هپاران سولفات تشکیل رسوب آمیلوئیدی را در اندام های مختلف تقویت می کند

29 ژوئن 2021- در بیماری های آمیلوئیدی(آمیلوئیدوز)، از جمله آلزایمر، پارکینسون، دیابت نوع 2 و سایر بیماری های تهدید کننده زندگی، پروتئین ها یا پپتیدهایی که در حالت عادی محلول هستند، بصورت فیبرهای آمیلوئیدی نامحلول یا رسوباتی در می آیند که بیماریزا هستند. وقتی این اتفاق در اندام های حیاتی، مانند مغز، کلیه، کبد و قلب رخ دهد، باعث آسیب به اندام ها و در صورت عدم درمان، منجر به مرگ می شود. متأسفانه، گزینه های درمانی موجود برای این بیماریها، بسیار محدود است.

اکنون یک مطالعه جدید از محققان دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون(BUSM)، اطلاعات بیشتری را در مورد نقش هپاران سولفات و بیوپلیمرهای مرتبط با آن مانند هپارین،- که به عنوان رقیق کننده خون شناخته می شود-، در تقویت تشکیل رسوب آمیلوئیدی در اندام های مختلف ارائه داده است.

محققان توضیح دادند که چگونه بیوپلیمرهای باردار که سطوح سلول را می پوشانند، مانند پروتئوگلیکان های هپاران سولفات، باعث ایجاد آمیلوئیدهای پاتولوژیک در بیماری های کشنده ی انسانی از جمله بیماری آلزایمر، انسفالوپاتی آسیب زای مزمن، آمیلوئیدوز مرتبط با التهاب و بسیاری دیگر می شود.

مدت هاست که محققان می دانند هپاران سولفات سبب تسریع تجمع آمیلوئید در پروتئین های مختلف می شود. اما علت این اتفاق نامشخص بود. پرفسور اولگا گورسکی، نویسنده ی راهبر این مقاله و استاد فیزیولوژی و بیوفیزیک در BUSM، گفت: ما اولین مدل ساختاری دقیق را ارائه داده ایم که نشان می دهد چگونه هپاران سولفات می تواند به تجمع پروتئین به شکل آمیلوئید کمک کند.

به گفته ی محققان، مولکول هایی مانند هپاران سولفات، شرکت کنندگان فعالی در ایجاد رسوب آمیلوئیدی در بدن هستند.

امیلی لوکوویچ، دانشجوی دکترای بیوفیزیک و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: هدف قرار دادن فعل و انفعالات این مولکولها با آمیلوئید، به عنوان اهداف درمانی پیشنهاد شده است. با درک چگونگی تعامل بیوپلیمرهای باردار با تجمعات آمیلوئیدی در سطح مولکولی، می توان شروع به طراحی مهار کننده هایی برای جلوگیری از این فعل و انفعالات پاتولوژیک(آسیب زا) کرد.

محققان از طیف سنجی و میکروسکوپ الکترونی برای بررسی فعل و انفعالات پروتئین-هپارین استفاده کردند. این پروتئین ها شامل پروتئین هایی مانند apoA-I اکسید شده یانسانی هستند که در بیماری های قلبی عروقی، به شکل آمیلوئید رسوب می کنند. تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که هپارین باعث افزایش سرعت تشکیل هسته ی آمیلوئیدی و رشد آن در این پروتئین و سایر پروتئین ها می شود.

برای توضیح چرایی این اتفاق، آنها سپس مطالعات محاسباتی را با استفاده از ساختارهای اتمی فیبریل های آمیلوئید انجام داده و دریافتند كه آمیلوئیدهای استخراج شده از بدن بیماران حاوی مولكول های شبه هپارینی هستند كه با بیماری های كشنده انسانی مانند آلزایمر یا انسفالوپاتی تروماتیک مزمن مرتبط هستند.

بیماری های آمیلوئیدی اختلالات صعب العلاجی هستند که صدها میلیون نفر در سراسر جهان از آنها رنج می برند و یک چالش عمده بهداشت عمومی قرن 21 هستند. تحقیقاتی از این قبیل به طراحی داروهای هدفمند برای این بیماری های مهلک کمک می کند. لوکوویچ اضافه کرد: هدف قرار دادن درمانی آمیلوئیدوز به درک روشنی از عواملی که باعث رسوب آمیلوئید می شوند یا از آن جلوگیری می کنند، نیاز دارد. این تحقیق ما را یک گام به سمت طراحی درمانهای خاص برای بیماریهای آمیلوئیدی نزدیک کرد.

این یافته ها بصورت آنلاین در مجلهTrends in Biochemical Sciences (TiBS، Cell Press) منتشر شد.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20210629/New-study-reveals-how-heparan-sulfate-promotes-amyloid-deposition-in-various-organs.aspx