محققان کلاس جدیدی از پروتئین های محافظ سیناپس را در مغز کشف کردند

17 ژوئیه 2020- محققان مرکز علوم بهداشتی دانشگاه تگزاس در سان آنتونیو، کلاس جدیدی از پروتئین ها را کشف کرده اند که از سیناپس ها در برابر تخریب محافظت می کنند. سیناپس ها ساختارهایی هستند که در آنجا پالس های الکتریکی از یک نورون به دیگری منتقل می شوند.

این کشف، که در 13 ژوئیه در مجله Nature Neuroscience منتشر شد، پیامدهایی در زمینه بیماری آلزایمر و اسکیزوفرنی دارد. محققان گفتند در صورت اثبات، افزایش تعداد این پروتئین های محافظ می تواند یک روش درمانی جدید برای مدیریت این بیماری ها باشد.

در بیماری آلزایمر، از دست دادن سیناپس ها منجر به مشکلات حافظه و سایر علائم بالینی می شود. در اسکیزوفرنی، از دست دادن سیناپس در طول رشد ، فرد را مستعد این اختلال می کند.

پرفسور Gek-Ming Sia ، نویسنده ی ارشد این مطالعه و استادیار فارماکولوژی در مرکز علوم بهداشتی دانشگاه تگزاس، گفت: ما در حال مطالعه ی یک مسیر سیستم ایمنی در مغز هستیم که وظیفه ی آن از بین بردن سیناپس های اضافی است که به نام سیستم کمپلمان یا complement system معروف است. پروتئین های سیستم کامپلمان بر روی سیناپس ها رسوب می کنند و در واقع به عنوان سیگنالهایی عمل می كنند كه سلولهای ایمنی بدن به نام ماكروفاژها را دعوت كنند تا در حین رشد سیناپس های اضافی را خورده و پاکسازی کنند. ما پروتئین هایی را کشف کردیم که این عملکرد را مهار می کنند و در اصل به عنوان سیگنال های "مرا نخورید" عمل می کنند تا از تخریب سیناپس ها جلوگیری و از آنها در برابر عملکرد ماکروفاژها محافظت کنند.

این سیستم گاهی دچار اختلال می شود

در طول رشد، تعداد بیش از حدی سیناپس تولید می شود، بطوریکه انسانها در سنین 12 تا 16 سالگی بیشترین سیناپس ها را دارند و از آن زمان تا حدود 20 سالگی، حذف خالص سیناپس ها رخ می دهد که یک بخش عادی از بلوغ مغز است. این فرآیند نیاز به سیستم کمپلمان دارد.

در بزرگسالان، تعداد سیناپس ها به عدد پایداری می رشد، که نتیجه ی تعادل بین حذف سیناپس و شکل گیری آنها است. اما در برخی بیماریهای نورولوژیکی، مغز به نوعی دچار آسیب شده و شروع به تولید بیش از حد پروتئین های کمپلمان می کند که منجر به از دست رفتن بیش از حد سیناپس ها می شود.

دکتر Sia ، گفت: این مهمترین چیزی است که در بیماری آلزایمر رخ می دهد. محققان دریافته اند که در مدل های موش برای بیماری آلزایمر، حذف پروتئین های کمپلمان، از مغز در برابر تخریب محافظت می کند.

او افزود: ما از عملکرد پروتئین های کمپلمان اطلاع داشتیم، اما هیچ اطلاعاتی در مورد وجود مهارکننده های سیستم کمپلمان در مغز نداشتیم. ما برای اولین بار فهمیدیم که این مهار کننده ها وجود دارند، و بر فعال سازی کمپلمان در مغز تأثیر می گذارند، تا از سیناپس ها در برابر فعال سازی کمپلمان محافظت می کنند.

جهت تحقیقات در آینده

دکتر Sia و همکارانش به دنبال پاسخگویی به سؤالات جالب، از جمله موارد زیر هستند:

•         اینکه زیست شناسی سیستم کمپلمان می تواند توضیح دهد که چرا برخی از مردم در برابر برخی از اختلالات روانی مقاوم تر و انعطاف پذیرتر هستند؟

•         چگونه می توان تعداد مهارکننده های کمپلمان را تغییر داد و آیا این کار می تواند دارای نتایج بالینی باشد؟

•         آیا سلولهای عصبی مختلف، مهار کننده های کمپلمان مختلفی را تولید کنند، که هرکدام از زیر مجموعه مشخصی از سیناپس ها محافظت می کنند؟

در مورد آخرین سؤال، دکتر Sia گفت: این می تواند توضیح دهد كه چرا در برخی از بیماری ها، از بین رفتن ترجیحی برخی سیناپس ها مشاهده می شود. همچنین می تواند توضیح دهد كه چرا بعضی از افراد مستعد تخریب سیناپس هستند، زیرا ممکن است سطح مهار كننده های کمپلمان خاصی در آنها پایین تر از حد طبیعی باشد.

محققان روی یک مهارکننده کمپلمان عصبی به نام SRPX2 متمرکز شدند. این مطالعات بر روی موشهایی انجام شد که فاقد ژن SRPX2 بودند، محققان دریافتند که در این گروه از موشها، سیستم کمپلمان بیش از حد فعال است و سبب تخریب بیش از حد سیناپس می شود. تحقیقات در این زمینه ادامه دارد.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20200717/Researchers-discover-a-new-class-of-synapse-saving-proteins.aspx