کشف پروتئینی که علتزوال عقل زودرس می‌بشود

به نقل از اس‌دی، دانشمندان در آزمایشگاه بیولوژی مولکولی MRC، تجمعات پروتئینی موسوم به TAF۱۵ را به گفتن یک عامل کلیدی در زوال عقل فرونتوتمپورال یا زوال عقل پیشانی گیجگاهی شناسایی کرده‌اند، کشفی که می‌تواند در تشخیص و درمان این بیماری انقلاب تشکیل کند.

این مطالعه این چنین درگیری بالقوه TAF۱۵ را هم در زوال عقل پیشانی گیجگاهی و هم در بیماری نورون حرکتی بازدید می‌کند.

به این علت پژوهشگران این آزمایشگاه، اولین مقصد درمانی بالقوه را برای نوعی از زوال عقل زودرس تشکیل کرده‌اند.

عامل زیاد تر بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی از جمله زوال عقل، پروتئین‌هایی می باشند که در رشته‌هایی به نام آمیلوئیدها تجمع می‌کنند.

در زیاد تر این بیماری‌ها، پژوهشگران پروتئین‌هایی را شناسایی کرده‌اند که تجمع می‌کنند و به آنها اجازه می‌دهد این پروتئین‌ها را برای آزمایش‌های تشخیصی و درمان مقصد قرار دهند. اما دانشمندان در نزدیک به ۱۰ درصد از موارد زوال عقل پیشانی گیجگاهی، تا این مدت پروتئین سرکش عامل آن را شناسایی نکرده بودند.

اکنون دانشمندان ساختارهای تجمعی پروتئین TAF۱۵ را در عامل این بیماری دانسته‌اند.

ماهیت زوال عقل پیشانی گیجگاهی

زوال عقل پیشانی گیجگاهی در نتیجه تخریب لوب‌های پیشانی و گیجگاهی مغز که احساسات، شخصیت و حرکت و این چنین گفتار و فهمیدن کلمات را کنترل می‌کنند، تشکیل می‌بشود.

این بیماری طبق معمولً در سنین پایین‌تر از بیماری آلزایمر اغاز می‌بشود و زیاد تر در افراد ۴۵ تا ۶۵ ساله تشخیص داده می‌بشود، اگرچه می‌تواند افراد جوان‌تر یا مسن‌تر را نیز تحت تأثیر قرار دهد.

در مقاله‌ای که به تازگی در مجله «نیچر»(Nature) انتشار شده است، پژوهش‌هایی به رهبری دانشمندان آزمایشگاه بیولوژی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی(MRC) در کمبریج بریتانیا، ساختارهای تجمعی پروتئینی را شناسایی کرده است که می‌تواند هدفی برای گسترش آینده آزمایش‌های تشخیصی و درمان‌ها باشد.

پیشرفت در فهمیدن مولکولی

دکتر بنجامین ریسکلدی-فالکون که این مطالعه را در آزمایشگاه بیولوژی مولکولی MRC رهبری کرد، می‌گوید: این کشف، فهمیدن ما را از مبنا مولکولی زوال عقل پیشانی گیجگاهی تحول می‌دهد. این یک یافته نادر از یک عضو تازه از گروه کوچکی از پروتئین‌ها است که در بیماری‌های تخریب عصبی تجمع می‌یابند.

او گفت: اکنون که این پروتئین کلیدی و ساختار آن را شناسایی کرده‌ایم، می‌توانیم آن را برای تشخیص و درمان این نوع زوال عقل مورد مقصد قرار دهیم، دقیقا شبیه با استراتژی‌هایی که اکنون برای مقصد قرار دادن کل پروتئین‌های آمیلوئید بتا و تاو که مشخصه‌های بیماری آلزایمر می باشند، در حال انجام است.

تکنیک‌های پیشرفته بینش‌های تازه را هویدا می‌کنند

دانشمندان از میکروسکوپ الکترونی کرایو پیشرفته(cryo-EM) برای مطالعه توده‌های پروتئینی از مغز اهدایی متعلق به چهار نفری که این نوع زوال عقل پیشانی گیجگاهی را در وضوح اتمی داشتند، منفعت گیری کردند.

دانشمندان زمان‌ها فکر می‌کردند در این نوع زوال عقل، پروتئینی به نام FUS بر پایه شباهت‌هایی که با دیگر بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی دارد، تجمع می‌یابد.

