مستقبل في الدماغ – مفتاح محتمل لإطالة العمر وتطوير علاج لمرض الزهايمر

اكتشف باحثون في جامعة تل أبيب طريقة عمل IGF-1R، وهو مستقبل مرتبط بمتوسط ​​العمر المتوقع ومرض الزهايمر والسرطان وظواهر أخرى.

يفتح البحث الرائد من جامعة تل أبيب نافذة لفهم وظيفة ودور المستقبل الأساسي الموجود في كل خلية في جسمنا. ويمكن استخدام الأفكار الجديدة كأساس لتطوير علاجات مستقبلية لمرض الزهايمر، وحتى لإبطاء عملية الشيخوخة.

والمستقبل، واسمه العلمي IGF-1R، معروف لدى الباحثين منذ زمن طويل بأنه بروتين متعدد الوظائف، يشارك في العديد من العمليات: بدءا من تطور الأجنة ونمو الأطفال، مرورا بالأورام السرطانية، وانتهاء بالشيخوخة. انطلقت مجموعة من الباحثين من جامعة تل أبيب، بقيادة الدكتورة إينا سلوتسكي من كلية الطب وكلية ساغول لعلم الأعصاب، لدراسة طريقة عمل IGF-1R في الدماغ، والعلاقة بينه وبين مرض الزهايمر، الذي يميز الشيخوخة. كشفت الأبحاث الأساسية، التي تناولت مستوى الجزيئات والخلية الفردية، عن طبقة عميقة وجوهرية في نشاط الدماغ، سواء في الحالة الطبيعية أو في الحالات المرضية.

تم إجراء البحث فعلياً من قبل طالبة الدكتوراه نيتا غازيت، بالتعاون مع الباحثين الدكتورة إيرينا فيرتكين، والدكتورة إيلانا شابيرا، وآدن شلوموفيتز، ومايان شيفا، ويائيل مور من مختبر الدكتور سلوتسكي، ومع باحثين من جامعة غوتنغن في ألمانيا. .

ونشرت الدراسة في مجلة نيورون في فبراير 2016.

نقل المعلومات بين الخلايا العصبية
يقول الدكتور سلوتسكي: "في عام 2009، نُشرت دراستان أظهرتا أن انخفاض كمية مستقبل IGF-1R يرتبط بتحسن في وظائف المخ وضعف الأمراض المرتبطة بمرض الزهايمر في الفئران في نموذج الزهايمر". . "أردنا معرفة سبب وكيفية حدوث ذلك، ولكن في بداية عملنا وجدنا أنه لا يُعرف سوى القليل جدًا عن نشاط IGF-1R في نقل المعلومات في الدماغ بشكل عام - وقبل كل شيء في الدماغ السليم. ولهذا السبب قررنا "الرجوع خطوة إلى الوراء"، وفحص عمل وتأثير المستقبل في الدماغ - أولاً في حالة طبيعية، وبعد ذلك فقط في حالة مرض الزهايمر."

وركز الباحثون على منطقة الحصين في الدماغ، وهي نفس المنطقة المسؤولة عن الذاكرة والتعلم في الدماغ، والتي من المعروف أنها تتضرر بشكل كبير لدى مرضى الزهايمر. وباستخدام شرائح الدماغ ومزارع خلايا الحصين، فحصوا في المختبر تفاعل المستقبل مع البروتينات المختلفة، وتأثير الإجراءات على مرور المعلومات في المشابك العصبية - نقاط الاتصال بين الخلايا العصبية في الدماغ.

يوضح الدكتور سلوتسكي: "نحن نعرف نوعين من نقل المعلومات بين الخلايا العصبية في الدماغ: الغالبية العظمى من النشاط هو نقل معلومات واضحة ومحددة، ناتجة عن التحفيز الكهربائي؛ بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا قدر صغير من نقل المعلومات التلقائي والعشوائي، دون تحفيز كهربائي، والذي لا نعرف وظيفته، ويشار إليه أحيانًا باسم "الضوضاء". وكانت النتيجة الأكثر إثارة للاهتمام في دراستنا هي تأثير مادة مثبطة، تقلل من نشاط IGF-1R، على كلا النوعين من نقل المعلومات: اكتشفنا أنه عندما يتم تثبيط المستقبل، يحدث انخفاض في نقل المعلومات الناتج عن الكهرباء. المحفزات، وفي المقابل، زيادة في نقل المعلومات التلقائية. والنتيجة العامة هي انخفاض كبير في النشاط العام للدماغ." وفي وقت لاحق، كشف الباحثون عن آليتين جزيئيتين تتوسطان هذه الظواهر، وهما موجودتان في الميتوكوندريا في الخلية (عضية تنتج الطاقة، وتعتبر "مركز الطاقة" لجميع خلايا الجسم).

نهج جديد لمرض الزهايمر
ويلخص الدكتور سلوتسكي: "إن إحدى الظواهر المعروفة لدى الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بمرض الزهايمر هي زيادة النشاط غير الطبيعي للخلايا العصبية في الحصين. لقد أظهرنا أن إضافة مثبط IGF-1R، الذي يسبب انخفاضًا في نشاط المستقبل، يقلل أيضًا من نشاط المشابك العصبية للخلايا العصبية في الحصين. ولذلك ننصح الآن باختبار فعالية المادة المثبطة كأسلوب جديد لعلاج نشاط الدماغ غير الطبيعي، والذي يسبب الفشل الإدراكي لدى مرضى الزهايمر. بالإضافة إلى ذلك، بما أنه من المعروف أن خطر الإصابة بمرض الزهايمر يزيد مع تقدم العمر، ويلعب IGF-1R دورًا مركزيًا في تحديد متوسط ​​العمر المتوقع، فقد تكون هناك خطوة أولى في فهم العلاقة السببية بين نشاط الدماغ والشيخوخة، وبالتالي تطوير أدوية إضافية من شأنها إطالة حياتنا."