بینشی که از مطالعه‌ای جدید در دانشگاه کمبریج انگلستان بدست آمده است، ما را به فهم علل بیماری پارکینسون نزدیک‌تر می‌سازد.
حضور ته نشستهای پروتئینی سمی یا اجسام Lewy در سلولهای مغزی، یک علامت شناخته شده از بیماری پارکینسون است. این ته نشستها شامل خوشه‌هایی از آلفا- سینوکلئین (alpha-synuclein) و پروتئینهایی دیگری است که به شکل اشتباهی پیچ و تاب خورده‌اند.
این مطالعه جدید که در نشریه‌ی Nature Communications منتشر شده‌است، نشان می‌دهد که کلسیم نحوه اتصال آلفا- سینوکلئین به وزیکلهای سیناپسی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
وزیکلهای سیناپسی اجزای کوچکی در پایانه‌های عصبی هستند که به ذخیره نوروترنسمیترهایی (یا پیامبرهای شیمیایی) که پیامها را میان سلولهای مغز منتقل می‌کنند، می‌پردازند.
دکتر آمبرلی استفانس، محقق علوم اعصاب مولکولی در دانشگاه کمبریج و مولف دستیار خاطر نشان می‌کند: “یک تعادل خوب میان کلسیم و آلفا- سینوکلئین در سلول برقرار است، و زمانیکه یکی از این دو مقدار بیشتری دارد، این تعادل بهم خورده و تجمع آغاز می‌شود که منجر به بیماری پارکینسون خواهد شد.”
آلفا- سینوکلئین طبیعی درمقابل آلفا- سینوکلئین غیر طبیعی
در سراسر جهان بیش از ۱۰ میلیون نفر مبتلا به بیماری پارکینسون هستند که نزدیک به یک میلیون نفر آنها در ایالات متحده ساکن هستند. در بیماری پارکینسون، تخریب پیش رونده‌ی سلولهای مغزی تولید کننده دوپامین رخ می‌دهد. دوپامین در کنترل حرکات با اهمیت است.
بدلیل اینکه بیماری پیشرفت می‌کند، علائم مانند کندی حرکات، سختی عضلات، لرزش غیرارادی عضلات و تعادل وخیم‌تر می‌شوند.
مطالعات اخیر نشان داده‌اند که بیماری پارکینسون بر سلولهایی از مغز که دوپامین تولید نمی‌کنند نیز تاثیر دارد؛ این مورد باعث می‌شود که علائمی غیر از علائم مرتبط با حرکت ظاهر شود.
با اینکه خوشه‌های آلفا- سینوکلئین (پروتئین کوچکی با ۱۴۰ آمینواسید) عنصر اصلی اجسام Lewy در بیماری پارکینسون را تشکیل می‌دهند، شکل طبیعی این پروتئین برای فعالیت تعدادی از سلولهای مغز ضروری است.
بهرحال، جدا از دانش ما درباره اینکه این پروتئین چگونه با وزیکلهای سیناپسی بمنظور انتقال نرم و طبیعی در فضای سیناپسی تعامل دارد، ما درباره‌ی مکانیسم درگیر در آن اطلاعات کمی داریم.
آلفا- سینوکلئین مانند “یک حسگر کلسیم” عمل می‌کند
دکتر گابریل کامینسکی، از دپارتمان مهندسی شیمیایی و بیوتکنولوژی دانشگاه کمبریج و مولف این مطالعه می‌گوید: “آلفا- سینوکلئین یک پروتئین با ساختار بسیار کوچک است، و برای ایفای عملکرد خود، نیاز به تعامل با دیگر پروتئینها و ساختارها دارد که مطالعه را دشوار می‌سازد.”
پیشرفتها در تکنولوژی میکروسکوپی بدین معنی است که محققان اکنون می‌توانند رخدادهای درون سلول را مشاهده کنند.
دکتر کامینسکی و همکارانش از “میکروسکوپ super-resolution” و “وزیکلهای سیناپسی ایزوله” بمنظور بررسی رفتارهای آلفا- سینوکلئین استفاده کردند.
دکتر جانین لاوتنشلاگر مولف دستیار مطالعه اذعان دارد: “ما بر این باوریم که الفا- سینوکلئین مانند یک حسگر کلسیم است. در حضور کلسیم، آلفا- سینوکلئین ساختار خود و نحوه تعامل با محیط اطراف را تغییر می‌دهد که برای عملکرد طبیعی آن بسیار ضروری است.”
یک تعادل بسیار حساس
مولفان اذعان دارند که خوشه‌های غیرطبیعی آلفا- سینوکلئین زمانی تشکیل می‌شوند که تعادل بسیار حساس میان کلسیم و این پروتئین بهم می‌خورد. آنها تصور دارند مواردی می‌توانند عدم تعادل را سبب شوند، از جمله:
- کاهش مرتبط با سن سرعت حذف پروتئینهای اضافه
- دو برابر شدن تولید آلفا- سینوکلئین بدلیل دو برابر شدن ژن آن
- سطوح بالای کلسیم در سلولهای مغزی آسیب پذیر در بیماری پارکینسون
- عدم قابلیت بافر کارآمد کلسیم در سلولهای حساس به بیماری پارکینسون
نتیجه گیری مولفان بدین گونه است که فهم با جزئیات بیشتر از نحوه عملکرد آلفا- سینوکلئین در شرایط سلامتی و بیماری باید منجر به تولید داروهای جدید برای بیماری پارکینسون گردد.
آنها همچنین خاطر نشان می‌کنند دارویی که کانال کلسیم را در بیماری قلبی بلوک می‌کند، ممکن است “پیشنهاد ارزشمندی برای مقابله با بیماری پارکینسون بواسطه‌ی کاهش بار کلسیم داخل سلولی باشد.”
دکتر لاوتنشلاگر می‌گوید: “این اولین بار است که ما مشاهده می‌کنیم کلسیم، نحوه‌ی تعامل آلفا- سینوکلئین با وزیکلهای سیناپسی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.”
مقاله مرتبط: کارهایی که می‌توانید برای پیشگیری از آلزایمر و پارکینسون انجام دهید
