پیشگیری از آلزایمر در افراد مبتلا به سندرم داون با شناسایی عاملی جدید

به گزارش چابک آنلاین به نقل از باشگاه خبرنگاران جوان، در اولین مطالعه از نوع خود، محققان سانفورد برنهام پربیس تغییرات مولکولی را در مغز پیر افراد مبتلا به سندرم داون کشف کردند که می‌تواند به توضیح چالش‌های شناختی آن‌ها، از جمله توسعه یکنواخت بیماری آلزایمر در این افراد در آینده کمک کند. این یافته‌ها که در Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده است، می‌تواند راه را برای درمان‌های جدید برای کمک به افراد مبتلا به سندرم داون و بیماری آلزایمر هموار کند.

جرولد چون، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: سطح بسیار بالایی از تنوع مولکولی و سلولی بر روی سلول‌های منفرد مغز تاثیر می‌گذارد که راه‌های جدیدی برای درک سندرم داون و بیماری آلزایمر فراهم می‌کند.

سندرم داون که به عنوان تریزومی ۲۱ نیز شناخته می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که بدن یک نسخه اضافی از کروموزوم ۲۱ انسان داشته باشد و در نتیجه به جای دو نسخه معمول، سه نسخه ایجاد شود. این بیماری که در حدود یک مورد از هر ۷۰۰ تولد رخ می‌دهد، شایع‌ترین اختلال کروموزومی است. علاوه بر چالش‌های شناختی مادام‌العمر، همه افراد مبتلا به سندرم داون در آینده در معرض تخریب عصبی هستند.

چون می‌گوید: تا زمانی که به ۴۰ سالگی می‌رسند، هر فرد مبتلا به سندرم داون مقداری آسیب شناسی آلزایمر را تجربه می‌کند. ما به دنبال کشف این موضوع بودیم که قبل از شروع بیماری آلزایمر در مغز چه اتفاقی می‌افتد.

در حالی که برخی از ژن‌ها و مسیر‌های بیوشیمیایی دخیل در ایجاد آلزایمر در افراد مبتلا به سندرم داون شناسایی شده است، تصویر بزرگتر، تغییرات سلولی و مولکولی که مسئول ایجاد این مسیر‌ها هستند، همچنان یک راز باقی مانده است.

برای بررسی این سوال، چون و تیمش ۲۹ مغز سندرم داون پس از مرگ را با استفاده از روشی به نام رونویسی تک هسته‌ای که به مولکول‌های RNA درون سلول‌های منفرد نگاه می‌کند، تجزیه و تحلیل کردند. از آنجایی که RNA پروتئین‌ها را کد می‌کند، دانستن توالی RNA نشان می‌دهد که کدام پروتئین‌ها احتمالا تولید می‌شوند و در حالی که این تکنیک به طور گسترده در بسیاری از زمینه‌ها استفاده می‌شود، هرگز در مغز سندرم داون استفاده نشده است. علاوه بر این، این مقاله نشان دهنده اولین استفاده منتشر شده از توالی یابی طولانی مدت در مغز انسان است که یک روش تعیین توالی ژنی دقیق‌تر و کمتر مستعد خطاست.

چون می‌گوید: مطالعه ما تغییرات ناشناخته‌ای را در انواع سلول‌های مغز نشان داد که شامل صد‌ها هزار RNA هرگز دیده نشده بود که با استفاده از تکنیک‌های استاندارد قابل مشاهده نیستند. اکنون می‌توان این‌ها را برای درک مغز در نظر گرفت.

مغز سندرم داون یک چشم انداز مولکولی غنی است

این تیم چندین جنبه منحصر به فرد از مغز مبتلا به سندرم داون را پیدا کردند که می‌تواند به شناسایی منشاء چالش‌های شناختی سندرم داون و آلزایمر کمک کند.  آن‌ها دریافتند که در سندرم داون، به طور کلی نورون‌های بازدارنده نسبت به تحریک کننده در مغز وجود دارد، به این معنی که تعداد نورون‌هایی که سیگنال‌های الکتریکی مغز را مسدود می‌کنند، بیشتر از نورون‌هایی هستند که آن‌ها را تحریک می‌کنند؛ آن‌ها همچنین افزایش زودهنگام و پایدار در میکروگلیا فعال شده، نوعی سلول مغزی که هدف نوظهوری برای درمان انواع رایج بیماری آلزایمر است، دریافتند.

چون می‌گوید: ما می‌توانیم این ویژگی‌های میکروگلیال را در مغز‌های جوان، خیلی قبل از وقوع آلزایمر ببینیم. این یافته میکروگلیا را به عنوان یک بازیکن برجسته و اولیه در مغز سندرم داون شناسایی می‌کند.

این تیم همچنین در هزاران RNA به نام اتصالات درون اگزونیک، علائم ویژه‌ای یافته‌اند، جایی که بخش‌های کد کننده پروتئین از مواد ژنتیکی به هم می‌پیوندند و مولکول‌های جدیدی را تشکیل می‌دهند. این اتصالات قبلا تنها در یک ژن به نام APP دیده شده بود که تصور می‌شود تغییرات آن باعث آلزایمر می‌شود.

وجود این اتصالات با پدیده‌ای در مغز به نام نوترکیب ژن سوماتیک مطابقت دارد: زمانی که DNA به ترکیبات ژنی جدید تبدیل می‌شود. نوترکیبی ژن سوماتیک قبلا توسط محققان برای عمل در بیماری آلزایمر پیشنهاد شده بود و این یافته‌های جدید این فرضیه را تقویت می‌کند.

چون می‌گوید: برای تایید اینکه آیا این RNA‌های جدید بازترکیب ژن سوماتیکی را منعکس می‌کنند یا از منبع دیگری می‌آیند، به مطالعات بیشتری نیاز است، اما با توجه به آنچه قبلا در مغز آلزایمر یافته‌ایم، این شواهد جدید سندرم داون به این سمت اشاره دارد و ما برای بررسی بیشتر آن هیجان‌زده هستیم.

اگرچه کار هنوز به پایان نرسیده است، اما این تحقیق گامی بی‌سابقه به جلو در نگاه به نوروبیولوژی سندرم داون در طول عمر است و راه‌های جدیدی برای تحقیق ایجاد می‌کند.

چون می‌گوید: این شگفت‌انگیز است که افراد مبتلا به سندرم داون در حال حاضر طولانی‌تر از هر مقطع دیگری از تاریخ زندگی می‌کنند و ما امیدواریم که تحقیقات ما در نهایت به بهبود کیفیت زندگی آن‌ها در تمام سنین کمک کند.