آنتی بادی جدید ممکن است آسیب مغزی را درمان کند و از بیماری آلزایمر جلوگیری کند

تحقیقات قبلی پروتئین‌های تاو نادرست را به‌عنوان یکی از علل بیماری آلزایمر مشخص کرده‌اند.

به طور معمول، پروتئین‌های تاو سالم (به نام ترانس پی تاو) در داخل سلول‌های عصبی کار می‌کنند تا داربستی را تشکیل دهند که شکل سلول‌ها را می‌دهد و به آنها اجازه می‌دهد به درستی عمل کنند. 

با این حال، زمانی که فرآیند تا شدن پروتئین به اشتباه پیش می‌رود، مغز می‌تواند پروتئین‌های تاو بدشکل (سیس P-tau) را تشکیل دهد.

این پروتئین ها عملکرد نادرست دارند و به مولدهای انرژی درون سلول های عصبی آسیب می رسانند و در نهایت منجر به سمیت و مرگ سلولی می شوند.

محققان با استفاده از یک تکنیک تصویربرداری مغزی به نام ایمونوفلورسانس، مغز افراد مبتلا به آسیب مزمن مغزی مرتبط با آسیب را بررسی کردند. آنها دریافتند که در مقایسه با افراد سالم، این افراد سطوح بسیار بالاتری از cis P-tau داشتند.

پروتئین‌های تاو به‌طور نادرست در آکسون‌های سلول‌های عصبی متمرکز شده‌اند – ساقه‌های بلندی که اعصاب به سلول‌های دیگر متصل می‌شوند و اتصالات ایجاد می‌کنند.

موش به عنوان مدل

برای یافتن ارتباط علی، محققان به مدل های موش روی آوردند.

موش هایی که یک آسیب مغزی جزئی دریافت کرده بودند، سطوح سیس P-tau را افزایش دادند، اما این سطوح در عرض دو هفته به حالت عادی بازگشت.

موش‌هایی که یک آسیب مغزی بزرگ (شبیه‌سازی چیزی که سربازی که از یک انفجار جان سالم به در می‌برد) یا یک سری آسیب‌های مغزی جزئی (شبیه‌سازی آنچه ممکن است یک ورزشکار ممکن است تجربه کند) دریافت کرده‌اند، سطوح سیس P-tau بالا را نشان دادند که حداقل به مدت شش ماه باقی ماند.

در گروه‌های آسیب مغزی شدید یا مزمن، سیس P-tau نیز در سراسر مغز پخش می‌شود و از یک سلول به سلول دیگر می‌پرد و بخش‌هایی از مرگ سلولی را در مسیر خود باقی می‌گذارد. این پروتئین ها می توانند به هیپوکامپ و قشر مغز گسترش یابند که مسئول شکل گیری حافظه و کنترل اجرایی احساسات و رفتار هستند.

دکتر کان پینگ لو، دکتر کان پینگ لو، .D.، استاد پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد و رئیس بخش درمان های ترجمه در مرکز پزشکی Beth Israel Deaconess، و همچنین یکی از نویسندگان ارشد مقاله، در مصاحبه با هلث‌لاین توضیح داد: «سیس پی تاو توانایی کشتن نورون‌ها را دارد که در نهایت منجر به گره‌های نوروفیبریلاری گسترده و آتروفی مغزی می‌شود که ضایعات بارز بیماری آلزایمر و آسیب‌های مغزی مزمن هستند».

آسیب فیزیکی مغز نیز تنها چیزی نبود که می‌توانست باعث شکل‌گیری cis P-tau شود.

محققان همچنین سلول های عصبی کشت شده را تحت فشار قرار دادند. به ویژه، گرسنگی آنها از اکسیژن یا عوامل رشد مغز، همانطور که ممکن است در صورت کاهش جریان خون در مغز پس از آسیب اتفاق بیفتد.

محققان آنزیمی به نام Pin1 را مورد استفاده قرار دادند که سیس P-tau سمی را به ترانس P-tau مفید تبدیل می کند. گرسنگی اکسیژن باعث غیرفعال شدن پین ۱ شد، در حالی که فقدان فاکتور رشد، مغز را از ساخت پین۱ جدید باز داشت.

این مدل کاهش جریان خون با هم نشان داد که چگونه آسیب مغزی و سایر اشکال استرس می تواند منجر به افزایش سطح سیس P-tau و اثرات سمی آن شود.

