ساز و کار زمینه‌ساز بیماری پارکینسون کشف شد

محققان ساز و کاری را کشف کرده‌اند که توسط آن پروتئینی موسوم به اپتینورین (optineurin) اصطلاحا «کیسه‌های زباله‌ای» را در اطراف میتوکندری‌های آسیب دیده ایجاد و آنها را مستعد حذف می‌کند.

کد خبر: ۱۱۸۰۸۲۵

تاریخ: ۰۶ تير ۱۴۰۲ - ۲۰:۲۶

به گزارش «تابناک» به نقل ایسنا از نیو اطلس، به لطف تحقیقات جدید پژوهشگران استرالیایی که کشف کرده‌اند چگونه پروتئینی به نام اپتینورین به روشی متمایز برای پاک کردن میتوکندری‌های آسیب دیده از مغز کار می‌کند، ممکن است یک قدم به توسعه درمانی برای بیماری پارکینسون نزدیک‌تر شده باشیم.

به لطف تحقیقات جدید پژوهشگران استرالیایی که کشف کرده‌اند چگونه پروتئینی به نام اپتینورین به روشی متمایز برای پاک کردن میتوکندری‌های آسیب دیده از مغز کار می‌کند، ممکن است یک قدم به توسعه درمانی برای بیماری پارکینسون نزدیک‌تر شده باشیم.

بیماری پارکینسون یک اختلال پیش‌رونده، مخرب و درازمدت دستگاه عصبی مرکزی است که عمدتاً سیستم حرکتی بدن را مختل می‌کند. نشانه‌های این بیماری معمولاً آرام و به‌تدریج ظاهر می‌شوند و با پیشرفت بیماری، علائم غیرحرکتی نیز بروز می‌کنند. آشکارترین نشانه‌های زودرس این بیماری عبارتند از لرزش، خشکی در حرکت بدن، آرام‌ شدن حرکات و دشواری در راه‌رفتن. نشانه‌های شناختی و رفتاری این بیماری نیز در اغلب افراد معمولاً به شکل افسردگی، اضطراب و فقدان علاقه و هیجان بروز می‌کند.

در مراحل پیشرفته بیماری پارکینسون، بعضاً زوال عقل نیز شایع است. فرد مبتلا به پارکینسون ممکن است مشکلاتی در خوابیدن و سیستم حواس خود نیز تجربه کند.

نشانه‌های حرکتی این بیماری به علت از بین رفتن سلول‌ها در توده سیاه مغز و در نتیجه کاهش دوپامین که یک انتقال‌دهنده عصبی است، رخ می‌دهد. دوپامین برای حفظ الگوهای حرکتی طبیعی بدن اهمیت زیادی دارد و دقیقاً به همین دلیل است که بسیاری از درمان‌های پارکینسون با هدف افزایش سطح دوپامین در مغز انجام می‌شوند.

در بیماری پارکینسون، از بین رفتن نورون‌ها(یاخته‌های عصبی) در سایر بخش‌های مغز هم رخ می‌دهد و زمینه‌ساز برخی علائم غیرحرکتی این بیماری می‌شود. علاوه بر کاهش دوپامین و سلول‌هایی که دوپامین می‌سازند، پروتئینی به نام آلفا-ساینوکلین هم در بیماری پارکینسون نقش دارد. آلفا-سینوکلئین در حالت عادی به برقراری ارتباط نورون‌ها با یکدیگر کمک می‌کند، اما در بیماری پارکینسون، این پروتئین در توده‌های میکروسکوپی به نام جسم لویی، جمع می‌شود. پژوهشگران بر این باورند که آلفا-سینوکلئین در پیشرفت پارکینسون نقش دارد و شاید بتوان درمان‌های جدیدی ایجاد کرد که جلوی جمع‌شدن این پروتئین را بگیرد.

اگرچه علت بروز بیماری پارکینسون کاملاً مشخص نیست، اما می‌دانیم که هر دو فاکتور ژنتیکی و محیطی در بروز آن نقش دارند. از این میان می‌توان به فاکتورهایی مانند افزایش سن، پیشینه خانوادگی ابتلا به بیماری پارکینسون، جهش‌های ژنتیکی، جنسیت، قرار گرفتن در معرض سموم دفع آفات، مصرف برخی داروها و پیشینه آسیب و جراحت مغز به‌ عنوان عوامل بروز این بیماری اشاره کرد. مصرف‌کنندگان تنباکو و قهوه و چای، ریسک کمتری برای ابتلا به پارکینسون دارند.

