تیم بین رشته‌ای متشکل از عصب‌شناسان، شیمی‌دانان و زیست‌شناسان ساختاری دریافتند که آلفا سینوکلئین با غشاها یا پوشش‌های ساختارهای درون سلول‌های عصبی تماس می‌گیرد. هنگامی که با غشای میتوکندری، بخشی از سلولی که مسئول تولید انرژی است، تماس می‌گیرد، این امر باعث تا شدن و جمع شدن نادرست آلفا سینوکلئین می‌شود.
با استفاده از سلول‌های عصبی مشتق شده از سلول‌های اهدایی افراد مبتلا به اشکال ارثی پارکینسون و همچنین افراد سالم، تیم توانستند محل، چرا و چگونه این پروتئین شروع به انباشتگی و تجمع در سلول‌های عصبی کنند.
مرجع مجله:
پارکینسون به دلیل از دست دادن نورون ها در بخش های خاصی از مغز ایجاد می شود. در سلول‌های عصبی آسیب‌دیده، پروتئینی به نام آلفا سینوکلئین به اشتباه تا می‌شود و به ساختارهای مضری تبدیل می‌شود. مکانیسم های پشت این موضوع هنوز به طور کامل شناخته نشده است.
آندری آبراموف، نویسنده ارشد و پروفسور مؤسسه نورولوژی UCL Queen Square می‌افزاید: «ما مدتی است که می‌دانیم میتوکندری‌ها در پارکینسون غیرطبیعی هستند، اما دلیل آن مشخص نشده است. باعث آسیب میتوکندری شده و باعث مرگ سلولی می شود.”
چوی، ام ال، و همکاران (2022) تبدیل ساختاری پاتولوژیک α-سینوکلئین در میتوکندری باعث ایجاد سمیت عصبی می شود. علوم اعصاب طبیعت. doi.org/10.1038/s41593-022-01140-3.
منبع
Minee Choi، اولین نویسنده و پژوهشگر ارشد فوق دکترا در Crick، می‌گوید: «مطالعه ما از نورون‌های مشتق شده از سلول‌های گرفته شده از افراد مبتلا به پارکینسون استفاده کرد، به این معنی که نورون‌هایی که با آنها کار کردیم ساختار و ویژگی‌های ژنتیکی مشابه سلول‌های بیمار داشتند. در بیماران. این بدان معنی است که ما می توانیم بیشتر مطمئن باشیم که کار ما منعکس کننده اتفاقاتی است که در نورون های بدن اتفاق می افتد.”
موسسه فرانسیس کریک
پیشرفت عظیمی در درک درست تا زدن پروتئین صورت گرفته است، اما چالش اصلی مطالعه اولین مراحل این فرآیند در داخل سلول انسان بوده است.
پارکینسون یک بیماری عصبی پیشرونده است که باعث لرزش، کند شدن حرکات، سفتی می شود و می تواند پیشرفت کند و باعث مشکلات شناختی شدید شود. این بیماری حدود 145000 نفر را در بریتانیا تحت تاثیر قرار می دهد که انتظار می رود با افزایش طول عمر بیشتر این تعداد افزایش یابد.
در حالی که انواع مختلفی از پارکینسون وجود دارد، این پروتئین در همه انواع به اشتباه تا شدن و جمع می شود. هنگامی که نورون ها سالم هستند، پروتئین های تا شده اشتباه به طور مداوم پاک شده و از سلول خارج می شوند. تصور می شود که با بالا رفتن سن افراد، روند حذف این پروتئین مضر می تواند کند شود.
متیو هوراکس، نویسنده ارشد و مدرس ارشد شیمی بیوفیزیکی در دانشگاه ادینبورگ، می‌افزاید: «خیلی خوب است که ما توانسته‌ایم از طیف وسیعی از تکنیک‌های بیوفیزیکی پیشرفته برای مطالعه نحوه انباشتگی نادرست پروتئین‌ها و ایجاد آنها استفاده کنیم. آسیب در نمونه‌های بیولوژیکی بسیار پیچیده. یافته‌های ما اولین رویدادهای پارکینسون را روشن می‌کند، فرآیندهایی که تنها با استفاده از روش‌های تشخیص بسیار حساس قابل مشاهده هستند.
روش ابتکاری جدیدی که محققان توسعه داده‌اند همچنین می‌تواند برای بررسی نحوه تاپ‌کردن اشتباه پروتئین‌ها در سایر بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی و انواع سلول‌ها، از جمله سلول‌های گلیال که در بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی نقش دارند، استفاده شود.
منبع:
سپس توده های پروتئین به شدت روی سطح میتوکندری جمع می شوند و به سطح آن آسیب می رسانند و باعث ایجاد سوراخ هایی روی غشاء می شوند و در توانایی میتوکندری برای ایجاد انرژی تداخل ایجاد می کنند. در نهایت، این منجر به انتشار سیگنال هایی توسط میتوکندری می شود که باعث مرگ نورون می شود.
مطالعه ما بینش هایی را در مورد آنچه که در مراحل اولیه زمانی که پروتئین ها شروع به انباشتگی نادرست می کنند اتفاق می افتد و اینکه چگونه بر سلامت سلول تأثیر می گذارد ارائه می دهد. این بخش مهمی از پازل را در درک مکانیسم‌های بیولوژیکی که باعث پارکینسون می‌شود، فراهم می‌کند.”
سونیا گاندی، نویسنده اصلی و رهبر ارشد گروه در کریک، و استاد نورولوژی در موسسه نورولوژی کوئین اسکوئر UCL
این تیم به کار خود در مورد اینکه چگونه پروتئین تا شدن نادرست درون سلول ها بر عملکرد و سلامت سلول تأثیر می گذارد، ادامه خواهد داد. با استفاده از رویکرد جدید خود، آنها می‌توانند درمان‌های جدیدی را آزمایش کنند که هدف آن کاهش تاخوردگی اشتباه پروتئین است و ببینند آیا این درمان‌ها می‌توانند سلول‌های بیمار را به سلامت بازگردانند یا خیر.
دانشمندان مؤسسه فرانسیس کریک، UCL و دانشگاه ادینبورگ کشف کرده‌اند که چگونه تجمع پروتئین مضر در سلول‌های عصبی در بیماری پارکینسون شروع می‌شود و در نهایت باعث مرگ سلول‌های عصبی می‌شود. این کار با بررسی چگونگی، مکان و چرایی این انباشته شدن، بینش منحصربه‌فردی را در مورد فرآیند بیولوژیکی کلیدی که باعث پارکینسون می‌شود، ارائه می‌کند.
در مقاله خود، منتشر شده در علوم اعصاب طبیعت امروز (30 اوت)، محققان رویکرد حساس جدیدی را برای مطالعه آنچه برای آلفا سینوکلئین در مراحل اولیه بیماری اتفاق می‌افتد، توسعه دادند.