آنتی بادی برای نجات

هنگامی که آنها پروتئین مشکل را شناسایی کردند، تیم لو به چالش چگونگی مقابله با این مشکل پرداختند.

آن ها آنتی بادی ویژه ای ساختند که می تواند سیس P-tau را علامت گذاری کند، در حالی که ترانس P-tau را تنها می گذارد، و پروتئین سمی داخل سلول ها را خنثی می کند. این آنتی بادی همچنین می تواند از گسترش cis P-tau به سلول های دیگر جلوگیری کند.

بعد نوبت تست ها رسید. در مدل استرس آنها، تجویز آنتی‌بادی‌ها از مرگ سلولی که عامل cis P-tau را دیده بودند، جلوگیری کرد.

سپس، محققان آنتی‌بادی‌ها را در موش‌هایی که آسیب‌های مغزی دریافت کرده بودند، آزمایش کردند. پس از دو هفته از دریافت درمان های آنتی بادی، موش های مبتلا به آسیب مغزی سطوح کاملا طبیعی سیس P-tau را نشان دادند و آسیب عصبی به آکسون ها و مولدهای انرژی معکوس شد. مرگ سلولی در مسیر خود متوقف شد.

در نهایت، تیم لو رفتار موش ها را آزمایش کردند. موش‌های سالم در یک کار ریسک‌پذیر که نمونه‌ای از موش‌ها است، احتیاط نشان دادند. با این حال، موش‌های مبتلا به آسیب‌های مغزی که آنتی‌بادی ساختگی به‌عنوان دارونما به آنها داده شده بود، مانند بسیاری از انسان‌هایی که از آسیب مغزی جان سالم به در برده‌اند، رفتار پرخطر نشان دادند.

اما موش‌های آسیب‌دیده مغزی که آنتی‌بادی ویژه‌ای که cis P-tau را هدف قرار می‌دهد، دریافت کردند، این رفتار خطرناک را نشان ندادند. در عوض، آنها به اندازه موش های سالم محتاط بودند.

لو گفت: «آزمایش‌های بعدی و در حال انجام ما نشان می‌دهد که پیش‌درمان و تزریق [به مغز] ضروری نیست. ما می‌توانیم درمان آنتی‌بادی را [ساعت‌ها] پس از TBI به تأخیر بیندازیم و سه تا چهار تزریق آنتی‌بادی انجام دهیم که مؤثر است. این نتایج نشان می‌دهد که درمان کوتاه‌مدت آنتی‌بادی پس از TBI ممکن است برای درمان TBI و جلوگیری از عواقب طولانی‌مدت آن در صورت عدم آسیب بیشتر مغز کافی باشد.

آیا می‌تواند از آلزایمر جلوگیری کند؟

در مورد اینکه آیا این درمان می تواند از پیشرفت بیماری آلزایمر نیز جلوگیری کند، لو در حال کار بر روی این مشکل است.

از آنجایی که بیماری آلزایمر وابسته به سن است، او باید صبر کند تا موش‌های آزمایشی‌اش بزرگتر شوند تا نتایج را ببیند. اما این نظریه امیدوارکننده است.

برخی از محدودیت ها برای یافته های تیم او وجود دارد. مدل‌های موش، به‌ویژه بیماری آلزایمر، نسخه انسانی این بیماری را کاملاً تکرار نمی‌کنند. و ساخت نسخه ای از آنتی بادی که در انسان کار می کند زمان می برد.

اما لو خوشبین است.

وی گفت: «فناوری آنتی بادی به دلیل ویژگی فوق العاده و میزان موفقیت بالای آن، یک رویکرد توسعه دارویی محبوب است. علاوه بر این، فرآیند تبدیل آنتی‌بادی فعلی موش به آنتی‌بادی قابل آزمایش در انسان ساده‌تر شده است و می‌تواند در عرض چند سال انجام شود. بدیهی است که این به بودجه بستگی دارد.»

وی افزود: «این یافته‌ها مکانیسم جدید و رایج بیماری اولیه را در TBI و بیماری آلزایمر مرتبط با ورزش و نظامی آشکار می‌کند و ممکن است به تشخیص، پیشگیری و درمان زودهنگام این بیماری‌های ویرانگر منجر شود.»