سرنخ های جدید در مورد بیماری جدی عصبی، دمانس فرونتوتمپورال (FDT)
خلاصه: شکل ژنتیکی دمانس عقل فرونتوتمپورال با تجمع غیرطبیعی لیپید در مغز همراه است که ناشی از اختلال در متابولیسم سلولی است. این یافته ها می تواند راه را برای درمان های هدفمند جدید برای FTD هموار کند.
دمانس شامل طیف وسیعی از شرایط عصبی است که منجر به از دست دادن حافظه و نقص های شناختی می شود و حدود 55 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد. با این حال، علیرغم شیوع آن، درمان‌های مؤثر کمی وجود دارد، تا حدی به این دلیل که دانشمندان هنوز نمی‌دانند که دمانس دقیقا چگونه در سطح سلولی و مولکولی ایجاد می‌شود.
در مطالعه‌ای که در 7 اکتبر در Nature Communications منتشر شد، محققان کشف کردند که یک شکل ژنتیکی دمانس فرونتومپورال (FTD) با تجمع لیپیدهای خاص در مغز مرتبط است – و این تجمع ناشی از کمبود پروتئین است که با متابولیسم سلولی تداخل دارد.
نتایج، بر اساس آزمایش‌ها در سلول‌های مغز انسان و در مدل‌های حیوانی، بینش جدیدی در مورد FTD ارائه می‌کند که می‌تواند طراحی درمان‌های جدید را ارائه دهد. به گفته محققان،یافته ها مکانیسمی از اختلال متابولیک را نشان می دهند که ممکن است در سایر اشکال تخریب عصبی مرتبط باشد.
انواع مختلفی از دمانس عقل وجود دارد که هر کدام دارای ژنتیک پیچیده ای هستند که جهش های مختلفی را شامل می شوند. FTD که با از دست دادن سلول های لوب پیشانی و تمپورال مغز مشخص می شود، 5 تا 10 درصد موارد دمانس را تشکیل می دهد. اغلب در بیماران بین 45 تا 65 سال تشخیص داده می شود.
در حدود 15 درصد مواقع، FTD با یک جهش خاص در ژن GRN مرتبط است که باعث می شود سلول های مغزی تولید پروتئینی به نام پروگرانولین را متوقف کنند.
مطالعات قبلی از ارتباط پروگرانولین را با لیزوزوم سلول، که مسئول پاکسازی و همچنین فعالیت‌های متابولیکی در سلول‌ها هستند خبر داد.
وید هارپر، پروفسور آسیب شناسی مولکولی برت و ناتالی والی در دپارتمان زیست شناسی سلولی، می گویند: «عملکرد پروتئین، از جمله نقش آن در لیزوزوم، به نوعی یک جعبه سیاه باقی مانده است.
محققان در ابتدا با کمبود پروگرانولین سلولی انسان و مغز موش مواجه شدند، همچنین دریافتند که سلول‌های مغزی بیماران مبتلا به FTD، دارای تجمعی از گانگلیوزیدها هستند – لیپیدهایی که معمولاً در سراسر سیستم عصبی یافت می‌شوند.
در مرحله بعد، تیم از فناوری اخیراً توسعه یافته برای تصفیه لیزوزوم ها برای تجزیه و تحلیل انواع و مقادیر پروتئین ها و لیپیدهای موجود در آنها استفاده کرد.
با استفاده از این روش، دانشمندان دریافتند که لیزوزوم‌های موجود در این سلول‌ها و بافت‌های مغز مبتلا به FTD سطوح پروگرانولین و همچنین سطوح پایین‌تر از حد طبیعی لیپیدی به نام BMP را کاهش می‌دهند که برای تجزیه گانگلیوزیدها، معمولاً لازم هستند.
با این حال، زمانی که محققان BMP را به سلول‌ها اضافه کردند، مشاهده کردند که این سلول‌ها سطوح بسیار پایین‌تری از گانگلیوزیدها را انباشته می‌کنند.
یافته‌ها نشان می‌دهند که پروگرانولین در لیزوزوم‌ها به حفظ سطح BMP مورد نیاز برای جلوگیری از تجمع گانگلیوزیدها در سلول‌های مغزی کمک می‌کند – تجمعی که ممکن است به FTD کمک کند.
فارسر می گوید: “ما نقشی را برای پروگرانولین در حمایت از تجزیه مناسب گانگلیوزیدها کشف کرده ایم.”
والتر افزود: «مردم در حال حاضر روی درمان‌هایی کار می‌کنند که شامل دادن منبع پروگرانولین به بیماران است و نتایج ما با این رویکرد که به طور بالقوه از نظر درمانی مفید است، سازگار است.
او می‌گوید، علاوه بر این، ممکن است بتوان درمان هایی را توسعه داد که بر جایگزینی BMP به جای پروگرانولین تمرکز می کنند و بنابراین بخش متفاوتی از مکانیسم را هدف قرار می دهند.
محققان همچنین فکر می‌کنند که مکانیسم مشابه مبتنی بر لیزوزوم می‌تواند برای بیماری‌های عصبی فراتر از FTD مرتبط باشد – ایده‌ای که به گفته آنها به سرعت در این زمینه در حال گسترش است.
هارپر می گوید: «لیزوزوم ممکن است یکی از ویژگی‌های کلیدی بسیاری از بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی باشد – اما این بیماری‌ها احتمالاً همه به روش‌های مختلفی با لیزوزوم ارتباط دارند.
اکنون، محققان در حال مطالعه چندین ژن مرتبط با عملکرد لیزوزومی، از جمله ژن‌های مرتبط با بیماری‌های ذخیره‌سازی لیزوزومی، برای یافتن ارتباط بین آنها هستند.
سوال اصلی باقی مانده این است که چگونه پروگرانولین سطوح BMP را در مغز افزایش می دهد. برای توضیح بیشتر مراحل مکانیسمی که تیم کشف کرد و توضیح اینکه چگونه تجمع لیپید به دمانس شناختی تبدیل می شود، به مطالعات بیشتری نیاز دارد.
