تؤدي البروتينات اللانمطية التي تخلق التشابك في الدماغ وتدمر الخلايا العصبية إلى اضطرابات التنكس العصبي.
بيولوجيا الأعصاب في EPFL حددت الآن بعض الآليات الرئيسية الكامنة وراء تكوين هذه التشابكات. كما لاحظوا ضعف الخلايا في وقت مبكر من التنكس العصبي.
وفقًا للعلماء ، فإن إيقاف أو إبطاء أول فصل للخلايا العصبية يمكن أن يبطئ الخطوات اللاحقة حيث تبدأ الخلايا العصبية في التدهور.
في هذه الدراسة ، صمم العلماء نماذج بدائية للبالغين لسمية تاو البشرية (hTau) في ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة). أتاح هذا القياس الكمي المعتمد على العمر لفقدان تشابك الجهاز العصبي المركزي والتنكس المحوري ، بالإضافة إلى التأثيرات على العمر الافتراضي ، لتسهيل تقييم العوامل المساهمة في التنكس العصبي المعتمد على تاو. تاو هو بروتين متورط في مرض الزهايمر وغيرها من الاضطرابات التي تؤدي إلى الخرف.
وجد العلماء أن الذباب ، الذي عبّر عن الإنسان تاو ، كان له عمر أقصر من الضوابط. تمكنوا لاحقًا من الوصول إلى تأثير تاو البشري على الدماغ باستخدام سلسلة من التقنيات الوراثية والميكروسكوبية والحاسوبية التي سمحت بالتصوير الدقيق للفرد الخلايا العصبية.
هذه هي المرة الأولى التي يمكن للعلماء أن ينظروا فيها إلى التنكس العصبي على مستوى الخلايا العصبية المفردة في سياق دماغ بالغ.
مقارنة بالضوابط ، أظهر الذباب الذي يعبر عن تاو الإنسان خسارة كبيرة في نقاط الاشتباك العصبي أو الاتصالات بين الخلايا العصبية. في هذه الحيوانات ، الخلايا العصبية المحاور كما تقلص وتراجع.
قال كبير مؤلفي الدراسة بريان مكابي ، مدير مختبر علم الوراثة العصبية والأمراض وأستاذ في مدرسة EPFL لعلوم الحياة ، "بحلول الوقت الذي تراجع فيه المحور العصبي ، لم تعد الخلايا العصبية جزءًا من دائرة وظيفية. نحن بحاجة إلى التدخل في هذه المراحل المبكرة جدًا لأنه عندما تموت الخلايا العصبية ، تكون المعركة قد خسرت بالفعل ".
كشف بحث إضافي أن التنكس العصبي يتسارع بفقدان الريترومر ، وهو مركب بروتيني يمكن أن يتحور لدى الأشخاص المصابين. مرض باكنسون. يعمل جهاز الريترومر كنظام إعادة التدوير ، حيث ينقذ البروتينات من الانهيار ويعيد نقلها إلى سطح الخلية. يؤدي منع نشاط معقد retromer إلى زيادة مستويات الشكل المختصر من Tau الذي يؤدي إلى تفاقم السمية العصبية.
لاحظ العلماء ، "عندما ينخفض نشاط retromer ، تبقى بروتينات Tau لفترة أطول داخل الخلية ، حيث يتم تقليمها بواسطة إنزيمات متخصصة تسمى caspases. في الواقع ، يمكن أن يؤدي منع إنتاج الشكل المختصر من تاو إلى توقف فقدان المشابك والمحاور ".
مكابي محمد, "تشير النتائج إلى أن نشاط retromer المثبط يبطئ من تهريب تاو. يسمح هذا "الازدحام المروري" للكاسبيسات بتقطيع تاو إلى شكل أقصر يمكن أن يتلف الخلايا العصبية. قد يساعد تحديد الأدوية التي تعزز تهريب تاو في تقليل السمية العصبية ".
"إذا كان الشكل المختصر من تاو هو علامة تشخيصية للأدمغة المصابة بمرض الزهايمر ومرض باركنسون ، فيمكن استخدام مستويات هذا البروتين غير النمطي في فحص الأدوية كبديل لفعالية الدواء."
يواصل العلماء فهم الخطوات الأولى في التنكس العصبي.
المرجع مجلة:
- Asadzadeh ، J. ، Ruchti ، E. ، Jiao ، W. et al. يعزز نقص Retromer في نماذج Tauopathy اقتطاع وسمية Tau. نات كومون 13 ، 5049 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32683-5
