مولکولهای ضد انجماد و مقابله با آسیب‌های مغزی

مطابق گزارش محققان دانشکده پزشکی Perelman دانشگاه پنسیلوانیا در نشریه Neurobiology of Disease، کلید درمانهای بهتر برای صدمات و بیماری‌های مغزی مولکولهایی هستند که مسئول جلوگیری از تجمع پروتئینهای مشخص مرتبط با اختلالات شناختی و مشکلات عصبی دیگر می‌باشند.

غلظت این مولکولهای مغزی (که تحت عنوان N-acetylaspartate یا NAA شناخته می‌شوند) در افرادی که از صدمات و بیماری‌های مغزی رنج می‌برند، کاهش می‌یابد. با اینکه NAA بعنوان مارکری برای بیماری‌ها استفاده می‌شود، هنوز نقش اصلی آن در مغز ناشناخته باقی مانده‌است. اکنون، محققان علوم اعصاب دانشگاه پنسیلوانیا نشان داده‌اند که چگونه گوه (wedge)های میان پیچ و تاب‌های فیبریلهای آمیلوئید بتا از قفل شدن، پیچ خوردن و تجمع آنها بمنظور تشکیل پلاکهای مضر آمیلوئید جلوگیری می‌کند.

مقاله مرتبط: درمان آسیب های مغزی نخاعی شاید در همین نزدیکی

دکتر داگلاس اسمیت، مولف ارشد این پژوهش، مدیر مرکز صدمات مغزی و ترمیم و استاد جراحی مغز و اعصاب دانشگاه پنسیلوانیا گفت: “در طی دهه‌ها، به NAA با چشم یک مارکر آسیب نگاه می‌شد در صورتیکه در حقیقت بعنوان جزئی از یک فرآیند نجات است. ما دریافتیم که NAA نوعی مولکول “ضد انجماد” مغزی است که تجمع یا پیچ و تاب خوردن اشتباه پروتئینهای آمیلوئید بتا را که پس از وقوع اسیب مغزی رخ می‌دهد، متوقف می‌کند. بدین ترتیب، این مولکول ممکن است باعث حفاظت مغز شود.”

NAA یکی از فراوان‌ترین آمینواسیدهای مغز است و غلظت بالایی در نورونها دارد. بررسی‌ اسپکتروسکوپی تشدید مغناطیسی پروتون پس از یک آسیب تروماتیک مغز (TBI)، کاهش نزدیک به ۲۰ درصدی سطح NAA را در ماده سفید مغز بیماران نشان داد. این مورد به تجمع سریع پروتئینهای آمیلوئید بتا بمنظور تشکیل پلاکهای آمیلوئیدی منجر می‌شود که در تعداد زیادی از افراد مبتلا به TBI که پس از مدت کوتاهی فوت می‌کنند، مشاهده شد— مشابه نشانه پاتولوژیک بیماری آلزایمر.

در طی سالیان استراتژی‌های زیادی بمنظور کاهش تجمع آمیلوئید بتا مانند ایمونوتراپی و مهارکننده‌های beta secretase اتخاذ شده‌است ولی هیچ یک از آنها از نظر بالینی موفق نبوده‌اند. این مطالعه نشان می‌دهد که بازیابی سطح طبیعی NAA پس از ترومای سر یا در بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر می‌تواند از پیشرفت پاتولوژی‌های آمیلوئیدی جلوگیری کند.

تیم تحقیق با استفاده از نمونه‌های آمیلوئید بتا انسانی در آزمایشگاه نشان داد غلظتهای (طبیعی) NAA باعث اختلال در تجمع آمیلوئید بتا می‌شود. مولفان اذعان داشتند که NAA باعث ایجاد یک “ستون فقرات پپتیدی” می‌شود— NAA خود را در میان لایه‌های آمیلوئید بتا و پروتوفیبریلها وارد کرده و از تشکیل فیبریلهای بالغ آمیلوئید جلوگیری می‌کند. محققان از روشهای متعددی، از جمله Thioflavin T dye fluorescence که معمولا برای ارزیابی کمیت تشکیل و مهار آمیلوئیدها استفاده می‌شود، برای تشخیص نقش NAA بهره بردند.

میکروسکوپی الکترونی همچنین فقدان فیبریلهای بالغ را پس از اعمال سطوح طبیعی NAA تایید کرد. حدس محققان این است که NAA باعث پایداری فیبریلهای کوچکتر و جلوگیری از طویل شدن بیشتر آنها می‌شود.

محققان همچنین نشان دادند که افزودن NAA می‌تواند روند تجمع را معکوس کند. پس از ۲۵ دقیقه، NAA افزوده شده به تجمع آمیلوئید بتا، شروع به تجزیه فیبریلهای آمیلوئید از پیش تشکیل شده کرد. این مطالعه، پیامدهای مهمی برای درمان اختلالات TBI و زوال عصبی خواهد داشت.

دکتر Jean-Pierre Dolle از دانشگاه پنسیلوانیا که رهبری این مطالعه را برعهده داشت، گفت: “ما نقش زیستی قابل توجه NAA در مغز را بعنوان یک عامل تاثیر گذار که بطور شگفت انگیزی روند تجمع آمیلوئید بتا را متوقف کرده و معکوس می‌سازد نشان دادیم. این پژوهش، مطالب زیادی در مورد آسیب مغزی و زوال عصبی به ما می‌گوید، و ما را به سمت درمانهای ممکن برای توقف آن هدایت می‌کند. این نتایج، از آغاز مسیر جدیدی در پژوهش برای آشکار ساختن مکانیسمهای بالقوه واکنشهای NAA با آمیلوئید بتا در بیماران، حمایت می‌کند.”