نقاط ساخنة وراثية تكشف علاجات جديدة لمرض الزهايمر والباركنسون

في حين وجدت دراسة جديدة أجراها علماء جامعة "سالك" أن هذه الإصلاحات ليست عشوائية، ولكنها تركز بدلاً من ذلك على حماية بعض ما أسموه "نقاط ساخنة وراثية" معينة يبدو أنها تلعب دوراً حاسماً في تحديد الهوية والوظيفة العصبية.

وقال الباحثين أن النتائج التي نشرت في عدد 2 أبريل 2021 من مجلة Science العلمية المرموقة، أعطت رؤى جديدة حول الهياكل الجينية المرتبطة بالشيخوخة والتنكس العصبي، ويمكن أن تشير إلى تطوير علاجات جديدة محتملة للأمراض المرتبطة بالعمر واضطرابات الذاكرة مثل الزهايمر وباركنسون والخرف.

ومن جانبه يقول الأستاذ ورئيس جامعة سالك، الدكتور راستي جيج، المؤلف المشارك في الدراسة: "تظهر هذه الدراسة لأول مرة أن هناك أقساما من الجينوم تعطيها الخلايا العصبية الأولوية عندما يتعلق الأمر بالإصلاح، ونحن متحمسون لإمكانية هذه النتائج لتغيير الطريقة التي ننظر بها إلى العديد من أمراض الجهاز العصبي المرتبطة بالعمر واستكشاف آلية إصلاح الحمض النووي كنهج علاجي".

وعلى عكس الخلايا الأخرى، لا تجدد الخلايا العصبية بشكل عام نفسها بمرور الوقت، مما يجعلها من بين الخلايا الأطول عمراً في جسم الإنسان. كما أن طول عمرهم يزيد من أهمية إصلاح المشاكل في حمضهم النووي مع تقدمها في العمر، من أجل الحفاظ على وظيفتها على مدى عقود من عمر الإنسان.

وفي الحقيقة، مع تقدم تلك الخلايا في السن، تتراجع قدرتها على إجراء هذه الإصلاحات الجينية، مما قد يفسر سبب إصابة الأشخاص بأمراض التنكس العصبي المرتبطة بالعمر مثل مرض الزهايمر وباركنسون.

ولاستكشاف كيف تحافظ الخلايا العصبية على صحة الجينوم الخاص بها، طور مؤلفو الدراسة تقنية جديدة أطلقوا عليها اسم Repair-seq، وأنتج الفريق بعض الخلايا العصبية من الخلايا الجذعية و قاموا بإضافة النيوكليوسيدات الاصطناعية لها، وهي جزيئات تعمل بمثابة وحدات بناء للحمض النووي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على هذه النيوكليوسيدات الاصطناعية عبر تسلسل الحمض النووي وتحليلها، مما يوضح كيفية استخدام الخلايا العصبية لها لإجراء إصلاحات على الحمض النووي الذي تضرر من العمليات الخلوية الطبيعية.

وبينما توقع العلماء أن يروا بعض النتائج الأولية البسيطة، فقد فوجئوا بمدى تركيز الخلايا العصبية على حماية أقسام معينة من الجينوم البشري.

كما ويقول المؤلف المشارك الأول وفي الدراسة الدكتور ديلان ريد، والباحث السابق لما بعد الدكتوراه في جامعة سالك وزميل الأبحاث بشركة Vertex المستحضرات الصيدلانية: "إن ما رأيناه كان مناطق إصلاح واضحة ومحددة بشكل لا يصدق، التي كانت مناطق مركزة للغاية بشمل أعلى بكثير من البروتينات الموجودة في هذه النقاط الساخنة، والتي اكتشفنا سابقا أنها متورطة في الإصابة بأمراض التنكس العصبي، كما أن هذه المواقع مرتبطة أيضا بالشيخوخة".

تجدر الإشارة إلى أن الباحثين قد وجدوا ما يقرب من 65000 نقطة ساخنة تغطي حوالي 2 % من جينوم الخلايا العصبية، ثم استخدموا نهج تحفيز البروتين لاكتشاف البروتينات التي تم العثور عليها في هذه النقاط الساخنة، مما يشير إلى تورط العديد من البروتينات المرتبطة في هذه الحالة التي تظهرها الخلايا العصبية.

كما ويبدو أن العديد من هذه المواقع كانت مستقرة تماما عندما عولجت بعوامل ضارة بالحمض النووي، ووجد الباحثين أن أكثر النقاط الساخنة لإصلاح الحمض النووي ثباتا مرتبطة ارتباطا وثيقاً بالمواقع التي يتم إرفاق أفضل العلامات الكيميائية فيها للتنبؤ بعمر الخلايا العصبية.