آلزایمر یک بیماری بی‌رحم است که در آن خوشه‌های سمی پروتئین بتا آمیلوئید در سلول‌های مغز تجمع می‌یابند. امروزه، دانشمندان یک پپتید یا پروتئین کوچک سنتتیک طراحی کرده‌اند که بتا آمیلوئید را در مراحل ابتدایی و مضر آن بلاک می‌کند.
این پپتید سنتتیک که تنها ۲۳ آمینواسید دارد، به صورت ساختارهایی به نام صفحات آلفا پیچ می‌خورد. این صفحات به توده‌های کوچک و ابتدایی بتا آمیلوئید متصل می‌شوند و از تشکیل توده‌های بزرگ‌تر آن جلوگیری می‌کنند.
یک تیم پژوهشی از دانشگاه واشنگتن در سیاتل و سایر مراکز تحقیقاتی در ایالات متحده، این پپتید سنتتیک را طراحی، تولید و هم‌چنین روی سلول‌ها و حیوانات آزمایش کردند.
آزمایش‌ها نشان داد که صفحات آلفا، تاثیر سمی بتا آمیلوئید را بر روی سلول‌های مغزی کشت داده شده‌ی انسان کاهش می‌دهد. هم‌چنین صفحات آلفا، شکل‌های ابتدایی بتا آمیلوئید را مدل‌های حیوانی بیماری آلزایمر بلاک کرد.
مجله‌ی Proceedings of the National Academy of Sciences مقاله‌ای را در مورد این مطالعه چاپ کرده است.
محققان می‌گویند که این یافته‌ها می‌تواند منجر به درمان‌هایی شود که بتا آمیلوئید سمی را در مراحل ابتدایی از بین می‌برد. هم‌چنین آن‌ها معتقدند که این پپتید توانایی این را دارد که پایه‌ی آزمایشی برای تشخیص بیماری آلزایمر، قبل از شروع علائم، باشد.
شکل‌های بتا آمیلوئید
بتا آمیلوئید سمی یکی از نشانه‌های متمایز آلزایمر است. ولی همه‌ی اشکال بتا آمیلوئید سمی نیستند. سلول‌های مغزی یا نورون‌ها، این پروتئین را به شکل ساده‌ای به نام مونومر تولید می‌کنند. شکل‌های مونومری بتا آمیلوئید، وظایف مهمی را در سلول‌های مغزی انجام می‌دهند.
با این حال، در بیماران مبتلا به بیماری آلزایمر، مونومرهای بتاآمیلوئید به صورت خوشه‌های الیگومر درمی‌آیند که می‌تواند تا ۱۲ آمینواسید را شامل شود.
شکل‌گیری رسوب‌های پروتئینی، یک ویژگی معمول بیماری‌ها است که در آن، پروتئین، شکل فضایی مناسبی به خود نمی‌گیرد؛ بنابراین نمی‌تواند عملکرد لازم را داشته باشد.
در بیماری آلزایمر، الیگومرها به تشکیل شکل‌های طویل‌تر ادامه می‌دهند و در نهایت، رسوب‌های بسیار بزرگ‌تر یا پلاک‌ها را تشکیل می‌دهند.
در ابتدا، دانشمندان تصور می‌کردند که پلاک‌ها سمی‌ترین شکل بتا آمیلوئید هستند که باعث ایجاد علائم بیماری آلزایمز از قبیل از دست دادن حافظه و ظرفیت تفکر می‌شوند.
با این حال، با توجه به شواهد در حال پیشرفت، شمار روزافزونی از متخصصان معتقدند که الیگومرهای سطح ابتدایی بتا آمیلوئید احتمالا برای سلول‌های مغزی از همه سمی‌تر هستند.
این پپتید سنتتیک، الیگومرها را هدف قرار می‌دهد
محققان صفحات آلفای پپتید سنتتیک را طراحی کردند تا بتا آمیلوئید را در مرحله‌ی تشکیل الیگومرها مورد هدف قرار دهد.
نویسنده‌ی مکاتبه‌کننده‌ی مطالعه، Valerie Daggett، پروفسور مهندسی زیستی در دانشگاه واشتنگن می‌گوید:
این هدف‌گذاری مربوط به ساختار خاصی از بتا آمیلوئید است که توسط الیگومرهای سمی تشکیل می‌شود.
