توصل فريق من الباحثين من الدنمارك والسويد، إلى علاج لمرض الزهايمر عن طريق علاج البروتينات السامة التي تتراكم في دماغ المرضى، باستخدام "الرقائق النانوية" من أكسيد الجرافين.

وفي حين تم اختبار هذا النهج فقط في نماذج الخميرة لخلايا الدماغ البشرية، فإنه يمكن أن يمهد الطريق لعلاج سريري جديد للمرض العصبي التدريجي.

وفي مرضى الزهايمر، يمنع الحاجز الدموي الدماغي الخاطئ وصول الجلوكوز إلى الدماغ، مما يوقف إزالة البروتينات غير المطوية المعروفة باسم "ببتيدات أميلويد بيتا".

وتتجمع هذه الببتيدات معًا لتشكل لويحات تتجمع بين الخلايا العصبية ويمكن أن تعطل وظيفة الخلية وتسبب التهابًا مزمنًا وحتى موت الخلايا.

أمل في التوصل إلى علاج

وحتى الآن، لا توجد استراتيجيات فعالة لمكافحة تراكم الأميلويد في الدماغ، لكن النتائج الجديدة التي نشرت في مجلة "المواد الوظيفية المتقدمة" تعطي أملاً في التوصل إلى علاج محتمل.

وقالت الدكتورة شين تشين عالمة الأحياء بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا في جوتنبرج بالسويد، وقائدة الدراسة: "لقد أظهر باحثون آخرون مؤخرًا تأثير أكسيد الجرافين، ولكن ليس في خلايا الخميرة. تشرح دراستنا أيضًا الآلية الكامنة وراء هذا التأثير. ولم يتم الإبلاغ عن هذا من قبل".

وأضافت، وفقًا لصحيفة "إكسبريس": "يؤثر أكسيد الجرافين على عملية التمثيل الغذائي للخلايا بطريقة تزيد من مقاومتها للبروتينات غير المطوية والإجهاد التأكسدي".

وأوضح فريق البحث، أن تراكم الأميلويد في مرض الزهايمر يسبب الضرر عن طريق اضطرابات التمثيل الغذائي الخلوية المختلفة، مثل التسبب في الضغط على "الشبكة الإندوبلازمية"، وهو جزء من الخلية الذي يتم فيه إنتاج البروتينات.

وهذا يقلل من قدرة الخلايا على التعامل مع البروتينات غير المطوية، مما يؤدي بدوره إلى زيادة تراكم ببتيدات الأميلويد بيتا، مما يخلق حلقة مفرغة.

وإلى جانب ذلك، تعمل هذه التجمعات أيضًا على إضعاف وظيفة الميتوكوندريا، "مراكز الطاقة" للخلايا، مما يتسبب في تعرض الخلايا العصبية لمزيد من الضرر عن طريق الإجهاد التأكسدي، نظرًا لأن خلايا الدماغ حساسة بشكل خاص لهذا النوع من الضرر.

خميرة البيرة

وتستخدم أنواع الخميرة المستخدمة في تجربة الباحث - خميرة البيرة  - آليات مماثلة للتحكم في جودة البروتين للخلايا البشرية، مما يجعلها بديلاً مناسبًا يحاكي كيفية تأثر الخلايا العصبية البشرية بمرض الزهايمر.

وأوضحت الدكتور تشين: "إن خلايا الخميرة في نموذجنا تشبه الخلايا العصبية المتأثرة بتراكم أميلويد بيتا 42، وهو شكل الببتيد الأميلويد الأكثر عرضة للتكوين الكلي".

وتابعت: "تتقدم هذه الخلايا في العمر بشكل أسرع من الطبيعي، وتؤدي إلى إجهاد الشبكة الإندوبلازمية البطيء وخلل في الميتوكوندريا، كما أنها تتمتع بإنتاج مرتفع لجذور الأكسجين التفاعلية الضارة".

ورقائق الجرافين النانوية التي اختبرها الفريق هي هياكل ثنائية الأبعاد ذات خصائص فريدة مختلفة، تتسم بتميز الموصلية، والذوبان في الماء، والتوافق الحيوي العالي.

ومع ذلك، عندما يدخل أكسيد الجرافين إلى الخلايا الحية، فإنه يعمل على التدخل في عملية التجميع الذاتي للبروتينات.

وقال الدكتور سانتوش بانديت، المؤلف المشارك للورقة البحثية: "نتيجة لذلك، يمكن أن يعيق تكوين مجاميع البروتين ويعزز تفكك المجاميع الموجودة. نحن نعتقد أن الرقائق النانوية تعمل عبر مسارين مستقلين للتخفيف من التأثيرات السامة للأميلويد بيتا 42 في خلايا الخميرة".

ويتضمن أحد هذه المسارات الوقاية المباشرة من تراكم أميلويد بيتا 42، في حين يتضمن الآخر آلية غير مباشرة - وغير واضحة حاليًا - يتم من خلالها تنشيط جينات الاستجابة للإجهاد في الخلايا، مما يزيد من قدرتها على التعامل مع كل من البروتين المطوي والإجهاد التأكسدي.

واختتمت الدكتورة تشين قائلة: "الخطوة التالية هي التحقق مما إذا كان من الممكن تطوير نظام لتوصيل الدواء - يعتمد على أكسيد الجرافين - لمرض الزهايمر. نريد أيضًا اختبار ما إذا كان لأكسيد الجرافين آثار مفيدة في نماذج إضافية من الأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض باركنسون".

أعراض الزهايمر والخرف

وفقًا لجمعية الزهايمر، تشمل أعراض الزهايمر والخرف:

سوء الحكم واتخاذ القرار

عدم القدرة على إدارة الميزانية

نسيان التاريخ أو الموسم

صعوبة إجراء محادثة

وضع الأشياء في غير موضعها وعدم القدرة على تتبع الخطوات للعثور عليها

التغييرات النموذجية المرتبطة بالعمر

اتخاذ قرار سيء بين الحين والآخر

نسيان أي يوم وتذكره لاحقًا

في بعض الأحيان ننسى الكلمة التي يجب استخدامها

فقدان الأشياء من وقت لآخر