اكتشاف بروتين مرتبط بإيقاع الساعة البيولوجية يساعد في إبطاء مرض ألزهايمر

تشير دراسة جديدة إلى أن بروتينا في الدماغ قد يربط مرض ألزهايمر بخلل في إيقاعات الساعة البيولوجية، ما يشير إلى هدف علاجي مستقبلي لإبطاء مسار المرض.

ويقول الباحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس إن أحد الأدلة على الارتباط بين مرض ألزهايمر والخلل الوظيفي اليومي، قد يكمن في بروتين الدماغ YKL-40.

وفي الدراسة التي نُشرت في 16 ديسمبر في مجلة Science Translational Medicine، أفاد الباحثون أن YKL-40 تنظمه جينات الساعة البيولوجية ويشارك في إزالة التراكم السام المحتمل لبروتينات ألزهايمر في الدماغ.

وعلاوة على ذلك، وجد الفريق أن مرضى ألزهايمر الذين يحملون متغيرا جينيا يقلل من مستويات YKL-40 يحافظون على قدراتهم الإدراكية لفترة أطول من الأشخاص الذين لا يمتلكون المتغير.

وقال كبير مؤلفي الدراسة، إريك موسيك، الحاصل على الدكتوراه في الطب، والأستاذ المشارك في طب الأعصاب: “إذا كانت ساعتك البيولوجية مضطربة لسنوات وسنوات، بحيث تعاني بشكل روتيني من اضطراب النوم ليلا وقيلولة أثناء النهار، فإن التأثير التراكمي لخلل التنظيم المزمن يمكن أن يؤثر على مسارات الالتهاب بحيث تتراكم المزيد من لويحات الأميلويد (وهي واحدة من العلامات المميزة لمرض ألزهايمر). نأمل أن يؤدي فهم أفضل لكيفية تأثير الساعة البيولوجية على YKL-40 إلى استراتيجية جديدة لتقليل الأميلويد في الدماغ”.

ويتم ضبط إيقاعاتنا اليومية بواسطة ساعة رئيسية في الدماغ تحركها دورة الليل والنهار. وتحتفظ كل خلية أيضا بساعة داخلية خاصة بها، مرتبطة بالساعة الرئيسية. وتتنوع مجموعة كبيرة من العمليات البيولوجية بشكل مدهش، من امتصاص السكر إلى درجة حرارة الجسم إلى الاستجابات المناعية والالتهابية، حسب الوقت من اليوم.

وعلى الرغم من أن ضعف الساعة البيولوجية يؤثر على العديد من جوانب الصحة والمرض، إلا أنه من السهل اكتشافه من اضطرابات النوم، مثل صعوبة النوم أو الاستمرار في النوم ليلا وزيادة النعاس أثناء النهار. ومثل هذه المشاكل شائعة لدى الأشخاص المصابين بمرض ألزهايمر، حتى أولئك الذين في المرحلة الأولى من المرض، عندما تبدأ لويحات الأميلويد في التكون ولكن الأعراض المعرفية لم تظهر بعد.

وكان الدكتور موسيك، الذي ركز عمله لفترة طويلة على الرابط بين إيقاع الساعة البيولوجية والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض ألزهايمر، يجري فحصا للجينات التي تنظمها الساعة البيولوجية عندما لفت انتباهه جين معين.

وقال: “ظهر بروتين YKL-40 منظما بدرجة عالية بواسطة جينات الساعة. وكان هذا مثيرا للاهتمام حقا لأنه علامة بيولوجية معروفة لمرض ألزهايمر”.

وأجرى الباحثون تجارب على نماذج الفئران المصابة بداء ألزهايمر المعرضة لتطوير لويحات الأميلويد، وقاموا بتعديل عدد منها وراثيا لكي تفتقر إلى البروتين YKL-40، بينما ظلت مجموعة أخرى غير معدلة.

وبمجرد أن بلغ عمر الفئران ثمانية أشهر (أي أصبحت مسنة وفقًا لمعايير الفئران)، فحص الباحثون أدمغة الحيوانات.

ووجدوا أن الفئران المعرضة للأميلويد التي لا تحتوي على YKL-40 طورت فقط حوالي نصف كمية الأميلويد مقارنة بتلك الحيوانات التي تحمل البروتين.

وعادة ما تكون لويحات الأميلويد محاطة بخلايا مناعية تسمى الخلايا الدبقية الصغيرة التي تساعد على منع انتشار اللويحات. وفي الفئران التي تفتقر إلى YKL-40، كانت الخلايا الدبقية الصغيرة أكثر وفرة وأكثر استعدادا لاستهلاك وإزالة الأميلويد.

وقال موسيك: “من المحتمل أن يكون بروتين YKL-40 هذا بمثابة معدل لمستوى تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة في الدماغ. وعندما تتخلص من البروتين، يبدو أن الخلايا الدبقية الصغيرة أكثر نشاطا لتلتهم الأميلويد. إنه شيء خفي، تعديل في النظام، ولكنه يبدو كافيا لتقليل العبء الكلي للأميلويد بشكل كبير”.

وتوصل الفريق إلى أن بروتين YKL-40 يسرع التسبب في مرض ألزهايمر، ربما عن طريق تغيير الوظيفة الدبقية في الدماغ.

وأوضح الباحثون أنه عند التخلص من البروتين، يبدو أن الخلايا الدبقية الصغيرة تكون أكثر نشاطا لتلتهم الأميلويد.

ويقترح الفريق أنه يمكن تحديد بروتين YKL-40 الناتج عن جين Chi3l1، كهدف علاجي محتمل لإبطاء تقدم مرض ألزهايمر، ويوفر نظرة ثاقبة لتنظيم الالتهاب العصبي بواسطة الساعة البيولوجية للخلايا النجمية (أكبر الخلايا الدبقية وأكثرها أهمية).