والهدف النهائي من هذه الدراسة هو المساعدة في تصميم استراتيجية لوقف مرض البريون لدى البشر، وفي النهاية، ترجمة مناهج جديدة للعمل على مرض ألزهايمر وأمراض التنكس العصبي الأخرى.
ولم يكتشف العلماء بعد السبب الدقيق لمرض ألزهايمر، لكنهم يتفقون إلى حد كبير على أن مشاكل البروتين تلعب دورا في ظهوره وتطوره.
وأجريت الدراسة في مختبر بقسم علم الأمراض ومركز البروتيوميات والمعلوماتية الحيوية في كلية الطب بجامعة كيس ويسترن ريزيرف، وفي مركز كيس ويسترن ريزيرف للعلوم البيولوجية في مختبرات بروكهافن في نيويورك.
ويقود العمل جيري سفر، أستاذ علم الأمراض والأعصاب وعلوم الأعصاب في مدرسة كيس ويسترن ريزيرف للطب. ونُشرت النتائج في عدد 17 يونيو من مجلة PLOS Pathogens.
واكتشفت البريونات لأول مرة في أواخر الثمانينيات كعامل بيولوجي يحتوي على البروتين ويمكنه تكرار نفسه في الخلايا الحية من دون الحمض النووي.
ويمكن أن ترتبط البريونات البشرية بالبروتينات الطبيعية المجاورة في الدماغ، وتسبب ثقوبا مجهرية. وتحول العقول إلى هياكل تشبه الإسفنج وتؤدي إلى الخرف والموت.
وأدت هذه الاكتشافات إلى النقاش العلمي المستمر حول ما إذا كانت الآليات الشبيهة بالبريون قد تكون متورطة في أصل وانتشار الاضطرابات العصبية التنكسية الأخرى في البشر.
وقال سفر: "أمراض البريون البشرية هي على الأرجح أكثر الاضطرابات العصبية التنكسية غير المتجانسة، ويشير عدد متزايد من الأبحاث إلى أنها ناجمة عن سلالات متميزة من البريونات البشرية. ومع ذلك، فإن الدراسات الهيكلية للبريونات البشرية قد تأخرت عن التقدم الأخير في البريونات المختبرية للقوارض، ويرجع ذلك جزئيا إلى خصائصها الجزيئية المعقدة ومتطلبات السلامة الحيوية الباهظة اللازمة للتحقيق في مرض قاتل دائما وليس له علاج."
وطور الباحثون عملية جديدة من ثلاث خطوات لدراسة البريونات البشرية:
-تم تعريض البريونات المشتقة من دماغ الإنسان لأول مرة لحزمة أشعة سينية عالية الكثافة. خلقت هذه الحزمة أنواعا من جذور الهيدروكسيل والتي، مع رشقات قصيرة من الضوء، غيرت بشكل انتقائي وتدريجي التركيب الكيميائي لسطح البريون. وتشمل الخصائص الفريدة لهذا النوع من مصادر الضوء شدته الهائلة، ويمكن أن يكون أكثر سطوعا بمليارات المرات من الضوء القادم من الشمس إلى الأرض.
-تمت مراقبة التعديلات الكيميائية السريعة للبريونات عن طريق رشقات قصيرة من الضوء باستخدام الأجسام المضادة للبريون. وتتعرف الأجسام المضادة على ميزات سطح البريون، وقياس الطيف الكتلي الذي يحدد المواقع الدقيقة للاختلافات الخاصة بالبريون والقائمة على الإجهاد، ما يوفر وصفا أكثر دقة لعيوب البريون.
-ثم سُمح للبريونات المضيئة بالتكاثر في أنبوب اختبار. ساعد الفقد التدريجي لنشاط النسخ المتماثل مع تعديل السنكروترون عليها في تحديد العناصر الهيكلية الرئيسية المسؤولة عن تكرار البريونات وانتشارها في الدماغ.
وقال مارك تشانس، نائب العميد للبحوث في كلية الطب والباحث المشارك في العمل: "يعد العمل خطوة أولى حاسمة لتحديد المواقع ذات الأهمية الهيكلية التي تعكس الاختلافات بين البريونات ذات التشخيصات المختلفة والعدوانية. وبالتالي، يمكننا الآن تصور تصميم جزيئات صغيرة لربط هذه المواقع من التنوي والتكاثر ومنع تطور مرض البريون البشري في المرضى".
وأضاف أن هذا النهج الهيكلي يوفر أيضا نموذجا لكيفية تحديد المواقع المهمة من الناحية الهيكلية على البروتينات المشوهة في أمراض أخرى مثل مرض ألزهايمر، والذي يتضمن انتشار البروتين من خلية إلى أخرى بطريقة مشابهة للبريونات.
المصدر: ميديكال إكسبريس