بیماری آلزایمر منجر به از دست دادن تعداد قابل‌توجهی از سلول‌های مغزی می‌شود. به گزارش زیستنا به نقل از SciTechDaily، تخمین زده شده است که در سال ۲۰۲۳ نزدیک به ۷/۶ (شش و هفت‌دهم) میلیون بیمار در ایالات‌متحده تحت تأثیر این بیماری قرار گرفته باشند. با وجود اهمیت این بیماری وقایعی که منجر به مرگ نورون‌ها می‌شوند هنوز به‌خوبی شناخته نشده‌اند.
مطالعه جدیدی در نورث‌وسترن مدیسن (Northwestern Medicine) نشان می‌دهد که تداخل RNA یا RNA Interference ممکن است نقش کلیدی در بیماری آلزایمر داشته باشد. دانشمندان برای نخستین بار، رشته‌های کوتاهی از RNAهای سمی را شناسایی کردند که در مرگ سلول‌های مغز و آسیب DNA در بیماری آلزایمر و در مغز سالمندان نقش ایفا می‌کنند. به گزارش دانشمندان، رشته‌های کوتاه RNAهای محافظ طی پیری کاهش می‌یابند که این امر ممکن است سبب بروز بیماری آلزایمر شود.
همچنین این مطالعه نشان داد که افراد کهن‌سال با ظرفیت حافظه برتر (اصطلاحاً این افراد را SuperAger می‌نامند) دارای مقادیر بیشتری از رشته‌های RNA کوتاه محافظ در سلول‌های مغزی خود هستند. افراد کهن‌سال با ظرفیت حافظه برتر افراد ۸۰ ساله و بالاتر با ظرفیت حافظه افراد ۲۰ تا ۳۰ سال جوان‌تر هستند.
پروفسور مارکوس پیتر (Marcus Peter)، نویسنده مسئول این مقاله و استاد متابولیسم سرطان در دانشکده پزشکی فاینبرگ دانشگاه نورث‌وسترن است. وی گفت: «هیچ‌کس هرگز فعالیت RNAها را با آلزایمر مرتبط نکرده است.» وی افزود: «ما دریافتیم که در سلول‌های مغزی پیر، تعادل بین sRNAهای سمی و محافظ به سمت sRNAهای سمی تغییر می‌کند.»
این مقاله در ۱۸ ژانویه در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.
ارتباطی فراتر از بیماری آلزایمر
کشف نورث‌وسترن مدیسن ممکن است فراتر از آلزایمر با بیماری‌های دیگر ارتباط داشته باشد. دکتر پیتر گفت: «داده‌های ما توضیح جدیدی برای این موضوع ارائه می‌کند که چرا تقریباً در همه بیماری‌های تحلیل برنده اعصاب، افراد مبتلا دهه‌ها بدون داشتن علامتی زندگی می‌کنند و سپس این بیماری‌های به‌تدریج و هم‌زمان با از بین رفتن سلول‌ها با افزایش سن آغاز می‌شوند.»
راهی نوین برای درمان
به‌علاوه این یافته‌ها به راه جدیدی برای درمان آلزایمر و احتمالاً سایر بیماری‌های عصبی اشاره می‌کند. آلزایمر با بروز تدریجی پلاک‌های آمیلوئید بتا (Amyloid-beta Plaques)، توده نوروفیبریلار تائو (tau neurofibrillary tangles)، اسکار و در نهایت مرگ سلول‌های مغزی مشخص می‌شود.
دکتر پیتر گفت: «سرمایه‌گذاری عظیمی در کشف داروی آلزایمر بر دو سازوکار متمرکز شده است: نخست کاهش بار پلاک آمیلوئید در مغز که مشخصه تشخیص آلزایمر است و ۷۰ تا ۸۰ درصد تلاش‌ها را شامل می‌شود؛ و سازوکار دیگر جلوگیری از فسفوریلاسیون یا در هم پیچیدن پروتئین تائو است.» وی افزود: «بااین‌حال، درمان‌هایی که با هدف کاهش پلاک‌های آمیلوئیدی انجام می‌شوند، هنوز به درمان مؤثری منجر نشده است که به‌خوبی قابل‌تحمل باشد.»
«داده‌های ما از این ایده پشتیبانی می‌کند که تثبیت یا افزایش مقدار RNAهای کوتاه محافظ در مغز می‌تواند رویکردی کاملاً جدید برای متوقف کردن یا به تأخیر انداختن آلزایمر یا به‌طورکلی تحلیل رفتن اعصاب باشد.»
