اكتشاف دليل جديد لسبب انتشار مرض باركنسون في الدماغ مثل العدوى

كشفت دراسة هي الأولى من نوعها أن الحمض النووي التالف للميتوكوندريا (عضية خلوية) يؤدي إلى تفاعل متسلسل يمكن أن ينشر مرض باركنسون إلى أجزاء أخرى من الدماغ بطريقة مشابهة للعدوى.

وتحتوي الميتوكوندريا، وهي عضيات صغيرة في خلايانا تنتج الطاقة، على بنك حمض نووي (DNA) خاص بها، منفصل عن الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية.

ويمكن للحمض النووي الميتوكوندري التالف تنشيط اثنين من البروتينات المشاركة في الجهاز المناعي، وقد وجد الباحثون أن هذه البروتينات المحددة يتم تنظيمها في أدمغة كل من البشر المصابين بمرض باركنسون والفئران المصممة لنموذج الحالة.

وحدد الباحثون أيضا بروتينا آخر، يلعب دورا رئيسيا في نشر الحمض النووي التالف للميتوكوندريا إلى الخلايا العصبية الأخرى، والذي قد يكون هدفا جديدا لتطوير علاجات لمنع تطور مرض باركنسون.

ويعتقد فريق من الدنمارك وألمانيا أن اختبارات الدم يمكن أن تكتشف الحمض النووي التالف للميتوكوندريا، كمؤشرات حيوية مبكرة لمرض باركنسون.

وتقول عالمة التكنولوجيا الحيوية شوهري إيسازاده نافيكاس من جامعة كوبنهاغن في الدنمارك:

“لأول مرة، يمكننا أن نظهر أن الميتوكوندريا، المنتجة للطاقة الحيوية داخل خلايا الدماغ، وخاصة الخلايا العصبية، تتعرض للضرر، ما يؤدي إلى اضطرابات في الحمض النووي للميتوكوندريا. وهذا ينشر المرض كالنار في الهشيم عبر الدماغ”.

وفي الماضي، ركز الباحثون على دراسة العوامل الوراثية لتفسير حالات مرض باركنسون بين أفراد الأسرة. وبمرور الوقت، أصبح من الواضح أن هذه العوامل لا يمكنها تفسير غالبية حالات المرضى.

وتوضح إيسازاده نافيكاس: “تثبت النتائج التي توصلنا إليها أن انتشار المادة الوراثية التالفة، الحمض النووي للميتوكوندريا، يسبب أعراضا تذكرنا بمرض باركنسون وتطوره إلى الخرف”.

ودرس الباحثون عينات من الدماغ بعد الوفاة من أشخاص يعانون من أعراض مرض باركنسون أو لا يعانون منها من أجل تحديد المسارات الجزيئية المرتبطة بعلم المرض.

ووجدوا أن اثنين من البروتينات، TLR9 وTLR4، يتم تنشيطهما في انتشار الحمض النووي الميتوكوندري التالف، ويتم تنظيم هذه البروتينات في مرضى باركنسون.

واستخدم الباحثون بعد ذلك نموذج فأر مصاب بمرض باركنسون مع حدوث طفرات في الجينات التي تتحكم في هذه المسارات، لدراسة دور تلف الحمض النووي للميتوكوندريا.

وتم تنشيط إشارات TLR9 وTLR4 في هذه الفئران في المسارات الجزيئية المحددة الموجودة في البشر، كما تم تنشيط الحمض النووي الميتوكوندري التالف الذي تم طرده من الخلايا العصبية. ويمكن أن ينتشر هذا بعد ذلك إلى الخلايا العصبية الأخرى ويسبب السمية العصبية.

وتم أيضا تحفيز الأعراض السلوكية الشبيهة بالخرف لمرض باركنسون، مثل الإعاقات العصبية والنفسية والحركية والإدراكية، في الفئران السليمة عندما قاموا بحقن الحمض النووي الميتوكوندري التالف في أدمغتهم.

وتشير إيسازاده نافيكاس: “يتم إطلاق أجزاء صغيرة من الميتوكوندريا إلى داخل الخلية. وعندما يتم وضع هذه الأجزاء من الحمض النووي التالف في غير مكانها، فإنها تصبح سامة للخلية، ما يدفع الخلايا العصبية إلى طرد هذا الحمض النووي السام للميتوكوندريا”.

وحدث تلف الخلايا العصبية لدى الفئران السليمة في مناطق بعيدة عن موقع الحقن أيضا. ويبدو أن الحمض النووي الميتوكوندري التالف يتسبب في انتشار سمات الخرف الناتج عن مرض باركنسون بطريقة مشابهة لكيفية انتشار الفيروسات.

ومع مزيد من التحليل، اكتشف الباحثون أن البروتين المعروف باسم Rps3 يساعد TLR4 على التعرف على الحمض النووي الميتوكوندري التالف ويساعد على طرد الأجزاء السامة من الخلايا العصبية.

وتشرح إيسازاده-نافيكاس: “نظرا للطبيعة المترابطة لخلايا الدماغ، انتشرت شظايا الحمض النووي السامة هذه إلى الخلايا المجاورة والبعيدة، على غرار حرائق الغابات الخارجة عن السيطرة والتي أشعلتها نار عادية. ومن الممكن أن يتسرب تلف الحمض النووي للميتوكوندريا في خلايا الدماغ من الدماغ إلى الدم”.

وكتب الباحثون: “قد تمهد هذه الأفكار الطريق لاستراتيجيات علاجية مبتكرة وأساليب مراقبة لمرض باركنسون”.

نشرت الدراسة في Molecular Psychiatry.

المصدر: ساينس ألرت