شناسایی و کشف علت پیشرفت آلزایمر در مغز

به گزارش منیبان؛ برای اولین بار، محققان از داده‌های انسانی برای تعیین کمیت سرعت فرآیند‌های مختلف که منجر به بیماری آلزایمر می‌شود، استفاده کردند و دریافتند این بیماری به روشی بسیار متفاوت از آنچه قبلا تصور می‌شد ایجاد می‌شود. نتایج آن‌ها می‌تواند پیامد‌های مهمی برای توسعه درمان‌های بالقوه داشته باشد.

تیم بین المللی به رهبری دانشگاه کمبریج دریافتند بیماری آلزایمر به جای شروع از یک نقطه در مغز و شروع یک واکنش زنجیره‌ای که منجر به مرگ سلول‌های مغز می‌شود، زودتر به مناطق مختلف مغز می‌رسد. سرعت این بیماری از طریق تولید خوشه‌های پروتئینی سمی، سلول‌های این مناطق را از بین برده و سرعت پیشرفت کلی بیماری را محدود می‌کند.

محققان از نمونه‌های مغزی پس از مرگ بیماران آلزایمر و همچنین اسکن‌های PET از بیماران زنده که طیف وسیعی از افراد مبتلا به اختلال شناختی خفیف تا مبتلایان به بیماری آلزایمر کامل داشتند، برای ردیابی تجمع تاو، یکی از دو پروتئین کلیدی استفاده کردند.

در بیماری آلزایمر، تاو و پروتئین دیگری به نام آمیلوئید بتا به شکل درهم و پلاک که در مجموع به عنوان دانه شناخته می‌شوند، ایجاد می‌شوند و باعث مرگ سلول‌های مغز و کوچک شدن آن می‌شوند. این منجر به از دست دادن حافظه، تغییرات شخصیتی و دشواری در انجام وظایف روزانه می‌شود.

با ترکیب پنج مجموعه داده مختلف و استفاده از آن‌ها در یک مدل ریاضی، محققان مشاهده کردند که مکانیسم کنترل کننده سرعت پیشرفت بیماری آلزایمر، تکثیر توده‌ها در مناطق جداگانه مغز است و نه گسترش دانه‌ها از یک منطقه به منطقه دیگر.

نتایجی که در مجله Science Advances گزارش شده است، راه‌های جدیدی را برای درک پیشرفت آلزایمر و سایر بیماری‌های عصبی و راه‌های جدیدی برای توسعه درمان‌های آینده باز می‌کند.

برای سال‌ها، فرآیند‌های درون مغز که منجر به بیماری آلزایمر می‌شوند، با استفاده از عباراتی مانند «آبشار» و «واکنش زنجیره‌ای» توصیف شده‌اند. مطالعه این بیماری دشوار است، زیرا طی دهه‌ها توسعه می‌یابد و تشخیص قطعی تنها پس از بررسی نمونه‌های بافت مغز پس از مرگ می‌تواند انجام شود.

برای سال‌ها، محققان برای مطالعه این بیماری عمدتا بر مدل‌های حیوانی تکیه کرده‌اند. نتایج حاصل از موش‌ها نشان داد بیماری آلزایمر به سرعت گسترش می‌یابد، زیرا خوشه‌های پروتئین سمی بخش‌های مختلف مغز را مستعمره می‌کند.

دکتر گئورگ میسل از گروه شیمی یوسف حمید کمبریج، نویسنده اول مقاله، گفت: تفکر این بودکه آلزایمر به روشی شبیه به بسیاری از سرطان‌ها ایجاد می‌شود: توده‌ها در یک ناحیه تشکیل و سپس در مغز پخش می‌شوند. اما در عوض، ما متوجه شدیم وقتی آلزایمر شروع می‌شود، تجمع‌هایی در چندین ناحیه مغز وجود دارد و بنابراین تلاش برای جلوگیری از گسترش بین مناطق کمک چندانی به کند کردن این بیماری نخواهد کرد.

این اولین باری است که از داده‌های انسانی برای ردیابی اینکه کدام فرآیند‌ها پیشرفت بیماری آلزایمر را در طول زمان کنترل می‌کنند، استفاده می‌شود. این تا حدی با رویکرد سینتیک شیمیایی توسعه‌یافته در کمبریج در دهه گذشته امکان‌پذیر شد که امکان مدل‌سازی فرآیند‌های تجمع و گسترش در مغز و همچنین پیشرفت در اسکن PET و بهبود حساسیت سایر اندازه‌گیری‌های مغز را فراهم می‌کرد.

پروفسور توماس نولز، نویسنده ارشد این پژوهش، همچنین از دپارتمان شیمی، گفت: این تحقیق ارزش کار با داده‌های انسانی را به جای مدل‌های حیوانی ناقص نشان می‌دهد. دیدن پیشرفت در این زمینه هیجان‌انگیز است؛ پانزده سال پیش، مکانیسم‌های مولکولی اولیه برای سیستم‌های ساده در یک لوله آزمایش توسط ما و دیگران تعیین شد؛ اما اکنون می‌توانیم این فرآیند را در سطح مولکولی در بیماران واقعی مطالعه کنیم که یک گام مهم برای یک روز توسعه درمان است.

محققان دریافتند تکثیر سنگدانه‌های تاو به طرز شگفت‌آوری کند است و تا پنج سال طول می‌کشد. پروفسور سر دیوید کلنرمن، از موسسه تحقیقاتی زوال عقل انگلیس، می‌گوید: نرون‌ها به طور شگفت انگیزی در جلوگیری از تشکیل توده‌ها خوب هستند، اما اگر بخواهیم یک درمان موثر ایجاد کنیم، باید راه‌هایی برای بهبود آن‌ها پیدا کنیم. در دانشگاه کمبریج این شگفت انگیز است که چگونه زیست شناسی برای متوقف کردن تجمع پروتئین‌ها تکامل یافته است.

محققان می‌گویند روش آن‌ها می‌تواند برای کمک به توسعه درمان‌های بیماری آلزایمر که حدود ۴۴ میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می‌دهد، با هدف قرار دادن مهم‌ترین فرآیند‌هایی که در زمان ابتلای انسان به این بیماری رخ می‌دهد، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، این روش می‌تواند برای سایر بیماری‌های عصبی مانند بیماری پارکینسون نیز اعمال شود.

نولز گفت: کشف کلیدی این است که توقف تکثیر دانه‌ها به جای تکثیر آن‌ها در مراحل بیماری که ما مطالعه کردیم موثرتر خواهد بود.

محققان اکنون در حال برنامه ریزی برای بررسی فرآیند‌های اولیه در توسعه این بیماری هستند و مطالعات را به سایر بیماری‌ها مانند زوال عقل گیجگاهی پیشانی، آسیب مغزی تروماتیک و فلج فوق هسته‌ای پیشرونده که در آن تجمعات تاو نیز در طول بیماری تشکیل می‌شود، گسترش می‌دهند.

این مطالعه با همکاری محققان موسسه تحقیقات زوال عقل انگلیس در دانشگاه کمبریج، دانشگاه کمبریج و دانشکده پزشکی هاروارد انجام شده است.