به گفته دکتر پیتر، چنین داروهایی وجود دارند، اما باید در مدل‌های جانوری آزمایش شوند و بهبود یابند.
گام بعدی در تحقیقات دکتر پیتر، تعیین سهم دقیق sRNAهای سمی در مرگ سلولی مشاهده‌شده در این بیماری در مدل‌های سلولی و جانوری مختلف (و نیز در مغز بیماران مبتلا به آلزایمر) و غربالگری برای ترکیبات بهتری است که به‌طور انتخابی میزان sRNAهای محافظ را افزایش می‌دهند یا مانع از عملکرد sRNAهای سمی می‌شوند.
RNAهای کوتاه سمی و محافظ چیست‌اند؟
تمام اطلاعات ژنی ما به شکل DNA در هسته تمامی سلول ذخیره می‌شود. برای تبدیل این اطلاعات ژنی به واحدهای سازنده حیات، باید DNA به RNA تبدیل شود که این RNA به‌وسیله ماشین‌های سلولی برای تولید پروتئین استفاده می‌شود. RNA برای بیشتر عملکردهای زیستی ضروری است.
غیر از این RNAهای بلند رمزدهنده، تعداد زیادی RNA کوتاه (short RNA) یا به‌اختصار sRNA نیز وجود دارند که پروتئین‌ها را رمزدهی نمی‌کنند. آن‌ها عملکردهای حیاتی دیگری در سلول دارند. یک دسته از این sRNAها، RNAهای بلند رمزدهنده را از طریق فرآیندی به نام تداخل RNA سرکوب می‌کنند که منجر به خاموش شدن پروتئین‌هایی می‌شود که توسط RNAهای بلند رمزدهی می‌شوند.
اکنون دکتر پیتر و همکارانش ترادف‌های بسیار کوتاهی را در برخی از این sRNAها شناسایی کرده‌اند که هنگامی‌که وجود داشته باشند می‌توانند از تولید پروتئین‌های ضروری برای بقای سلول‌ها ممانعت کنند و در نتیجه با ایجاد مرگ سلولی، سلول‌ها را از بین ببرند. داده‌های آن‌ها حاکی از آن است که این sRNAهای سمی در مرگ نورون‌ها نقش دارند که این امر موجب ایجاد بیماری آلزایمر می‌شود.
sRNAهای سمی معمولاً به‌وسیله sRNAهای محافظ مهار می‌شوند. یکی از انواع sRNAها microRNA نامیده می‌شوند. microRNAها نقش‌های تنظیمی متعدد مهمی را در سلول‌ها ایفا می‌کنند و درعین‌حال گونه اصلی sRNAهای محافظ نیز هستند. آن‌ها همانند نگهبانانی هستند که از ورود sRNAهای سمی به دستگاه سلولی مجری فرایند تداخل RNA جلوگیری می‌کنند؛ اما با افزایش سن تعداد این نگهبانان کاهش می‌یابد، این امر به sRNAهای سمی اجازه می‌دهد تا به سلول‌ها آسیب برسانند.
یافته‌های کلیدی
- میزان sRNAهای محافظ طی پیری مغز کاهش می‌یابد.
- افزودن مجدد miRNAهای محافظ تا حدی از سلول‌های مغزی که با هدف تولید sRNAهای محافظ کمتر مهندسی شده‌اند، در برابر مرگ سلولی ناشی از قطعات آمیلوئید بتا (که سبب آلزایمر می‌شود) محافظت می‌کند.
- افزایش فعالیت پروتئینی که میزان microRNAهای محافظ را افزایش می‌دهد تا حدی از مرگ سلولی ناشی از قطعات آمیلوئید بتا در سلول‌های مغزی جلوگیری می‌کند و آسیب DNA را به‌طور کامل مسدود می‌کند. این وضعیت در بیماران مبتلا به آلزایمر نیز دیده می‌شود.
منبع: SciTechDaily
Journal Reference:
Paudel, Bidur, Si-Yeon Jeong, Carolina Pena Martinez, Alexis Rickman, Ashley Haluck-Kangas, Elizabeth T. Bartom, Kristina Fredriksen, et al. “Death Induced by Survival Gene Elimination (DISE) Correlates with Neurotoxicity in Alzheimer’s Disease and Aging.” Nature Communications ۱۵, no. 1 (January 18, 2024): 264. https://doi.org/10.1038/s41467-023-44465-8.