پژوهشگران آزمایشگاه بیولوژی مولکولی MRC با منفعت گیری از میکروسکوپ الکترونی کرایو پیشرفته توانستند تشخیص دهند که تجمعات پروتئینی هر مغز دارای ساختار اتمی یکسانی می باشند و در کمال شگفتی، این پروتئین FUS نبوده است، بلکه پروتئین فرد دیگر به نام TAF۱۵ می بود.

دکتر استفان تتر از آزمایشگاه بیولوژی مولکولی MRC که نویسنده ارشد این مقاله است، او گفت: این یک نتیجه غیرمنتظره است، چون قبل از این مطالعه، TAF۱۵ برای راه اندازی رشته‌های آمیلوئید در بیماری‌های عصبی و بدون ساختار شناخته شده نبوده است و هیچ ساختاری از این پروتئین وجود نداشت.

او گفت: میکروسکوپ الکترونی کرایو پیشرفته فهمیدن ما از صدمه‌شناسی مولکولی زوال عقل و بیماری‌های عصبی را به طور گسترده‌تر با اراعه بینش‌هایی فراتر از توانمندیهای فناوری‌های قبلی ما تحول می‌دهد.

دکتر ریسکلدی-فالکون می‌گوید: چالش فنی انجام این کار با میکروسکوپ الکترونی کرایو پیشرفته به این معنی می بود که ما فقط می‌توانستیم به مغز چهار نفر نگاه کنیم. با این حال اکنون که این پروتئین کلیدی و ساختار آن را می‌دانیم، این پتانسیل را داریم که ابزارهایی برای غربالگری این توده‌های پروتئینی غیرطبیعی در صدها نمونه بیماران تشکیل کنیم تا مقدار گسترده بودن آن را آزمایش کنیم.

زوال عقل پیشانی گیجگاهی و بیماری لو گهریگ

برخی از افراد مبتلا به زوال عقل پیشانی گیجگاهی به بیماری لو گهریگ یا بیماری نورون‌های حرکتی نیز مبتلا می باشند که نشان دهنده وضعیتی است که در آن افراد کم کم کنترل عضلات خود را از دست خواهند داد.

در این مطالعه، دو نفر از افرادی که مغز خود را اهدا کرده بودند، علائم هر دو بیماری را داشتند و پژوهشگران برای این افراد، همان ساختار تجمعی TAF۱۵ را در مناطق مغز مرتبط با بیماری نورون‌های حرکتی شناسایی کردند.

دکتر ریسکلدی-فالکون می‌گوید: وجود توده‌های TAF۱۵ یکسان در دو فرد مبتلا به زوال عقل پیشانی گیجگاهی و علائم بیماری نورون حرکتی، این گمان را افزایش می‌دهد که TAF۱۵ امکان پذیر در هر دو بیماری نقش داشته باشد.

او گفت: ما اکنون در حال مطالعه هستیم که آیا تجمع نابجای TAF۱۵ در افرادی که فقط بیماری نورون حرکتی دارند و به زوال عقل پیشانی گیجگاهی مبتلا نیستند، وجود دارد یا خیر.

دکتر شارلوت دورکین، رئیس هیئت پزشکی مولکولی و سلولی شورای تحقیقات پزشکی او گفت: دهه‌ها تحقیق پیشرو در جهان در آزمایشگاه بیولوژی مولکولی MRC علتپیشرفت میکروسکوپ الکترونی کرایو پیشرفته شد که جایزه نوبل را برای دکتر ریچارد هندرسون در سال ۲۰۱۷ به ارمغان آورد.

او گفت: این تازه ترین مطالعه که پروتئین مرتبط با یک نوع زوال عقل پیشانی گیجگاهی را شناسایی می‌کند، پیروزی مرکز ما را در توضیح ساختارهای پروتئینی مرتبط با زوال عقل توسط میکروسکوپ الکترونی کرایو پیشرفته ادامه می‌دهد.

وی در آخر او گفت: دانستن هویت و ساختار مهم این رشته‌ها در این شکل نادر از زوال عقل زودرس برای گسترش آزمایش‌های تشخیصی اولیه و داروها برای مبارزه با شکل‌گیری آنها حیاتی است.

این مطالعه توسط شورای پژوهشی پزشکی، مرکز تحقیقات آلزایمر انگلیس، مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده، انجمن آلزایمر، انجمن زوال عقل پیشانی گیجگاهی و بنیاد ملی علوم سوئیس فراهم و حمایتشده است.