اكتشف العلماء طريقة لمحو مادة تاو السامة من الخلايا العصبية البشرية

يبدو أن الإنزيم الذي تم تحديده حديثًا يتحكم في إنتاج بروتين تاو، والتهاب الدماغ، والشيخوخة.

الباحثون في جامعة نيو مكسيكو لقد كشفوا عن دور غير متوقع لـ OTULIN، وهو إنزيم معروف بتورطه في تنظيم الجهاز المناعي. ووجد الفريق أن OTULIN يلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في إنتاج بروتين تاو، وهو بروتين مرتبط بالعديد من الاضطرابات التنكسية العصبية، إلى جانب التهاب الدماغ والعمليات البيولوجية المرتبطة بالشيخوخة.

ونشرت النتائج في المجلة الطب النفسي الجينومي. في الدراسة، أظهر العلماء أن تعطيل OTULIN أوقف إنتاج تاو وأزال تاو الموجود من الخلايا العصبية. وقد تم تحقيق ذلك بطريقتين: باستخدام جزيء صغير مصمم خصيصًا أو عن طريق إزالة الجين المسؤول عن إنتاج الإنزيم. وأجريت التجارب على نوعين من الخلايا، بما في ذلك الخلايا المستمدة من شخص مات بسبب أعراض متفرقة متأخرة. مرض الزهايمر المرض وخلايا الورم الأرومي العصبي البشري التي تستخدم عادة في الأبحاث المختبرية.

هدف جديد لمرض التنكس العصبي

وفقا لكارثيكيان تانغافيلو، دكتوراه، فإن هذا الاكتشاف يشير إلى اتجاه جديد لتطوير علاجات لمرض الزهايمر والاضطرابات العصبية ذات الصلة. تانغافيلو هو عالم كبير في مختبر كيران باسكار، دكتوراه، وأستاذ 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.”

يوفر جين OTULIN (اختصار لـ OTU deubiquitinase مع خصوصية الارتباط الخطي) مخططًا لبروتين يشارك في السيطرة على الالتهاب والبلعمة الذاتية، وهي العملية الخلوية التي تزيل البروتينات التالفة والنفايات الأخرى. كان الباحثون يدرسون في الأصل كيفية مساهمة OTULIN في التنظيف الخلوي عندما اكتشفوا تأثيره غير المتوقع على إنتاج تاو. ويصف تانغافيلو النتائج بأنها “اكتشاف رائد من شأنه أن يساعد في حل لغز معقد في مختلف الأمراض العصبية وشيخوخة الدماغ”.

لماذا يهم تاو

يعمل تاو عادةً على تثبيت الأنابيب الدقيقة التي تساعد على إعطاء البنية للخلايا العصبية، ولكن عندما يتم تغييره كيميائيًا في عملية تسمى الفسفرة، فإنه يخلق تشابكات ليفية عصبية داخل الخلايا العصبية التي تميز مرض الزهايمر وأكثر من 20 مرضًا تنكسًا عصبيًا آخر – تُعرف مجتمعة باسم اعتلالات التاو.

يركز الباحثون بشكل متزايد على بروتين تاو لأن أدوية العلاج المناعي التي تقلل من اللويحات خارج الخلية لبروتين أميلويد بيتا المعروف في أدمغة مرضى الخرف يبدو أن لها فائدة سريرية قليلة. لقد طور مختبر بهاسكار بالفعل (ويخطط لاختباره على المرضى) لقاحًا يمنع تراكم بروتينات تاو السامة.

توصلت الدراسة الجديدة التي أجراها بهاسكار وتانغافيلو وزملاؤه في UNM وجامعة تينيسي إلى نتيجة أخرى غير متوقعة. عندما جعلوا تاو يختفي عن طريق إلغاء تنشيط جين OTULIN، يبدو أن الخلايا العصبية لم تتأثر. وقال تانجافيلو: “يمكن للخلايا العصبية أن تعيش بدون تاو”. “إنهم يبدون بصحة جيدة، حتى مع إزالة التاو.”

ويشير أيضًا إلى أن هناك العديد من أنواع الخلايا الأخرى في الدماغ بخلاف الخلايا العصبية، بما في ذلك الخلايا النجمية، والخلايا الدبقية الصغيرة، والخلايا الدبقية قليلة التغصن، والخلايا البطانية.

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

OTULIN وشيخوخة الدماغ

ووجدت الدراسة أيضًا أنه عندما قاموا بقمع عقار OTULIN، فقد أثر ذلك على الرسول الحمض النووي الريبي (mRNA) يشير ويغير التعبير عن 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.”

استخدم الفريق تقنية تحرير الجينات CRISPR (التكرارات القصيرة المتناوبة المنتظمة) وتحريض الخلايا الجذعية متعددة القدرات وتسلسل الحمض النووي الريبي الشامل الشامل وتصميم الأدوية الحسابية لإنشاء الجزيء الصغير الذي تم استخدامه لمنع تكوين OTULIN في الدراسة.

وقال تانغافيلو إن هناك خللاً بين تخليق البروتين وتدهوره أثناء شيخوخة الدماغ الطبيعية وتسارع شيخوخة الدماغ في العقول المريضة. وقال: “يمكن أن يكون الأوتولين منظمًا رئيسيًا في خلق خلل بين تخليق البروتين وتدهوره وقد يسبب شيخوخة الدماغ”.

وقال إن الاكتشافات الجديدة تشير إلى الطريق إلى طرق جديدة متعددة للتحقيق. “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 صحي.”

المرجع: “ينظم ديوبيكويتيناز OTULIN تعبير تاو واستقلاب الحمض النووي الريبي (RNA) في الخلايا العصبية” بقلم كارثيكيان تانغافيلو، وفيرجيني بوندو، ومينغكي لي، ووي لي، وفرانشيسكا فانغ لياو، وكيران باسكار، 25 نوفمبر 2025، الطب النفسي الجينومي.
دوى: 10.61373/gp025a.0116

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.