اكتشف العلماء كيف يساعد جزيء يسمى سبيرمين، الذي ينتجه الجسم بشكل طبيعي، الخلايا على تحييد تراكمات البروتين السامة المرتبطة بها مرض الزهايمر ومرض باركنسون. ومن خلال تشجيع هذه الخيوط الضارة على التجمع معًا، مثلما يحدث مع معكرونة جمع الجبن، يمكن للخلايا إعادة تدويرها وإزالتها بسهولة أكبر من خلال الالتهام الذاتي.

تظهر التجارب التي أجريت على الديدان الخيطية الصغيرة أن الجزيء يعزز العمر والحركة وصحة الميتوكوندريا، مما يشير إلى دور أوسع في حماية الدماغ المتقدم في السن. توفر النتائج أساسًا واعدًا للعلاجات المستقبلية التي تسخر أو تعزز نظام الدفاع الطبيعي هذا.

دور الحيوانات المنوية في حماية الدماغ

اكتشف الباحثون في معهد بول شيرير (PSI) كيف يساعد السبيرمين، وهو جزيء صغير يشارك في العديد من الوظائف الخلوية، في الدفاع عن الجسم ضد أمراض مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون. يقوم الجزيء بتحييد بعض البروتينات الضارة عن طريق تشجيعها على التجمع معًا مثل خيوط ربط الجبن في المعكرونة. وهذا التأثير المتكتّل يجعل البروتينات أقل خطورة. العمل، الذي تم نشره الآن في المجلة اتصالات الطبيعةيسلط الضوء على مسار جديد محتمل لمكافحة هذه الأمراض.

ارتفاع متوسط ​​العمر وزيادة مخاطر التنكس العصبي

مع عيش الناس لفترة أطول، أصبحت الاضطرابات المرتبطة بالشيخوخة، بما في ذلك مرض الزهايمر ومرض باركنسون، أكثر انتشارًا. تتطور هذه الأمراض عندما تتراكم بروتينات الأميلويد غير المطوية في الدماغ وتشكل هياكل طويلة تشبه الألياف غالبًا ما تتم مقارنتها بالإسباجيتي. في الوقت الحاضر، لا يوجد علاج فعال يمكنه منع أو إزالة هذه الرواسب الضارة بشكل موثوق.

كيف يدعم الحيوانات المنوية الصحة الخلوية

قد يقدم جزيء طبيعي يسمى سبيرمين إمكانيات جديدة. في الدراسات المختبرية التي أجراها جينغهوي لوه في مركز علوم الحياة في PSI، أطال السبيرمين عمر الديدان الخيطية، وحسن حركتها في وقت لاحق من الحياة، وعزز الميتوكوندريا لديها، وهي مراكز الطاقة في الخلايا. ولاحظ الفريق أيضًا أن السبيرمين يساعد جهاز المناعة في إزالة مجموعات بروتين الأميلويد الضارة التي يمكن أن تؤذي الخلايا العصبية.

قد توفر هذه الاكتشافات أساسًا للاستراتيجيات العلاجية المستقبلية التي تستهدف الأمراض التنكسية العصبية.

الحيوانات المنوية كمنظم رئيسي في الخلايا

يعد النطاف ضروريًا للوظيفة البيولوجية الطبيعية وينتمي إلى عائلة من الجزيئات العضوية الصغيرة المعروفة باسم البوليامينات. تم التعرف عليه لأول مرة منذ أكثر من 150 عامًا وتمت تسميته على اسم السائل المنوي، حيث يتواجد بكثرة بشكل خاص. إلا أن السبرمين منتشر أيضًا في العديد من أنواع خلايا الجسم، خاصة تلك النشطة والقادرة على الانقسام.

يؤثر النطاف على حركة الخلايا ونشاطها ويلعب دورًا في العديد من العمليات الحيوية. إحدى وظائفه الرئيسية هي التفاعل مع الأحماض النووية للخلية، مما يساعد على تنظيم الجينات التي يتم التعبير عنها وكيفية ترجمتها إلى بروتينات. تدعم هذه اللائحة نمو الخلايا السليم، وانقسامها، وموت الخلايا في نهاية المطاف. يعد النطاف أيضًا مشاركًا مهمًا في التكثيف الجزيئي الحيوي، وهي عملية تتجمع فيها البروتينات والأحماض النووية في هياكل تشبه القطرات داخل الخلية والتي تعمل كمراكز تفاعل مصغرة.