او اضافه می‌کند:
این مطالعه نشان می‌دهد که می‌توان صفحات آلفای پپتید سنتتیک را طوری طراحی کرد که ساختار آن مکمل بتا آمیلوئیدهای سمی باشد؛ در حالی که سایر مونومرهای فعال زیستی را دست‌نخورده باقی بگذارد.
فرآیند تولید پروتئین‌ها در سلول‌ها، نهایتا مولکول‌های متنوعی را با شکل سه بعدی تولید می‌کند. مرحله‌ی اول این فرآیند، شامل پیچیده شدن زنجیره‌ی بلند پروتئینی به یکی از چندین شکل پایه است.
تیم پروفسور Daggett یکی از این ساختارهای پایه (صفحات آلفا) را در کارهای قبلی که در آن‌ها تولید پروتئین‌ها را با کامپیوتر شبیه‌سازی می‌کردند، کشف کردند.
مطلعه‌ی اخیر نشان می‌دهد که الیگومرهای بتا آمیلوئید در حین تشکیل توده‌های بلندتر و پلاک‌ها، شکل صفحات آلفا را به خود می‌گیرند.
هم‌چنین این مطالعه نشان می‌دهد که صفحات آلفای پپتید سنتتیک، فقط به صفحات آلفای الیگومرهای بتا آمیلوئید متصل می‌شود و به این طریق، سمیت آن‌ها را خنثی می‌کند.
سقوطی بزرگ در الیگومرهای بتا آمیلوئید!
تیم پژوهشی از طیف‌سنج‌های سنتی و پیشرفته‌ای استفاده کرد تا مشاهده کند چگونه مونومرهای بتا آمیلوئید به الیگومر و سپس پلاک در سلول‌های کشت یافته‌ی مغز انسان تبدیل می‌شوند.
هم‌چنین محققان تایید کردند که الیگومرها نسبت به پلاک‌ها برای سلول‌های مغز سمی‌تر هستند. این یافته، مطالعاتی را تایید می‌کند که در آن‌ها، محققان پلاک‌های بتا آمیلوئید را در مغز افرادی یافتند که مبتلا به بیماری آلزایمر نبودند!
تیم مطالعاتی نشان داد که درمان نمونه‌هایی از بافت مغز در یک مدل موشی از بیماری آلزایمر با صفحات آلفای پپتید سنتتیک، باعث کاهش ۸۲ درصد از الیگومرهای بتا آمیلوئید می‌شود.
به علاوه، درمان موش‌های زنده با صفحات آلفای پپتید سنتتیک، باعث کاهش ۴۰ درصد از الیگومرهای بتا آمیلوئید در عرض ۲۴ ساعت شد.
هم‌چنین تیم پژوهشی آزمایش‌ها را بر روی یک مدل رایج دیگر از بیماری آلزایمر (کرم Caenorhabditis elegans) انجام داد. آزمایش‌ها نشان داد که درمان با صفحات آلفای پپتید سنتتیک، فلج شدن کرم به خاطر بتا آمیلوئید را به تاخیر می‌اندازد.
هم‌چنین کرم‌های درمان‌شده، آسیب روده‌ای کم‌تری را در اثر خوردن باکتری‌های تولیدکننده‌ی بتا آمیلوئید متحمل شدند.
نهایتا، محققان نتیجه گرفتند که می‌توان از صفحات آلفای پپتید سنتتیک، برای بررسی سطوح الیگومرهای بتا آمیلوئید استفاده کرد.
پروفسور Daggett و تیم او در حال آزمایش نسخه‌های جدیدی از صفحات آلفای پپتید سنتتیک هستند تا نسخه‌هایی را پیدا کنند که الیگومرهای بتا آمیلوئید را به طور موثرتری خنثی کنند.
پروفسور Valerie Daggett می‌گوید:
قطعا بتا آمیلوئید نقش مهمی را در بیماری آلزایمر ایفا می‌کند؛ اما با وجود این که توجه عموم دانشمندان تا کنون بر روی پلاک‌های بتا آمیلوئید بوده است، در عوض تحقیقات روز افزونی نشان می‌دهند که الیگومرهای بتا آمیلوئید عوامل سمی تخریب نورون‌ها هستند.