تشخیص موارد معمول پارکینسون عمدتاً بر اساس نشانه‌های این بیماری به‌ خصوص نشانه‌های حرکتی انجام می‌شود. از آزمایش‌هایی مانند تصویربرداری عصبی می‌توان برای تشخیص قطعی و کنار گذاشتن سایر بیماری‌ها استفاده کرد. پارکینسون معمولاً در افراد بالای ۶۰ سال بروز می‌کند. مردان بیشتر از زنان به این بیماری مبتلا می‌شوند و نسبت ابتلای مردان به زنان ۳ به ۲ است. پارکینسون ممکن است در افراد زیر ۵۰ سال نیز ایجاد شود که در این صورت پارکینسون زودرس خوانده می‌شود. طبق آمار سال ۲۰۱۵ حدود ۶/۲ میلیون فرد در جهان مبتلا به پارکینسون هستند و این بیماری سالانه به بیش از ۱۱۷ هزار مرگ منجر می‌شود. امید به زندگی متوسط پس از تشخیص این بیماری، ۷ تا ۱۵ سال است.

تا کنون راهی برای علاج و رفع پارکینسون پیدا نشده اما روش‌هایی برای درمان و کاهش عوارض این بیماری وجود دارد. درمان اولیه معمولاً با تجویز دارو شروع می‌شود. با پیشرفت بیماری، اثر این داروها کمتر می‌شود و عوارض جانبی مانند دیسکینزی(حرکات غیرارادی عضلات) بروز می‌کند. در این مرحله، ممکن است داروها به صورت ترکیبی استفاده و دوز آنها افزایش داده شود.

مشخص شده‌ است که رژیم غذایی و برخی اشکال کاردرمانی در بهبود این علائم تا حدی مؤثر است. در مواردی که بیمار دچار علائم شدید حرکتی است و به دارو پاسخ نمی‌دهد، گاهی از جراحی برای قراردادن ریز الکترونیک و تحریک عمقی مغز استفاده می‌شود.

میتوکندری‌ها نیروگاه سلول‌های ما هستند. آنها اکسیژن را با مولکول‌های سوختی - قندها و چربی‌ها - از غذا ترکیب می‌کنند و آنها را برای تولید انرژی تجزیه می‌کنند. وقتی میتوکندری معیوب باشد، سلول‌ها انرژی کافی ندارند و مولکول‌های اکسیژن و سوخت استفاده نشده در سلول‌ها تجمع می‌کنند و باعث آسیب می‌شوند. میتوکندری‌های معیوب با بیماری‌های مختلفی از جمله بیماری پارکینسون مرتبط هستند.

وقتی میتوکندری‌ها تجزیه می‌شوند، معمولاً توسط سیستم دفع زباله بدن در فرآیندی به نام میتوفاژی حذف و بازیافت می‌شوند. پژوهشگران موسسه والتر و الیزا هال(WEHI) مکانیسم‌های مولکولی زیربنای حذف میتوکندری‌های آسیب‌دیده، به ‌ویژه در شرایط بیماری پارکینسون را بررسی کردند و به کشف مهمی در این فرآیند رسیدند.

روشی که بدن میتوکندری‌های آسیب دیده را به واسطه آن حذف می‌کند، یک فرآیند آبشاری است. پروتئین PINK1 سلامت میتوکندری را کنترل می‌کند و هنگامی که مشکلی تشخیص داده می‌شود، پروتئین دیگری به نام پارکین را فعال می‌کند تا میتوکندری آسیب دیده را برای حذف علامت‌گذاری کند. سپس این دو پروتئین از پروتئین سوم که همان اپتینورین(OPTN) است، کمک می‌گیرند تا یک کیسه زباله سلولی در اطراف میتوکندری‌های ناکارآمد ایجاد کنند.

البته همه‌ی اینها را پژوهشگران قبلا می‌دانستند. با این حال، آنچه آنها در مطالعه جدید خود کشف کردند این است که اپتینورین، میتوکندری‌های آسیب دیده را با اتصال به آنزیمی به نام TBK1 شناسایی و حذف می‌کند.