أشارت أبحاث سابقة إلى أن السبيرمين قد يساعد في حماية الخلايا العصبية وتقليل تدهور الذاكرة المرتبط بالعمر. ما كان مفقودًا هو تفسير واضح لكيفية تأثير السبيرمين على الآليات الضارة المرتبطة بالبروتين في الدماغ بطريقة يمكن تطبيقها على العلاج الطبي.

كيف يساعد النطفة الخلايا على التخلص من البروتينات السامة

لقد استكشف فريق لو الآن هذه الآليات بعمق أكبر. إلى جانب الفحص المجهري الضوئي، استخدم الباحثون تشتت SAXS في مصدر الضوء السويسري التابع لـ PSI SLS لمراقبة التفاعلات الجزيئية المعنية. جمعت تجاربهم بين الدراسات في الشعيرات الدموية الزجاجية (في المختبر) مع الاختبارات في الكائنات الحية (على قيد الحياة)، باستخدام الديدان الخيطية جيم ايليجانس كنموذج.

تظهر النتائج التي توصلوا إليها أن السبيرمين يشجع البروتينات الضارة على التجمع معًا من خلال التكثيف الجزيئي الحيوي. يدعم هذا السلوك الالتهام الذاتي، وهو نظام إعادة تدوير طبيعي داخل الخلايا حيث يتم وضع البروتينات التالفة أو غير الضرورية في حويصلات غشائية ويتم تفكيكها بواسطة الإنزيمات.

يقول لوه قائد الدراسة: “إن الالتهام الذاتي أكثر فعالية في التعامل مع كتل البروتين الكبيرة”. “والسبيرمين، إذا جاز التعبير، هو عامل الربط الذي يجمع الخيوط معًا. لا توجد سوى قوى كهربائية ضعيفة الجذب بين الجزيئات، وهذه القوى تنظمها ولكنها لا تربطها ببعضها البعض بقوة.”

ويقول لوه إن الأمر برمته يمكن تصوره كطبق من السباغيتي. “إن السبرمين يشبه الجبن الذي يربط الشعرية الطويلة والرفيعة دون لصقها معًا، مما يجعلها أسهل في الهضم.”

توسيع نطاق البحث والإمكانات العلاجية المستقبلية

ويبدو أن الحيوانات المنوية تلعب أيضًا دورًا في أمراض أخرى، بما في ذلك السرطان. ويلزم إجراء المزيد من الأبحاث لتوضيح كيفية عمل هذه الآليات، وبعد ذلك قد تصبح أساليب العلاج المعتمدة على السبيرمين ممكنة. تساهم العديد من البوليامينات الأخرى أيضًا في وظائف مهمة في الجسم ولها نتائج طبية واعدة. ووفقا للو، “إذا فهمنا العمليات الأساسية بشكل أفضل، فيمكننا طهي أطباق ألذ وأكثر قابلية للهضم، إذا جاز التعبير، لأننا سنعرف بعد ذلك بالضبط أي التوابل، وبأي كميات، تجعل الصلصة لذيذة بشكل خاص”.

ويساعد الذكاء الاصطناعي الآن في توجيه هذا البحث من خلال التحديد السريع للمجموعات الواعدة من هذه “المكونات” الجزيئية. ويشير لو إلى أن أساليب التشتت المُحددة زمنيًا والتصوير عالي الدقة، والتي تسمح للعلماء بمراقبة هذه العمليات في الوقت الفعلي على المستوى دون الخلوي، لها نفس القدر من الأهمية. فقط عدد قليل من مرافق السنكروترون في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك PSI، تقدم حاليًا هذا المستوى من القدرة.

المرجع: “تعديل الحيوانات المنوية لمرض الزهايمر تاو ومرض باركنسون ألفا سينوكلين: الآثار المترتبة على التكثيف الجزيئي الحيوي والتنكس العصبي” بقلم شون صن، وديباسيس ساها، وشوي وانغ، وسيسيليا مورمان، وريبيكا ستيرنك هوفمان، وخوان أتيليو غيريز، وفاطمة هيرانز-تريللو، ورولاند ريك، ووينوي تشنغ، وجينغهوي لو، 21 نوفمبر 2025، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-025-65426-3

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