتينات
في عمل سابق ، وجدت مؤلفة الدراسة الكبيرة ماري إي هاتن ، أستاذة علوم الأعصاب والسلوك في جامعة روكفلر ، أن ASTN2 له دور تهريب خلال التطور المبكر عندما تهاجر الخلايا.
ومع ذلك ، فإن وجود هذا البروتين في دماغ البالغين قاد مؤلفة الدراسة الرئيسية هوريناز بهستي ، عندما انضمت إلى مختبر البروفيسور هاتن ، إلى افتراض أن ASTN2 قد يكون له دور آخر أيضًا.
يبدو أن مستويات ASTN2 مرتفعة بشكل خاص في منطقة بالمخ تسمى المخيخ. تقليديًا ، كان يُعتقد أن منطقة الدماغ هذه تتعلق بالتحكم في الحركة ، ولكن وفقًا للمؤلفين ، "تشير الأدلة الحديثة" إلى أنها قد تشارك أيضًا في "الوظائف غير الحركية ، بما في ذلك اللغة والذاكرة البصرية المكانية والانتباه والعاطفة".
باستخدام المجهر الإلكتروني ، حدد الباحثون مواقع تعبير ASTN2 في مخيخ الفئران.
اكتشفوا أن البروتين موجود بشكل أساسي في هياكل تسمى "الحويصلات الداخلية والبلعمة" ، والتي تنقل البروتينات داخل الخلايا العصبية.
نقاط الاشتباك العصبي الأضعف
حدد العلماء أيضًا بعض الجزيئات التي ترتبط بـ ASTN2. هؤلاء "شركاء الربط" يشملون بروتينات معروفة بتداولها داخل الخلايا العصبية وبروتينات أخرى تساعد في بناء نقاط الاشتباك العصبي.
المشابك العصبية هي الهياكل الخلوية التي تسمح للخلايا العصبية بتمرير الإشارات الكهربائية والكيميائية لبعضها البعض. وجد الفريق في وقت سابق أيضًا ASTN2 معبرًا عنه داخل "أشواك متغصنة" في نقاط الاشتباك العصبي.
أدت زيادة ASTN2 في الخلايا العصبية للفأر إلى انخفاض في الجزيئات التي ترتبط بـ ASTN2. يتوافق هذا مع فكرة أن ASTN2 كان يؤدي وظيفته ، حيث يقوم بنقلها بعيدًا عن سطح الخلية ليتم تفكيكها وإعادة تدويرها.
كشفت المزيد من الاختبارات أن الخلايا التي تحتوي على مستويات أعلى من ASTN2 تصنع نقاط تشابك عصبية أكثر قوة. يشير هذا إلى أن عدم كفاية ASTN2 - كما قد يحدث إذا تحور الجين الذي يرمز له - سيؤدي إلى ضعف نقاط الاشتباك العصبي.
بحاجة إلى فهم دور المخيخ بشكل أفضل
تستشهد الدراسة بالعمل الذي تم إجراؤه في جامعة جونز هوبكنز ، حيث حمل العديد من أفراد الأسرة المصابين بالتوحد وتأخر اللغة وحالات النمو العصبي الأخرى عددًا من طفرات ASTN2.
يذكر المحققون أيضًا دراسة سكانية منفصلة كبيرة وجدت روابط بين طفرات ASTN2 وأنواع عديدة من حالات الدماغ.
وخلصوا إلى أن النتائج التي توصلوا إليها تدعم فكرة أن تعطيل العملية التي تضمن المزيج المناسب ودوران البروتينات السطحية في خلايا الدماغ يمكن أن يكون عاملاً في العديد من حالات النمو العصبي.
يقولون أيضًا أن هناك حاجة إلى فهم دور المخيخ بشكل أفضل في هذه الظروف.
"بدأ الناس للتو في إدراك أن المخيخ ليس موجودًا فقط للتحكم في الحركة والتعلم الحركي. لها أدوار أكثر تعقيدًا في الإدراك واللغة ".
البروفيسور ماري حطين