در حالی که پژوهشگران از وجود اپتینورین و نقش آن در این فرآیند آگاه بودند، اما نحوه عملکرد آن تاکنون ناشناخته بود.

مایکل لازارو، نویسنده مسئول این پژوهش می‌گوید: در حالی که پروتئین‌های زیادی وجود دارند که مواد سلولی آسیب‌دیده را به ماشین‌های دفع زباله مرتبط می‌کنند، ما متوجه شدیم که اپتینورین این کار را به روشی بسیار غیرمتعارف انجام می‌دهد که شبیه چیزهایی نیست که در پروتئین‌های مشابه دیده‌ایم.

وی افزود: این یافته بسیار مهم است، زیرا مغز انسان برای تخریب میتوکندری خود از طریق سیستم دفع زباله که توسط PINK1 و پارکین هدایت می‌شود، به اپتینورین متکی است.

در بیماری پارکینسون، جهش در PINK1 و پارکین می‌تواند منجر به تجمع میتوکندری‌های آسیب‌دیده در مغز شود که منجر به لرزش و سفتی می‌شود که نشانه‌های بیماری تخریب عصبی است. پژوهشگران می‌گویند کشف تعامل OPTN با TBK1 می‌تواند به درمان‌های جدیدی ختم شود.

تان انگوین، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: سایر پروتئین‌ها برای کمک به تحریک این فرآیند تخریب، به TBK1 نیاز ندارند و اپتینورین را در مورد نحوه حذف میتوکندری‌ها در بدن ما به یک ماده نامربوط تبدیل می‌کند. این به ما این امکان را می‌دهد تا به ویژگی‌های این مسیر شامل TBK1 به عنوان یک هدف دارویی بالقوه نگاه کنیم که گام مهمی در جستجوی ما برای درمان‌های جدید بیماری پارکینسون است.

پژوهشگران می‌گویند، این کشف، راه را برای توسعه درمان‌هایی باز می‌کند که از مکانیسم عمل OPTN استفاده می‌کنند.

انگوین می‌گوید: هدف نهایی، یافتن راهی برای افزایش سطح میتوفاژی PINK1/Parkin در بدن - به ویژه مغز - خواهد بود تا میتوکندری‌های آسیب‌دیده را بتوان به طور مؤثرتری از بین برد.

وی افزود: ما همچنین امیدواریم مولکولی طراحی کنیم که بتواند کاری که اپتینورین انجام می‌دهد را تقلید کند، بنابراین میتوکندری‌های آسیب دیده حتی بدون PINK1 یا پارکین نیز حذف می‌شوند. با توجه به اینکه اپتینورین در فعال کردن سیستم دفع زباله در مغز ما حیاتی است، می‌تواند از تجمع میتوکندری‌های آسیب‌دیده در این ناحیه که پیش‌ساز مهمی برای بیماری پارکینسون است، جلوگیری کند.

در حالی که تا به کار گرفتن بالینی یافته‌های این مطالعه سال‌ها فاصله داریم، تحقیقات بیشتری برای درک بهتر اینکه چرا اپتینورین چنین کاری را انجام می‌دهد، برنامه‌ریزی شده است.

انگوین در پایان گفت: گام بعدی ما همکاری با مرکز بیماری پارکینسون WEHI است تا یافته‌هایمان در سیستم‌های مدل عصبی را تأیید کنیم و بفهمیم چرا اپتینورین به این شکل رفتار می‌کند که بینش بیشتری در مورد اینکه چگونه می‌توانیم اپتینورین و TBK1 را هدف قرار دهیم، به دست بیاوریم و گزینه‌های درمانی برای افراد مبتلا به جهش پارکین یا PINK1 را در آینده افزایش دهیم.

بیماری پارکینسون نخستین بار توسط یک دانشمند بریتانیایی به نام جیمز پارکینسون در سال ۱۸۱۷ میلادی توصیف شد و بنابراین نام او را روی این بیماری گذاشتند. کارزارهای افزایش آگاهی درباره این بیماری عبارتند از روز جهانی پارکینسون(۱۱ آوریل، روز تولد جیمز پارکینسون) و استفاده از گل لاله سرخ به عنوان نماد و سمبل این بیماری.

این مطالعه در مجله Molecular Cell منتشر شده است.