علماء جونز هوبكنز يحددون بروتين الدماغ الرئيسي الذي قد يبطئ مرض الزهايمر

حدد الباحثون بروتينًا في الدماغ يؤدي غيابه إلى فقدان الذاكرة وتلف يشبه مرض الزهايمر لدى الفئران.

الباحثون في طب جونز هوبكنز تقرير أن نتائج دراسة جديدة بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة يساعدون في تحديد هدف بيولوجي جديد واعد له مرض الزهايمر مرض. التركيز هو البروتين الذي ينتج غازًا مهمًا داخل الدماغ.

تظهر الدراسات التي أجريت على الفئران المعدلة وراثيًا أن البروتين Cystathionine γ-lyase، المعروف أيضًا باسم CSE، يلعب دورًا أساسيًا في تكوين الذكريات، كما يقول بيندو بول، MS، Ph.D.، وهو أستاذ مشارك في علم الصيدلة والطب النفسي وعلم الأعصاب في كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز والذي قاد البحث. يشتهر CSE بتوليد كبريتيد الهيدروجين، وهو الغاز المسؤول عن رائحة البيض الفاسد، لكن النتائج الجديدة تسلط الضوء على أهميته في وظائف المخ.

فهم CSE كهدف للمخدرات

الدراسة التي نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلومتم تصميمه لتوضيح كيفية عمل هذا البروتين على المستوى البيولوجي الأساسي وتقييم إمكاناته كهدف للأدوية. يمكن لمثل هذه العلاجات أن تزيد من تعبير CSE لدى الأشخاص، بهدف دعم صحة خلايا الدماغ وإبطاء تطور مرض التنكس العصبي.

يقول بول إن الأبحاث السابقة أشارت إلى أن كبريتيد الهيدروجين يمكن أن يحمي الخلايا العصبية في الفئران. ومع ذلك، نظرًا لأن الغاز يصبح سامًا عند التركيزات العالية ولا يمكن توصيله بأمان مباشرة إلى الدماغ، يجب على العلماء تحديد كيفية تنظيمه والحفاظ عليه عند المستويات المنخفضة للغاية الموجودة بشكل طبيعي في الخلايا العصبية.

يحاكي فقدان CSE السمات المميزة لمرض الزهايمر

تظهر النتائج الجديدة أن الفئران التي تم تصميمها بحيث تفتقر إلى إنزيم CSE تعاني من عجز في الذاكرة والتعلم إلى جانب زيادة الإجهاد التأكسدي. الحمض النووي يقول بول، مؤلف الدراسة المقابل، إن الضرر وضعف سلامة الحاجز الدموي الدماغي. يتم التعرف على هذه الميزات على نطاق واسع باعتبارها الخصائص الرئيسية لمرض الزهايمر.

نشأت هذه التجارب الأخيرة من تقرير 2014 من مختبر سولومون سنايدر، دكتوراه في الطب، دكتوراه في العلوم، دكتوراه في الفلسفة، أستاذ فخري في علم الأعصاب والصيدلة والطب النفسي، حيث تبين أن CSE يفيد صحة الدماغ في الفئران المصابة بمرض هنتنغتون. ولهذا الغرض، استخدم العلماء فئرانًا معدلة وراثيًا تفتقر إلى بروتين CSE، الذي تم إنتاجه في الأصل في عام 2008، عندما تبين أن CSE مهم لنمو الخلايا. وظيفة الأوعية الدموية وتنظيم ضغط الدم. في عام 2021، أظهر الفريق أن CSE خلل في الفئران المصابة بمرض الزهايمر وأن الكميات الضئيلة من حقن كبريتيد الهيدروجين ساعدت في حماية صحة الدماغ.

ومع ذلك، فقد أجريت تلك الدراسات السابقة على فئران معدلة وراثيًا مع طفرات أخرى معروفة بأنها تسبب أمراضًا تنكسية عصبية، ولم تركز على مرض CSE في حد ذاته.

CSE وحده يقود التدهور المعرفي

يقول المؤلف المشارك سنايدر، الذي تقاعد من كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز في عام 2023: “يشير هذا العمل الأخير إلى أن CSE وحده هو لاعب رئيسي في الوظيفة الإدراكية ويمكن أن يوفر وسيلة جديدة لمسارات العلاج في مرض الزهايمر”.

باستخدام نفس الخط من الفئران التي تفتقر إلى CSE من دراسة عام 2008 في هذه الدراسة الحديثة، قارن العلماء الذاكرة المكانية (القدرة على تذكر الاتجاهات واتباع الإشارات) في الفئران التي تفتقر إلى CSE وفي الفئران العادية.

