بیماری آلزایمر، یکی اختلالات مغزی شایع در بزرگسالان است که باعث ایجاد پلاک‌ها و کلاف‌هایی در مغز می‌شود. برای دستیابی به درمان این بیماری باید روی ساختارهای غیرعادی تمرکز کرد. در دانشگاه کالیفرنیا، یک تیم تحقیقاتی توانسته است یک عامل شیمیایی جایگزین پیدا کند که می‌تواند مسئول تمام عوامل پاتولوژیکی مرتبط با بیماری‌های مغزی باشد.
پلاک‌ها و کلاف‌های مغزی تا به الآن به عنوان عامل اصلی این بیماری مورد توجه قرار گرفته‌اند، بیماری که تا کنون بیش از ۵/۵ میلیون نفر را در ایالات متحده درگیر کرده است.
پلاک‌ها، باقی مانده قطعات پروتئینی به نام بتا-آمیلوئید هستند که مانند توده‌هایی در فضای بین نورون‌ها قرار دارند. توده‌های کلاف، از پیچ خوردن رشته‌های پروتوئینی tau بوجود می‌آیند و همانند بسته‌هایی از الیاف در داخل سلول ساخته می‌شوند.
این تئوری برجسته که مبنی بر ایجاد بتا-آمیلوئید است برای سال‌ها مورد توجه قرار گرفته و ده‌ها آزمایش بر اساس آن انجام گرفته است ولی همه آن‌ها با شکست مواجه شده‌اند. علاوه بر پلاک‌ها، در مغز بیماران آلزایمری، تجمع لیزوزوم در سلول‌ها دیده می‌شود. نورون‌ها، سلول‌های باریکی که توانایی تقسیم سلولی ندارند، مستعد مشکلات لیزوزومی، مخصوصا تجمع لیزوزوم هستند. ما بر این باوریم که همین عامل می‌تواند دلیل ایجاد آلزایمر باشد.
Ryan R.julian، پروفسور شیمی و رهبر گروه تحقیقاتی
نتایج مطالعات را می‌توان در مرکز علمی ACS، ژورنال جامعه شیمی آمریکا، مشاهده کرد.
لیزوزوم اندامکی است در داخل سلول که به عنوان سطل زباله برای سلول عمل می‌کند. پروتئین‌ها و لیپیدهای فرسوده به لیزوزوم فرستاده می‌شوند تا به ذرات تشکیل دهندشان تبدیل شوند. مواد حاصل می‌توانند دوباره به سلول برگردانده شده و برای ساخت سایر پروتئین‌ها و لیپیدها مورد استفاده قرارگیرند. به عبارت دیگر، برای حفظ قابلیت سلول، سنتز پروتئین‌ها بستگی به تخریب آن‌ها دارد.
با این حال لیزوزوم یک ضعف بزرگ دارد؛ اگر ماده‌ای که وارد لیزوزوم توانایی شکسته شدن را نداشته باشد،پس نمی‌تواند از آن خارج شود. پس سلول به این نتیجه می‌رسد که لیزوزوم کار نمی‌کند و آن را «انبار» می‌کند، به این معنی که لیزوزوم را به گوشه‌ای می‌راند و به ساخت لیزوزوم جدیدی می‌پردازد. اگر لیزوزوم جدید نیز نتواند پردازش کند، همان چرخه تکرار شده و تجمع و انبار شدن لیزوزوم ادامه می‌یابد.
میزان انبارشدگی لیزوزوم در مغز کسانی که به اختلال ذخیره لیزوزوم دچار هستند با مغز انسان‌های آلزایمری برابر است. با این تفاوت که علائم اختلال ذخیره لیزوزوم در هفته‌های اول تولد بروز می‌یابد و معمولاً طی چند سال به شکل مهلک در می‌آید ولی آلزایمر در سال‌های بعدی اتفاق می‌افتد. ازاین رو چارچوب زمانی آن‌ها متفاوت است.
Julian
تیم مشترک بین محققان دپارتمان شیمی و بخش علوم پزشکی UC، تحت نظارت Julian، بر این باورند پروتئین‌هایی با عمر طولانی طی یک فرایند خود به خودی دچار تغییراتی می‌شوند که باعث می‌شود به ماده‌ای غیرقابل هضم توسط لیزوزوم تبدیل شوند.
طبق گفته‌های Julian هرچه سن ما بالاتر می‌رود، پروتئین‌های دارای عمر طولانی‌تر، مشکل سازتر می‌شوند و می‌توان آن‌ها را مسئول بیماری آلزایمر، به عنوان بیماری تابع سن، دانست. اگر این فرضیه درست باشد می‌تواند راه جدیدی برای پیشگیری و درمان‌های جدید ارائه دهد.
او همچنین معتقد است تغییرات در ساختار اصلی آمینواسیدها، مواد نشکیل دهنده پروتئین، رخ می‌دهد. این تغییرات به صورت دگرگونی‌هایی است که به شکل خود به خودی صورت گرفته و آمینواسیدها را به فرم آیینه‌ای آن‌ها (قرینه) تبدیل می‌کند.
آنریم‌هایی که در شرایط عادی پروتئین‌ها را هیدرولیز می‌کردند، قادر به ادامه فعالیت خود نخواهند بود زیرا توانایی چفت شدن با پروتئین را ندارد. این کار مانند تلاش برای پوشاندن دستکش دست راست برای دست چپ است. طبق آن چه در مقاله ما بیان شده، این تغییر ساختاری می‌تواند در پروتئین‌های بتا-آمیلوئید و tau، پروتئین‌های دخیل در آلزایمر، صورت گیرد. این فرآیند شیمیایی تقریباً نامحسوس و نامرئی است؛ که توجیهی است بر این که چرا تاکنون مورد توجه محققان قرار نگرفته.
Julian
Julian معتقد است این تغییرات ساختاری در پروتئین‌ها تابع زمان است؛ زمانی که پروتئین‌ها مدت طولانی عمر می‌کنند متحمل تغییر می‌شوند.
به گفته ی وی، این که چنین تغییراتی در پروتئین‌هایی با عمر طولانی رخ می‌دهد مورد قبول است. ولی هنوز روشی برای جلوگیری از ورود این پروتئین‌ها به لیزوزوم (به منظور شکستن) وجود ندارد. یکی از این روش‌ها می‌تواند بازیافت پروتئین‌ها باشد. طی این روش پروتئین‌ها آن قدر عمر نمی‌کنند که دچار چنین تغییرات شیمیایی شوند. در حال حاضر دارویی برای تحریک این واکنش بازیافتی (فرآیندی به نام اتوفاژی) جهت درمان آلزایمر وجود ندارد.
این تحقیقات در آزمایشگاه روی سلول‌های زنده صورت می‌گیرد. سلول‌ها توسط Byron D. Ford، پروفسور علوم پزشکی در دانشکده پزشکی تامین می‌شوند. نتایج بدست آمده می‌تواند در درمان بیماری‌های تابع سن مانند دژنراسیون ماکولا و بیماری‌های قلبی مرتبط با آسیب‌های لیزوزوم نقش بسزایی ایفا کند.
به عنوان قدم بعدی، تیم آن‌ها در نظر دارد میزان تغییرات پروتئین‌ها را طی زمان بررسی کند. محققان سعی دارند مغز انسان‌های مبتلا به آلزایمر و افراد عادی را مورد بررسی قرار دهند.
