نقش مهم لیپیدها در بروز آلزایمر

ساینسیو – به نقل از ایسنا و ساینس‌دیلی، نورون‌ها در مغز با بسیاری از سلول‌های دیگر هم‌زیستی می‌کنند و برای عملکرد صحیح به آنها وابسته هستند. “آستروسیت‌ها”(Astrocytes) که از روی شکل ستاره‌ای خود نامگذاری شده‌اند، با تغذیه و سم‌زدایی نورون‌ها و با کمک یک پروتئین چندمنظوره موسوم به “APOE”، بقای نورون‌ها را تضمین می‌کنند. یکی از سه شکل این پروتئین که “APOE4” نام دارد، خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد اما مکانیسم‌های موجود در آن ناشناخته هستند.

پژوهشگران “دانشگاه ژنو”(UNIGE)، “آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی اروپا”(EMBL)، “دانشگاه زوریخ”(UZH) و شرکت داروسازی “AbbVie” با همکاری یکدیگر، یک مکانیسم بالقوه را کشف کرده‌اند. آنها نشان داده‌اند که عملکرد APOE4،  بیش از حد تصور است. APOE4 با تحریک ترشح چربی آستروسیتی، به تجمع لیپیدهای سمی منجر می‌شود که برای نورون‌ها مضر هستند و بنابراین ممکن است در بروز بیماری آلزایمر نقش داشته باشند.

این نتایج، مکانیسم‌های تخریب‌کننده عصبی را که حدود ۵۰ میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می‌دهند، آشکار می‌کنند.

آستروسیت‌های موجود در مغز، عملکرد محافظتی اصلی را بر عهده دارند. آنها “آپولیپوپروتئین E” یا(APOE) را ترشح می‌کنند؛ پروتئین کوچکی که ذرات حاوی لیپیدها و ویتامین‌ها را برای تغذیه نورون‌ها تشکیل می‌دهد. همچنین با خلاص شدن از ضایعات چربی که در صورت حذف نشدن می‌توانند مضر باشد، نورون‌ها را سم‌زدایی می‌کند. از آنجا که نورون‌ها به تنهایی قادر به حذف این ضایعات نیستند، APOE وارد عمل می‌شود تا آنها را جمع‌آوری کند و به آستروسیت‌ها بازگرداند.

ژن کدکننده APOE، در سه نوع مکرر در بدن انسان وجود دارد؛ APOE2 که در هشت درصد از جمعیت وجود دارد، APOE3 که شایع‌ترین آنها است و APOE4 که در تقریبا ۱۵ درصد افراد یافت می‌شود و خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را افزایش می‌دهد.

“آن کلود گاوین”(Anne-Claude Gavin)، استاد بخش متابولیسم و فیزیولوژی سلول دانشگاه ژنو گفت: دلیل این که چرا APOE4 خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد، به خوبی شناخته نشده است.

این پرسش برای پژوهشگران به وجود آمد که مکانیسم‌های ورای اختلال عملکرد APOE4 چیست و این که آیا آنها می‌توانند مبنایی برای پیشگیری یا درمان باشند؟ آن کلود گاوین و گروهش برای پاسخ دادن به این پرسش‌ها، با دانشمندان آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی اروپا، دانشگاه زوریخ و شرکت AbbVie همکاری کردند.

یک پروتئین بسیار موثر

پژوهشگران با کار کردن روی این پرسش‌ها، مکانیسم‌های مولکولی جدیدی را شناسایی کردند که توضیح می‌دهند APOE چگونه به غشای آستروسیت متصل می‌شود تا لیپیدهای مورد نیاز خود را شناسایی و استخراج کند. بررسی‌های آزمایشگاهی با استفاده از سلول‌های انسانی و انواع گوناگون APOE نشان داد که APOE در انتقال چربی‌های تولید شده در نورون‌ها، بسیار کارآمد است.

“کاترینا بکن باوئر”(Katharina Beckenbauer)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما در کمال تعجب دیدیم که نوع APOE4 حتی از سایر انواع کارآمدتر است. بنابراین، برخلاف آنچه تاکنون فکر می‌کردیم، مشکل این نیست که APOE4 کار نمی‌کند، بلکه در واقع برعکس است و مکانیسم خراب می‌شود.

یک عملکرد ربوده‌ شده

با افزایش سن آستروسیت‌ها، کارآیی آنها کاهش می‌یابد و به جای تخریب، جمع کردن لیپیدها را آغاز می‌کنند. “کارینا لیندنر”(Karina Lindner)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما این فرآیند را به‌صورت تجربی مدل‌سازی کردیم و مولکول‌های ترشح‌شده توسط آستروسیت‌ها را مورد بررسی قرار دادیم. ما مشاهده کردیم که پیری سلولی، APOE را از عملکرد اصلی خود که انتقال لیپیدها به نورون‌ها و همچنین بازیابی ضایعات چربی از آنها است، به سمت ترشح تری‌گلیسیرید منحرف می‌کند. تری‌گلیسیریدها، گونه‌های چربی خاصی هستند که در صورت حذف نشدن می‌توانند مضر باشند.

این پدیده با APOE4 تشدید می‌شود، ترشح تری‌گلیسیرید را تحریک می‌کند و به تجمع کنترل‌نشده آنها منجر می‌شود. تجمع لیپیدهای مضر می‌تواند نقش مهمی در مرگ نورون‌ها داشته باشد که نشانه بیماری آلزایمر است.

لیندنر ادامه داد: APOE4، ظرفیت تسریع فرآیند پاتولوژیک در بیماری را از طریق مکانیسمیکه ما کشف کرده‌ایم، خواهد داشت.

به منظور درک بهتر جزئیات عملکرد APOE و به خصوص نوع E4، پژوهشگران دانشگاه ژنو اکنون می‌خواهند بفهمند که ترشح این لیپیدهای مضر چگونه تنظیم می‌شود و آیا می‌توان این ترشح را در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر تشخیص داد.

این پژوهش، در مجله “Cell Reports” به چاپ رسید.