وفي التجارب، وضع العلماء الفئران على منصة تعرف باسم متاهة بارنز، حيث تعلمت الفئران البحث عن مأوى عند ظهور ضوء ساطع. في عمر شهرين، تجنبت الفئران التي تفتقر إلى CSE والفئران العادية الضوء الساطع ووجدت المأوى باستمرار خلال فترة ثلاث دقائق. ومع ذلك، في سن ستة أشهر، لم تتمكن هذه الفئران التي تفتقر إلى CSE من العثور على طريق الهروب، في حين استمرت الفئران الطبيعية البالغة من العمر ستة أشهر في القيام بذلك.

تقول المؤلفة الأولى سوارنا تشاكرابورتي، الباحثة في مختبر بول: “يشير الانخفاض في الذاكرة المكانية إلى بداية تدريجية لمرض التنكس العصبي الذي يمكن أن نعزوه إلى فقدان CSE”.

تلف الخلايا عبر أنظمة الدماغ

يقول العلماء إن الاضطرابات في تكوين خلايا عصبية جديدة في منطقة قرن آمون في الدماغ (وهي مهمة للتعلم والذاكرة) هي السمة المميزة لمرض التنكس العصبي. باستخدام التقنيات البيوكيميائية والتحليلية، قرر الباحثون أن البروتينات المرتبطة بتكوين الخلايا العصبية تم التعبير عنها بشكل أقل أو لم يتم التعبير عنها على الإطلاق في الفئران التي تفتقر إلى CSE مقارنة بالفئران العادية.

بعد ذلك، وباستخدام مجاهر إلكترونية عالية الطاقة، راقب العلماء أدمغة الفئران التي تفتقر إلى CSE، ووجدوا فواصل كبيرة في الأوعية الدموية، مما يشير إلى تعرضهم لأضرار في الحاجز الدموي الدماغي، وهو عرض آخر يظهر لدى الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر. علاوة على ذلك، واجهت الخلايا العصبية الجديدة صعوبة في الهجرة إلى منطقة الحصين، حيث تساعد عادة في تكوين ذكريات جديدة.

يقول المؤلف الأول المشارك سونيل جامونا تريباثي، وهو باحث في مختبر بول: “تعرضت الفئران التي تفتقر إلى CSE للخطر على مستويات متعددة، وهو ما يرتبط بالأعراض التي نراها في مرض الزهايمر”.

ويعاني أكثر من 6 ملايين شخص في الولايات المتحدة من مرض الزهايمر، وفقا للمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها، كما أن معدل انتشاره آخذ في الارتفاع. حتى الآن، لا توجد علاجات أو علاجات ثبت أنها تبطئ تطور المرض باستمرار. يقول العلماء إن تسخير CSE وإنتاج كبريتيد الهيدروجين يمكن أن يكون وسيلة لتحقيق فوائد علاجية.

المرجع: “Cystathionine γ-lyase هو منظم رئيسي للوظيفة الإدراكية من خلال إشارات التغذية العصبية وتولد الخلايا العصبية” بقلم سوارنا تشاكرابورتي، سونيل جامونا تريباثي، إدوين فازكيز-روزا، كالياني تشوبي، هيساشي فوجيوكا، إميكو ميلر، ريتشا تياجي، ثيبوت فيجنان، سودارشانا إم شارما، بوبي توماس، زاكاري إم ويل، راندي جيه. نيلسون، ميلوس ر. فيليبوفيتش، بنجامين سي. أورسبورن، سولومون إتش. سنايدر، أندرو أ. بيبر وبيندو د. بول، 26 ديسمبر 2025، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2528478122

تم توفير الدعم المالي لهذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (1R01AG071512، P50 DA044123،1R21AG073684، O1AGs066707، U01 AG073323، AG077396، NS101967، NS133688، P01CA236778)، وزارة الدفاع (HT94252310443)، وجمعية القلب الأمريكية، ومبادرة AHA-Allen في صحة الدماغ والضعف الإدراكي، ومبادرة Solve ME/CFS، وجائزة Catalyst من جامعة جونز هوبكنز، ومؤسسة Valor، ومؤسسة Wick، وجائزة الاستحقاق لقسم شؤون المحاربين القدامى (I01BX005976)، ومركز لويس ستوكس للمحاربين القدامى التابع لإدارة الشؤون الطبية في كليفلاند، وصناديق ماري أليس سميث أبحاث الطب النفسي العصبي، وصندوق لينكولن لأبحاث العلاج العصبي، وصندوق جوردون وإيفي سافران للطب النفسي العصبي؛ وصندوق ليونارد كريجر التابع لمؤسسة كليفلاند.

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