یک عامل جدید برای زوال عقل زودرس کشف شد

به گزارش ساینس دیلی، بیشتر بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مانند زوال عقل، شامل پروتئین‌هایی هستند که در رشته‌هایی به نام آمیلوئید جمع می‌شوند. دانشمندان در بیشتر این بیماری‌ها، پروتئین‌هایی را شناسایی کرده‌اند که در کنار هم جمع می‌شوند. این امر به دانشمندان امکان می‌دهد تا پروتئین‌ها را برای آزمایش‌های تشخیصی و درمان هدف قرار دهند.

با وجود این، دانشمندان در حدود ۱۰ درصد از موارد «زوال عقل فرونتوتمپورال» (frontotemporal dementia) هنوز پروتئین سرکش را شناسایی نکرده بودند. آنها اکنون ساختارهای تجمعی پروتئین «TAF15» را در این موارد مشخص کرده‌اند.

زوال عقل فرونتوتمپورال ناشی از انحطاط لوب‌های پیشانی و گیجگاهی مغز است که احساسات، شخصیت، رفتار، گفتار و درک واژه‌ها را کنترل می‌کنند. این نوع زوال عقل معمولا در سنین پایین‌تری نسبت به بیماری آلزایمر آغاز می‌شود و اغلب در افراد ۴۵ تا ۶۵ ساله تشخیص داده می‌شود اما می‌تواند افراد جوان‌تر یا مسن‌تر را نیز تحت تأثیر قرار دهد.

در پژوهشی که به سرپرستی دانشمندان آزمایشگاه بیولوژی مولکولی «شورای تحقیقات پزشکی» (MRC) در کمبریج انگلستان انجام شد، ساختارهای تجمعی پروتئین شناسایی شدند که می‌توانند هدفی برای پیشرفت آزمایش‌ها و درمان‌های تشخیصی آینده باشند.

دکتر «بنجامین ریسکلدی فالکون» (Benjamin Ryskeldi-Falcon) مدیر این پروژه گفت: این کشف، درک ما را در مورد اساس مولکولی زوال عقل فرونتومپورال تغییر می‌دهد. این یک یافته نادر در مورد یک عضو جدید گروه کوچکی از پروتئین‌هاست که در بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی جمع می‌شوند.

وی افزود: اکنون که پروتئین کلیدی و ساختار آن را شناسایی کرده‌ایم، می‌توانیم آن را برای تشخیص و درمان این نوع از زوال عقل فرونتومپورال هدف قرار دهیم. این کار شبیه به راهبردهایی است که در حال حاضر برای هدف قرار دادن توده‌های پروتئین‌ آمیلوئید بتا و تاو مشخصه بیماری آلزایمر انجام می‌شوند.

دانشمندان از یک میکروسکوپ پیشرفته موسوم به «میکروسکوپ الکترونی کرایو» (cryo-EM) برای بررسی توده‌های پروتئین در چهار مغز اهدایی مبتلا به این نوع زوال عقل فروتنومپورال در وضوح اتمی استفاده کردند. مغزهای اهدایی توسط «تامارین لشلی» (Tammaryn Lashley) پژوهشگر «موسسه نورولوژی کوئین اسکوئر» (Queen Square Institute of Neurology) در «کالج دانشگاهی لندن» (UCL) و «برناردینو گتی» (Bernardino Ghetti) پژوهشگر دانشکده پزشکی «دانشگاه ایندیانا» (Indiana University) شناسایی شدند.

براساس شباهت‌هایی با سایر بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی، دانشمندان مدت‌ها فکر می‌کردند که در این نوع زوال عقل، پروتئینی به نام FUS تجمع می‌کند. پژوهشگران آزمایشگاه بیولوژی مولکولی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی کرایو توانستند تشخیص دهند که تجمع‌های پروتئینی هر مغز دارای ساختار اتمی یکسانی هستند. آنها با کمال تعجب دریافتند که این پروتئین FUS نیست، بلکه پروتئین دیگری به نام TAF15 است.

دکتر «استفان تتر» (Stephan Tetter) دانشمند آزمایشگاه بیولوژی مولکولی و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این یک نتیجه غیرمنتظره است زیرا پیش از این پژوهش، TAF15 به عنوان یک عامل برای تشکیل شدن رشته‌های آمیلوئید در بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی شناخته نشده بود و هیچ ساختاری از این پروتئین وجود نداشت. میکروسکوپ الکترونی کرایو با ارائه اطلاعاتی فراتر از توانایی‌ فناوری‌های پیشین، درک ما را در مورد آسیب‌شناسی مولکولی زوال عقل و بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی به طور گسترده‌تری تغییر می‌دهد.

دکتر فالکون گفت: چالش فنی در عملکرد میکروسکوپ الکترونی کرایو این است که ما فقط می‌توانیم مغز چهار نفر را بررسی کنیم. با وجود این، اکنون که پروتئین کلیدی و ساختار آن را می‌شناسیم، می‌توانیم تجهیزاتی را برای ارزیابی این تجمع‌های پروتئینی غیرطبیعی در صدها نمونه بیمار ایجاد کنیم تا میزان گسترده بودن آنها را مورد بررسی قرار دهیم.

زوال عقل فرونتومپورال و بیماری نورون حرکتی

برخی از افراد مبتلا به زوال عقل فرونتوتمپورال، به بیماری نورون حرکتی نیز مبتلا هستند. بیماری نورون حرکتی، وضعیتی است که در آن افراد به تدریج کنترل عضلات خود را از دست می‌دهند. در این پژوهش مشخص شد دو نفر از افرادی که مغز آنها اهدا شده بود، علائم هر دو بیماری را دارند. پژوهشگران در این افراد، همان ساختار تجمعی TAF15 را در مناطق مغز مرتبط با بیماری نورون حرکتی شناسایی کردند.

دکتر فالکون ادامه داد: وجود توده‌های یکسان TAF15 در دو شخص مبتلا به زوال عقل فرونتومپورال و علائم بیماری نورون حرکتی، این احتمال را افزایش می‌دهد که TAF15 ممکن است در هر دو بیماری نقش داشته باشد. ما اکنون در حال بررسی این موضوع هستیم که آیا در افراد مبتلا به بیماری نورون حرکتی در غیاب زوال عقل فرونتوتمپورال، تجمع TAF15 وجود دارد یا خیر.

این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.