واسطه ی کلیدی اختلال عصبی در بیماریهای اعصاب شناسایی شد

22 نوامبر 2021- محققان دانشگاه ایالتی Wright، مولکولی را شناسایی کرده اند که ساختار بسیار تخصصی نورون های مغز را مختل می کند، یافته ای که می تواند درک عوارض عصبی در بیماری ها را گسترش دهد.

این تحقیق که توسط محقق فوق دکترا Ryan Griggs، و Duc Nguyenدانشجوی فارغ التحصیل فیزیولوژی و علوم اعصابدر گروه علوم اعصاب، زیست شناسی سلولی و فیزیولوژی دانشگاه ایالتی رایت هدایت گردید، درeNeuro، مجله علمی معتبر انجمن علوم اعصاب منتشر شد.

محققان نوشتند: این یافته‌ها می‌تواند به طور قابل‌توجهی بر درک عوارض عصبی در چندین حالت بیماری تأثیر بگذارد و از ارتباط پاتوفیزیولوژیکی گسترده‌ای برخوردار است.

این پروژه تحقیقاتی در سال 2016 آغاز شد، زمانی کهNguyen  و همکار دانشجوی او Jeneane Jaber به تیم تحقیقاتی رو به رشد به رهبری پرفسور Keiichiro Susuki، دانشیار علوم اعصاب، زیست شناسی سلولی و فیزیولوژی اضافه شدند.

گریگز گفت تیم ما مشتاق مطالعه ی ارتباط بین ساختار و عملکرد عصبی و چگونگی تغییر این رابطه در بیماری‌های سیستم عصبی بود.ما معتقدیم که بیماری های عصبی ممکن است به دلیل تغییرات کوچک در نورون های مغزی که عملکرد طبیعی آنها را تغییر می دهد، ایجاد شوند.

این پروژه بر شبکه های سلول های عصبی و اتصالات آنها متمرکز بود. گریگز گفت: برای ایجاد درمان‌های جدید اصلاح‌کننده ی بیماری‌های عصبی، به جای درمان فقط علائم، مکانیسم‌هایی که باعث شروع و حفظ عملکرد و اختلال عملکرد سیستم عصبی می‌شوند، باید در سطح شبکه درک شوند.

تحقیقات قبلی نشان داده بود که تغییرات کوچکی در بخش اولیه ی آکسون عصبی، -که یک ساختار مولکولی بسیار تخصصی است که ارتباط الکتریکی بین نورون‌ها را تنظیم می‌کند-، در مدل‌های موشهای مبتلا به بیماری آلزایمر، مولتیپل اسکلروزیس یا درد مزمن نوروپاتیک، رخ می دهد.

محققان دانشگاه ایالتی رایت اخیراً تغییرات مشابهی را در بخش اولیه آکسون در مغز موش‌های مبتلا به دیابت نوع 2 نیز کشف کردند. این یافته‌ها در سال‌های 2018 و 2019 توسط پرفسور Leonid Yermakov، زمانی که اودانشجوی دکتری در آزمایشگاه سوسوکی بود، منتشر شد.

محققان فکر می کردند عاملی که می تواند در این تغییرات دخیل باشد، مولکولی به نام متیل گلیوکسال(methylglyoxal) است که در سلول های بدن هنگام تجزیه ی گلوکز تولید می شود. مطالعات نشان می دهد که متیل گلیوکسال در بیماران دیابتی افزایش می یابد.

گریگز گفت: تحقیق ما یکی از اولین مطالعاتی است که به وضوح یک عامل بیماری - متیل گلیوکسال - را شناسایی می کند که باعث ایجاد اختلال در یک ساختار حیاتی و بسیار تخصصی در نورون ها، یعنی بخش اولیه آکسون می شود.

محققان متیل گلیوکسال را به محیط کشت نورونها اضافه کردند و دریافتند که طول بخش اولیه آکسون کاهش می یابد، یک تغییر ساختاری ظریف اما بالقوه معنی دار. آنها گفتند که مهمتر از همه، مقدار متیل گلیوکسالی است که به محیط اضافه کردیم که مشابه با سطوح بالای متیل گلیوکسال موجود در بیماران یا موش های مبتلا به دیابت نوع 2 است.

قرار دادن سلول ها در معرض متیل گلیوکسال منجر به تغییرات عملکردی عصبی در سطح سلولی و شبکه شد. محققان کاهش فعالیت در شبکه‌های نورون‌ها و تغییر تحریک‌پذیری را در تک نورون‌ها پس از قرار دادن کشت‌ها در معرض متیل گلیوکسال به مدت سه ساعت مشاهده کردند. اما این تغییرات در عرض 24 ساعت ناپدید شده و یا بهبود یافتند.

دکتر گریگز می گوید: این نتایج با تفکر اولیه ما که تغییرات ساختاری در بخش اولیه آکسون، مانند کوتاه شدن طول آن، همزمان با اختلال عملکرد عصبی رخ می دهد، متناقض بود. هدف تحقیقات آینده ما این است که مکانیسم عمل متیل گلیوکسال را در بروز این تغییرات ساختاری و عملکردی کشف کنیم و همچنین عدم تطابق ظاهری در رابطه ی زمانی بین اختلال در ساختار و عملکرد عصبی مشاهده شده را توضیح دهیم.

گریگز گفت: چالش برانگیزترین بخش تحقیق انجام آزمایشات با استفاده از تکنیک های جدید مانند کشت سلول های عصبی و ضبط های الکتروفیزیولوژیکی آرایه چند الکترودی بود.اما ما با کمک پروفسور پیتر ونر، و پرفسور کارلوس گونزالس-ایسلاس، در دانشگاه اموری، این کارها را انجام دادیم.

دکتر گریگز افزود: ما اکنون همه منابع و تمام تکنیک ها و ابزارهای جدید را در اختیار داریم تا عمیق تر به این فرضیه بپردازیم که متیل گلیوکسال واسطه اصلی اختلال در بخش اولیه ی آکسون در دیابت نوع 2 است. واقعاً تعهد دانشجویان و جامعه تحقیقاتی مشارکتی و حمایتی در ایالت رایت انجام این مطالعه را ممکن کرد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-11-key-neuronal-disruption-neurological-disease.html