اكتشاف جديد للمساعدة في استعادة الذاكرة لدى مرضى الزهايمر

يُصيب مرض الزهايمر، السبب الرئيسي للخرف، ما يقرب من 40 مليون شخص حول العالم، مما يؤدي إلى فقدان تدريجي للذاكرة والاستقلالية.

ورغم الأبحاث المكثفة التي أجريت على مدى العقود الماضية، لم يُعثر على علاجات قادرة على إيقاف أو عكس تطور هذا المرض المُدمر.

بروتين تاو والزهايمر

في مرض الزهايمر، يُعد بروتين تاو أحد العوامل الرئيسية المساهمة في خلل وظائف الخلايا العصبية.

يلعب تاو عادةً دورًا حاسمًا في الحفاظ على استقرار البنية الداخلية للخلايا العصبية، كما تساعد مسارات القطارات على البقاء على مسارها.

ومع ذلك، في بعض الأمراض، يخضع تاو لتعديلات غير طبيعية ويبدأ بالتجمع، مما يُعطل نظام النقل هذا، مما يؤدي إلى تلف الخلايا العصبية وفقدان الذاكرة.

أعلن فريق دولي من الباحثين عن آلية جديدة يُمكن من خلالها تعزيز المستقلب الطبيعي NAD⁺ لحماية الدماغ من التنكس المرتبط بمرض الزهايمر.

نُشرت ورقتهم البحثية، المعنونة "NAD⁺ يعكس العيوب العصبية لمرض الزهايمر من خلال تنظيم الربط التفاضلي للحمض النووي الريبوزي البديل لـ EVA1C"، في مجلة Science Advances.

يتولى قيادة الفريق الأستاذ المشارك إيفاندرو في فانج من جامعة أوسلو ومستشفى جامعة أكيرشوس في النرويج، بالتعاون مع الأستاذ أوسكار جونهونج لوه من جامعة جينان في الصين، والأستاذة المشاركة جوانا م. سيلفا من جامعة مينهو في البرتغال.

كيف يدعم NAD⁺ صحة الدماغ؟

NAD⁺ ( نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد ، الشكل المؤكسد) هو مُستقلب حيوي يُشارك في استقلاب الطاقة والمرونة العصبية في الجسم. يتراجع مستواه عادةً مع التقدم في السن، وخاصةً في الأمراض العصبية التنكسية المختلفة.

أظهرت الدراسات الأولية أن تناول مكملات مركبات NAD⁺، مثل ريبوسيد النيكوتيناميد (NR) أو أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد (NMN)، يمكن أن يُقدم فوائد علاجية في نماذج الحيوانات المصابة بمرض الزهايمر وفي التجارب السريرية المبكرة.

ومع ذلك، لا تزال الآليات الجزيئية الكامنة وراء هذه الفوائد غير واضحة إلى حد كبير، وفقًا للمؤلفة الرئيسية أليس رويكسوي آي.

تكشف الدراسة الجديدة أن NAD⁺ يعمل من خلال مسار ربط الحمض النووي الريبوزي (RNA) لم يُحدد سابقًا. يُنظم هذا المسار بروتين يُسمى EVA1C، والذي يلعب دورًا أساسيًا في عملية ربط الحمض النووي الريبوزي.

يسمح ربط الحمض النووي الريبوزي لجين واحد بإنتاج أشكال متعددة من البروتين، وقد يُظهر أحد الأشكال تأثيرات مميزة عن الأشكال الأخرى. يُعد اختلال تنظيمه أحد أكثر عوامل الخطر المُعترف بها مؤخرًا لمرض الزهايمر.

اكتشف الباحثون أنه عند زيادة مستويات NAD⁺، يُساعد EVA1C على تصحيح أخطاء ربط الحمض النووي الريبوزي (RNA).

تُحسّن عملية الاستعادة هذه وظائف مئات الجينات، العديد منها أساسي لصحة الدماغ، مما يُساعد في عكس الضرر العصبي التنكسي الذي يُسببه تاو.

ولإثبات تأثير هذه الآلية، استخدم الباحثون نهجًا شاملًا يتضمن التنبؤات الحاسوبية والتحقق من صحتها في نماذج حيوانية مختلفة، بما في ذلك الديدان والفئران، بالإضافة إلى عينات من الدماغ البشري.

حدّدوا أولاً التغيرات المرتبطة بالعمر في عملية ربط الحمض النووي الريبوزي (RNA) لدى نوع معين من الديدان، ووجدوا أن إضافة NAD⁺ يمكن أن يُصحّح مشاكل الربط التي يسببها بروتين تاو السام، في الفئران التي تعاني من طفرات مرتبطة ببروتين تاو، حسّنت مكملات NAD⁺ عملية ربط الحمض النووي الريبوزي، واستعادت وظائف الدماغ، وحسّنت أداء الذاكرة.

"من الجدير بالذكر أننا وجدنا أنه عندما تم تعطيل جين EVA1C، تم فقدان هذه الفوائد، مما يؤكد أن EVA1C ضروري للحماية العصبية بوساطة NAD⁺"، كما يقول الأستاذ المشارك إيفاندرو في فانغ ستافيم.

وبالتوافق مع هذه الدراسات التي أجريت على الحيوانات، انخفضت مستويات EVA1C بشكل ملحوظ في خلايا المخ لدى الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر في مراحله المبكرة.

استخدام الذكاء الاصطناعي لكشف الآلية

وللتحقق بشكل أعمق من كيفية عمل EVA1C، استخدم الفريق منصة تعتمد على الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بكيفية تفاعل البروتينات مع بعضها البعض، وتحليل البيانات البنيوية والمتسلسلة والتطورية من ملايين البروتينات.

كشف هذا التحليل أن NAD⁺ يعزز شكلاً محدداً من EVA1C يرتبط بكفاءة بالبروتينات الأساسية، التي تُعدّ أساسيةً لطي البروتينات وتنقيتها.

يربط هذا الارتباط بين التوازن الأيضي، وعمليات ربط الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وإدارة البروتينات، وهي ثلاث عمليات تُعاني من ضعف شديد في مرض الزهايمر.

نحو علاجات جديدة لمرض الزهايمر

من خلال إقامة العلاقة بين NAD⁺ وEVA1C، تضع هذه الدراسة الأساس لتطوير علاجات جديدة وتحسين استراتيجيات زيادة NAD⁺ لدى البشر.

وقال آي: "نقترح أن الحفاظ على مستويات NAD⁺ يمكن أن يساعد في الحفاظ على الهوية العصبية وتأخير التدهور المعرفي ، مما يمهد الطريق للعلاجات المركبة لتعزيز ربط الحمض النووي الريبي".