توضح الدراسة كيف يمكن أن يحمي السبيرمين من مرض الزهايمر ومرض باركنسون

توضح الدراسة كيف يمكن أن يحمي السبيرمين من مرض الزهايمر ومرض باركنسون

أوضح الباحثون في معهد بول شيرير PSI كيف يمكن للسبيرمين - وهو جزيء صغير ينظم العديد من العمليات في خلايا الجسم - أن يمنع أمراضًا مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون: فهو يجعل بعض البروتينات غير ضارة عن طريق العمل قليلاً مثل الجبن على المعكرونة وتسبب تكتلها معًا. وهذا الاكتشاف يمكن أن يساعد في مكافحة مثل هذه الأمراض. وقد تم نشر الدراسة الآن في المجلة العلميةالتواصل مع الطبيعة.

ويستمر متوسط ​​العمر المتوقع في الارتفاع ــ ومعه تواتر الأمراض المرتبطة بالعمر، بما في ذلك الأمراض العصبية مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون. تنجم هذه الأمراض عن تراكم هياكل البروتين الضارة في الدماغ والتي تتكون من بروتينات الأميلويد غير المطوية. شكلها يذكرنا بالألياف أو السباغيتي. وحتى الآن لا يوجد علاج فعال لمنع أو القضاء على مثل هذه التراكمات.

لكن الجزيء المسمى سبيرمين والذي يتواجد بشكل طبيعي في الجسم يوفر الأمل. اكتشف الباحثون بقيادة قائد الدراسة جينغوي لوه من مركز علوم الحياة في معهد بول شيرير PSI في التجارب أن هذه المادة قادرة على إطالة عمر الديدان الخيطية الصغيرة وتحسين حركتها في سن الشيخوخة وتعزيز محطات توليد الطاقة في خلاياها - الميتوكوندريا. وعلى وجه التحديد، لاحظ الباحثون كيف يدعم السبيرمين جهاز المناعة في الجسم في القضاء على تراكمات بروتينات الأميلويد الضارة بالأعصاب.

ويمكن أن تكون النتائج الجديدة بمثابة أساس لتطوير علاجات جديدة لمثل هذه الأمراض.

وسيط مركزي للعمليات الخلوية

الحيوانات المنوية هي مادة حيوية للجسم. وهو أحد ما يسمى بالبوليامينات، وهي جزيئات عضوية صغيرة نسبيا. تم تسمية الحيوانات المنوية، التي تم اكتشافها لأول مرة منذ أكثر من 150 عامًا، على اسم السائل المنوي لأنها تتواجد هناك بتركيزات عالية بشكل خاص. ولكنه موجود أيضًا في العديد من الخلايا الأخرى في الجسم، خاصة تلك النشطة والقادرة على الانقسام.

يعزز Spermine حركة الخلايا ونشاطها ويتحكم في العديد من العمليات. يتفاعل بشكل أساسي مع الأحماض النووية للجينوم وبالتالي ينظم التعبير عن الجينات وتحويلها إلى بروتينات. وهذا يضمن أن الخلايا يمكن أن تنمو وتنقسم بشكل صحيح وتموت في النهاية. تلعب الحيوانات المنوية أيضًا دورًا مركزيًا في عملية خلوية مهمة تسمى التكثيف الجزيئي الحيوي: في هذه العملية، تنفصل بعض الجزيئات الكبيرة مثل البروتينات والأحماض النووية وتتجمع في شكل يشبه القطيرة داخل الخلية، مما يسمح بحدوث تفاعلات مهمة هناك.

فيما يتعلق بالأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر أو باركنسون، كان هناك دليل سابق على أن السبيرمين يمكن أن يحمي الخلايا العصبية ويخفف من فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر. ولكن حتى الآن، لا يوجد فهم أكثر دقة لكيفية تدخل السبيرمين في عمليات تدمير الأعصاب، وهي المعرفة التي يمكن أن تستمد فائدة طبية منها.

دعم في القضاء على النفايات الخلوية

قامت مجموعة Jinghui Luo الآن بالتحقيق في هذا الأمر بمزيد من التفصيل. بالإضافة إلى الفحص المجهري الضوئي، استخدم الباحثون أيضًا تقنية تشتت SAXS في Synchrotron Light Source Switzerland SLS التابع لـ PSI لتوضيح الديناميكيات الجزيئية لهذه العمليات. تم إجراء الفحوصات في الشعيرات الدموية الزجاجية (في المختبر) وفي كائن حي (في الجسم الحي). كانت الديدان الخيطية C. elegans بمثابة كائن حي نموذجي.

اتضح أن السبيرمين يستخدم التكثيف الجزيئي الحيوي لضمان تراكم البروتينات الضارة وتجمعها معًا إلى حد ما. يتيح ذلك عملية تسمى الالتهام الذاتي والتي تحدث بشكل روتيني في خلايانا: يتم تغليف البروتينات التالفة أو غير الضرورية في حويصلات غشائية صغيرة ويتم تفكيكها بأمان باستخدام الإنزيمات - وهي عملية إعادة تدوير طبيعية تقريبًا.

تعتبر الالتهام الذاتي أكثر فعالية في علاج كتل أكبر من البروتينات. والسبيرمين، إذا جاز التعبير، هو عامل الربط الذي يربط الخيوط معًا. لا يوجد سوى قوى كهربائية ضعيفة التجاذب بين الجزيئات، وهي التي تنظمها ولكنها لا تربطها ببعضها البعض بقوة.

جينغوي لوه، مدير الدراسات

ويقول لوه إن الأمر برمته يمكن أيضًا تصوره على أنه طبق من السباغيتي. "إن السبرمين يشبه الجبن، فهو يربط الشعرية الطويلة والرفيعة معًا دون أن تلتصق ببعضها البعض، مما يجعلها أسهل في الهضم."

أبحث عن: المزيج الصحيح من المكونات

كما أن للحيوانات المنوية تأثير على أمراض أخرى، بما في ذلك السرطان. وهنا أيضًا، هناك حاجة إلى بحث لتوضيح آليات العمل - ومن ثم يمكن تصور الأساليب العلاجية القائمة على السبيرمين. بالإضافة إلى السبيرمين، هناك العديد من البوليامينات الأخرى التي تؤدي وظائف مهمة في الجسم وبالتالي فهي ذات أهمية طبية. ولذلك، فإن البحث في هذا المجال لديه إمكانات كبيرة. يقول لوه: "إذا فهمنا العمليات الأساسية بشكل أفضل، فيمكننا طهي أطباق ألذ وأكثر قابلية للهضم، إذا جاز التعبير، لأننا سنعرف بالضبط أي التوابل وبأي كميات تجعل الصلصة لذيذة بشكل خاص".

يُستخدم الذكاء الاصطناعي أيضًا في هذا البحث لأنه يمكنه حساب مجموعات واعدة من "مكونات الصلصة" بسرعة أكبر بناءً على جميع البيانات المتاحة. ويشير لو أيضًا إلى أن تقنيات قياس التشتت التي يتم حلها بمرور الوقت، والتصوير عالي الدقة، والتي يمكنها تصوير مثل هذه العمليات في الوقت الفعلي، وصولاً إلى المستوى تحت الخلوي، مهمة أيضًا لهذه الدراسات والدراسات اللاحقة. وبصرف النظر عن PSI، فإن هذه الأساليب متاحة فقط في عدد قليل من مرافق السنكروترون الأخرى في جميع أنحاء العالم.

مصادر: