شناسایی بیش از ۱۵۰ سوئیچ ژنتیکی مرتبط با بیماری آلزایمر در سلولهای مغزی
طبق گزارش ایتنا و به نقل از Sciencealert، آستروسیتها حمایت الزامی از نورونهایی را انجام میدهند که معمولاً در روند ابتلا به آلزایمر آسیب میبینند. پیش از این نیز ارتباط این سلولها با بیماری آلزایمر شناسایی شده بود و شواهد حاکی از آن است که آستروسیتها علاوه بر از دست دادن عملکرد حمایتی خود، در برخی مواقع میتوانند به عاملی مضر تبدیل شوند.
این مطالعه، که تحت هدایت تیمی از دانشگاه UNSW استرالیا انجام شده است، میتواند درک بهتری از دلایل اختلال عملکرد آستروسیتها و زمینههای ابتلا به آلزایمر ارائه دهد و در نهایت مسیرهای جدیدی برای ترمیم یا مداخله درمانی پیش روی دانشمندان بگذارد.
یافتههای این مطالعه شامل شناسایی توالیهایی موسوم به «تقویتکنندهها» است؛ عناصری که مانند کلیدهای کنترلی بر بیان ژنها تاثیر میگذارند. همچنین، تعاملات بین این تقویتکنندهها و ژنهای تحت تأثیرشان مورد بررسی قرار گرفته است.
تقویتکنندهها عمدتاً در ناحیه غیرکدکننده دیانای یافت میشوند؛ ناحیهای که گاهی به اشتباه «دیانای زائد» نامیده میشود. هرچند در این بخش ژن مستقیمی وجود ندارد، اما سرشار از مکانیسمهای کنترلی است که فعالیت ژنها را تنظیم میکند.
ایرینا ووینگو، زیستشناس مولکولی از دانشگاه نیو ساوت ولز، در این خصوص بیان میکند: «زمانی که محققان به دنبال تغییرات ژنتیکی مرتبط با بیماریهایی نظیر فشار خون بالا، دیابت یا اختلالات عصبی و روانپزشکی مانند آلزایمر میگردند، اغلب با تغییراتی روبهرو میشوند که نه درون ژنها، بلکه در فواصل بین آنها قرار دارند.»
در این تحقیق، محققان از ابزار ژنتیکی به نام CRISPRi بهره بردند؛ روشی که اجازه میدهد بخشهایی از دیانای بهطور موقت خاموش شوند، بدون اینکه برش دائمی ایجاد گردد. این فناوری بر روی آستروسیتهای کشت شده در آزمایشگاه به کار گرفته شد و عملکرد نزدیک به هزار ناحیه دیانای شناخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت که گمان میرفت شامل تقویتکنندهها هستند.
از آنجایی که تقویتکنندهها معمولاً از نظر فاصلهای دور از ژنهای هدف خود قرار دارند، شناسایی و بررسی آنها همواره به چالش کشیده شده است. به همین دلیل، دستیابی به شواهد مستقیم از ارتباط و سیگنالدهی میان این عناصر در سرتاسر ژنوم، یک دستاورد قابل توجه محسوب میشود.
نیکول گرین، متخصص ژنتیک مولکولی از دانشگاه UNSW، اظهار میدارد: «ما با استفاده از CRISPRi تقویتکنندههای بالقوه را در آستروسیتها خاموش کردیم تا ببینیم آیا تغییری در بیان ژنها به وجود میآید یا خیر. هر جا چنین تغییری مشاهده شد، مطمئن شدیم که با یک تقویتکننده فعال سروکار داریم و بعد توانستیم ژن یا ژنهای تحت کنترل آن را شناسایی کنیم.»
به گفته گرین، این وضعیت در تقریباً ۱۵۰ مورد از تقویتکنندههای مورد بررسی رخ داد و نکته قابل توجه این است که بخش عمدهای از این تقویتکنندههای فعال، ژنهایی را تنظیم میکردند که بهطور مستقیم با بیماری آلزایمر مرتبط هستند.
اکنون با شناسایی این توالیها، میتوان از سامانههای هوشمند مصنوعی برای آموزش و کشف تقویتکنندههای بیشتری بهرهبرداری کرد. انتظار میرود در آینده، طراحی این نقشههای پیچیده از «سیمکشی» دیانای با سرعت و دقت بیشتری انجام شود.
ووینگو در ادامه بیان میکند: «در حال حاضر، ما هنوز درباره روشهای درمانی صحبت نمیکنیم، اما بدون داشتن درک دقیق از نقشه کنترلی ژنها، توسعه درمان نمیتواند محقق شود. این پژوهش دقیقاً چنین نگرش عمیقی را در خصوص مدارهای تنظیم ژن در آستروسیتها در اختیار ما قرار میدهد.»
با این حال، باید به یاد داشت که تقویتکنندههای شناساییشده در این تحقیق بهطور ویژه به آستروسیتها مرتبط هستند و انجام تحقیقات بیشتر برای تعیین نحوه عملکرد آنها در شرایطی مانند بیشفعالی آستروسیتها در آلزایمر ضروری است.
بیماری آلزایمر دارای ساختاری بسیار پیچیده است و اختلال در عملکرد آستروسیتها و ژنهای تنظیمکننده آنها تنها بخشی از یک تصویر بزرگتر محسوب میشود. با این حال، این مطالعه گامی مهم در راستای شناخت ژنهای دخیل در آلزایمر و شیوههای تنظیم آنها برای حفاظت از مغز در برابر این بیماری بهشمار میرود.
