کاهش سرعت فرآیند تکثیر پروتئین تاو: شیوه جدیدی برای مبارزه با آلزایمر

 آیا ایجاد اختلال در فرآیند کپی کردن پروتئین های تاو از خودشان می تواند از سرعت بیماری آلزایمر بکاهد؟

کاهش سرعت فرآیند تکثیر می تواند شیوه جدیدی برای مبارزه با این بیماری باشد.

(Inside Science) – داستان بیماری آلزایمر در سطح سلولی هنوز از بسیاری از جنبه ها یک راز می باشد. در میان این جنبه ها نحوه پیشرفت بیماری در مغز معمای بحث برانگیزی می باشد که سرانجام تیمی از محققان دانشگاه کمبریج و دانشکده پزشکی هاروارد توانستند پاسخی را برای آن پیدا کنند.

چندین پروتئینی که به مغز آسیب می زنند و ما آن را به نام آلزایمر می شناسیم نقش مهمی را در این بازی ایفا می کنند. اما تصور نمی شود که هیچ کدام از این پروتئین ها به اندازه پروتئین تاو (tau) حائز اهمیت باشند. تاو در یک مغز سالم به ساختارهای میکروسکوپیک نقاط اتصال مغزی کمک می کند تا صاف و قوی باقی بمانند، اما در یک مغز مبتلا به آلزایمر توده های درهم تنیده ای را تشکیل می دهد که جریان انتقال اطلاعات را دچار اختلال کرده و در نهایت منجر به مرگ سلولی می شود. با اجتماع تاو در سرتاسر مغز، این بیماری وخیم تر نیز می شود.

توماس نولز، شیمیدان فیزیک شیمیدان و بیوفیزیکدان دانشگاه کمبریج گفت: در ۱۵ سال گذشته ما با همکارانمان در تلاش بوده ایم تا به یک سوالی که در واقع بسیار ساده هم هست پاسخ بدهیم. سوال این است که: مکانیسم تجمع پروتئین ها چیست؟

آخرین مطالعه این گروه بین المللی که هفته گذشته در مجله Science Advances منتشر شد، برای اولین بار و بر اساس داده های انسانی (در این مورد با تصویربرداری از قطعات مغز بیماران آلزایمر) سرعت پیشرفت تکثیر تاو در مغز را نشان داد. نولز گفت، همان طور که مشخص است، گسترش این پروتئین ها وابسته به هیچ عاملی نیست. این اتفاق خیلی سریع رخ می دهد.

این کشف در تضاد با آن عنصر کلیدی است که برخی از محققان در مورد آلزایمر به آن معتقد هستند: این که تنها راه برای کاستن سرعت این بیماری متوقف ساختن گسترش پروتئین تاو در بین سلول هاست. این همان چیزی است که بسیاری از داروهای آلزایمر بر پایه آن طراحی شده اند و نولز نیز معتقد است که می تواند علت شکست برخی از این داروها را توضیح دهد. البته این بدین معنا نمی باشد که داروها قادر به جلوگیری از گسترش پروتئین تاو در سرتاسر مغز نیستند – بلکه بدین معناست که تاثیر این داروها به قدری کم هستند که به سختی می توان آن ها را ثبت کرد. نولز توضیح داد علت این امر فقط این است که داروها در زمان مناسبی داده نمی شوند.

او گفت در مقابل، تجمع تاو از آنجا که بارها و بارها از روی خودش کپی می‌کند عواقبش برای مغز تعیین شده است. به جای این که یک ارتش گرد هم بیایند و یک جوخه کامل در هر کدام از مناطق مغزی مستقر کنند، تاو را به صورت ارتش کوچکی در نظر بگیرید که سربازهایش همه خوابیده و به جای محافظت از مغز همواره کپی شده و تمام نقاط مغز را می پوشانند.

تارا اسپایر جونز، مدیر برنامه سایت دانشگاه ادینبورگ از موسسه تحقیقات زوال عقل بریتانیا که در این مطالعه مشارکت نداشته است می گوید، چیزی که مهم است این است که ما آن را نادیده نگیریم. او گفت، در مراحل اولیه زوال عقل، پروتئین تاو به نواحی نظیر قشر داخلی مغز محدود می شود اما هنگامی که از ناحیه خارج می شود علامت دار می گردد. من هنوز هم فکر می کنم گسترش این پروتئین در مغز بخش بسیار مهمی از فرآیند بیماری است. چیزی که در مورد این مقاله اندکی بحث برانگیز است این است که اهمیت این مسئله خیلی زود نادیده گرفته شد.

این کشف به لطف رویکردی با عنوان سینتیک شیمیایی به وجود آمد که هدف آن ایجاد یک معادله ریاضی برای توضیح مکانیسم و اندازه فرآیندی می باشد که مشاهده شده است. ناولز و همکارانش به مدت بیش از یک دهه تحقیقاتشان را با اعمال سینتیک های شیمیایی بر روی پروتئین های تخریب کننده عصبی – از جمله تاو و سرنخ دیگری برای آلزایمر به نام آمیلوئید بتا – در لوله آزمایش آغاز کردند. سپس مغز حیوانات را در ادامه مورد بررسی قرار داده و داده هایی را برای استنباط مدل های ریاضی صحیح جمع آوری نمودند.

جورج میسل یک شیمی دان از کمبریج و اولین نویسنده مقاله گفت، همه چیز در مورد این سوالات می باشد که مهم ترین فرآیندهایی که در مغز وجود دارند کدامند و سپس آن ها را تبدیل نمایید – که واقعاً مرحله سختی می باشد.

اسپایر جونز از این که این کشف تا چه حدی خواهد توانست فرآیند تولید دارو را دچار تغییر و تحمل نماید اطمینان ندارد. برای سالیان سال بسیاری از داروهای بالقوه آلزایمر با تولید آنتی بادی هایی برای کاهش سرعت بیماری در هنگامی که تاو در حال حرکت بین نورون هاست هدف قرار داده شده اند. او گفت، به هر حال ایده اصلی این است که سطح کلی تاو یا تاو پاتولوژیک را کاهش بدهیم.

هر سه محقق نظرشان این است که امیدوار کننده ترین بخش این یافته ها این است که درست به همان سرعتی که تاو انتشار پیدا می کند، سرعت تکثیرش نیز به طور حیرت انگیزی کند بوده و حدود پنج سال به طول می انجامد تا هر دسته از این پروتئین ها از روی خودشان کپی بشوند.

کندی تکثیر تاو در لوله آزمایش بسیار بیشتر از پروتئین های دیگری است که در بدن تکثیر می شوند. نولز گفت، آنچه که این امر به ما می گوید این است که محیط مغز در واقع توانایی بسیار خوبی در کند کردن این فرآیند به شدت خطرناک دارد. اگر ما بتوانیم مقیاس زمانی هر کدام از این تکثیرها را از ۱۰ سال به ۱۵ سال افزایش بدهیم، شاید تفاوت بزرگی ایجاد نماییم. من فکر می کنم که اعداد و ارقام به ما این فرصت را می دهند که فرآیندهایی را که لازم است هدف گیری نماییم، شناسایی کنیم.