پروتئین تائو برخلاف تصورات نقشی حیاتی در محافظت از مغز دارد

به گزارش مجله خبری نگار/برنا؛ یک مطالعه جدید، تا حدودی پروتئین تائو را نجات داده است، پروتئینی که تا به حال با توسعه بیماری آلزایمر مرتبط شناخته می‌شد. به نظر می‌رسد این پروتئین نقش «قهرمانانه‌ای» دارد و به محافظت از مغز در برابر رادیکال‌های آزاد مضر کمک کرده و روند پیری سالم را ترویج می‌کند.

مدتی است که پروتئین تائو به عنوان یک عامل منفی شناخته می‌شود. محققان به طور مداوم ارتباطی بین آلزایمر (و برخی دیگر از اختلالات عصبی) و تجمعات سمی پروتئین در مغز پیدا کرده‌اند. بنابراین، توجه زیادی به توسعه روش‌هایی برای پاکسازی این تجمعات بیمارگونه معطوف شده است.

اما یک مطالعه جدید، که توسط محققان کالج پزشکی بایلور (BCM) و مؤسسه تحقیقاتی عصبی دانکن (Duncan NRI) در بیمارستان کودکان تگزاس انجام شده است، نشان داده که پروتئین تائو نقش «قهرمانانه‌ای» دارد و از مغز در برابر رادیکال‌های آزاد مضر محافظت کرده و پیری سالم را ترویج می‌کند.

لیندسی گودمن، پژوهشگر فوق دکترا در بخش ژنتیک مولکولی و انسانی در BCM و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: رادیکال‌های آزاد محصول طبیعی عملکرد‌های مختلف سلولی در بدن هستند.
وی افزود: در حالی که سطح پایین رادیکال‌های آزاد مفید است، مقادیر زیاد آنها به سلول‌ها آسیب می‌زند، زیرا تولید اشکال سمی دیگر مولکول‌ها را تحریک می‌کند که باعث استرس اکسیداتیو می‌شود، از جمله لیپید‌های پراکسیده‌شده.

سلول‌های مغزی به مقدار زیادی اکسیژن برای عملکرد نیاز دارند. متابولیسم اکسیژن، مولکول‌های ناپایداری به نام رادیکال‌های آزاد تولید می‌کند که در مقادیر سالم به رشد و عملکرد شناختی سلول‌های مغزی کمک می‌کنند. این رادیکال‌ها ناپایدار هستند، زیرا تعداد الکترون‌هایشان فرد است. آنتی‌اکسیدان‌ها با اهدا کردن یکی از الکترون‌های خود، این رادیکال‌ها را تثبیت کرده و آسیب‌هایی که به وجود می‌آورند را کاهش می‌دهند.

استرس اکسیداتیو زمانی رخ می‌دهد که تولید و تجمع رادیکال‌های آزاد در سلول‌ها نامتعادل باشد. استرس اکسیداتیو طولانی‌مدت باعث آسیب به سلول‌های مغزی و پروتئین‌ها، لیپید‌ها و DNA آنها می‌شود، که می‌تواند به پیری و ایجاد شرایطی مانند سرطان، دیابت و بیماری پارکینسون کمک کند. پراکسیداسیون لیپید‌ها فرآیندی است که باعث تخریب لیپید‌های سلولی توسط رادیکال‌های آزاد می‌شود که در مقادیر متوسط یا زیاد سمی است.

در سال ۲۰۱۵، تیم آزمایشگاه بِلِن کشف کرد که نورون‌ها این لیپید‌های سمی را به سلول‌های گلیال مجاور صادر می‌کنند – سلول‌هایی که ساختار و مواد مغذی را به نورون‌ها ارائه می‌دهند و آنها را تمیز می‌کنند – که این سلول‌ها آنها را به قطرات لیپیدی تبدیل کرده و در طول ساعات بیداری ذخیره می‌کنند و در هنگام خواب به انرژی تبدیل می‌کنند تا عملکرد صحیح نورونی حفظ شود.

گودمن گفت: این فرآیند به طور مؤثری این لیپید‌های سمی را از بین می‌برد و خنثی می‌کند. در مطالعه فعلی، ما نقش تائو را در تشکیل قطرات لیپیدی گلیال بررسی کردیم.

با انجام آزمایشاتی روی مگس‌های میوه، محققان دریافتند که سلول‌های گلیال برای تشکیل قطرات لیپیدی و محافظت در برابر رادیکال‌های آزاد عصبی به پروتئین تائو طبیعی و به طور طبیعی تولید شده نیاز دارند. آنها همچنین دریافتند که سلول‌های گلیال به دست آمده از موش‌ها و انسان‌ها برای تشکیل قطرات لیپیدی به تائو نیاز دارند.

جالب اینجاست که، در حالی که معرفی تائو انسانی طبیعی به مگس‌های میوه فاقد پروتئین خود، امکان تشکیل و بلوغ قطرات لیپیدی گلیال را فراهم کرد، وقتی محققان تائو انسانی با جهش‌های بیماری‌زا را که به افزایش خطر بیماری آلزایمر مرتبط است، معرفی کردند، گلیا قادر به تشکیل قطرات لیپیدی در پاسخ به رادیکال‌های آزاد عصبی نبودند.

گودمن گفت: این موضوع نشان می‌دهد که جهش‌های تائو ممکن است توانایی معمول پروتئین را در پیشگیری از استرس اکسیداتیو کاهش دهد و علاوه بر آن باعث تجمع پروتئین به ویژگی‌های بیماری‌زای معمول شود.

زمانی که محققان از مدل‌های موش و مگس میوه مرتبط با بیماری‌های تائو استفاده کردند که باعث بیش‌اظهاری پروتئین تائو انسانی بیماری‌زا می‌شود، دوباره اختلالاتی در تشکیل قطرات لیپیدی گلیال و تخریب سلول‌های گلیال در پاسخ به رادیکال‌های آزاد عصبی مشاهده کردند. به نظر می‌رسد که در مورد تائو، اصل «گلدیلاکس» در حال بازی است: نه خیلی کم و نه خیلی زیاد از این پروتئین، زیان‌آور است.

محققان می‌گویند که یافته‌های آنها راه را برای توسعه روش‌های جدید درمان اختلالات عصبی مانند آلزایمر هموار می‌کند.

هوگو بِلِن، که سرپرست آزمایشگاه ژنتیک مولکولی و انسانی BCM است و نویسنده مسئول مطالعه است، گفت: با نشان دادن نقش غیرمنتظره محافظتی برای تائو، این مطالعه در‌های جدیدی را به سوی است راتژی‌های بالقوه برای کند کردن، معکوس کردن و درمان شرایط عصبی باز می‌کند.

این مطالعه در نشریه *Nature Neuroscience* منتشر شده است.