بسیاری از شرایط تخریب عصبی، از آب سیاه گرفته تا بیماری آلزایمر، با آسیب به آکسون ها مشخص می‌شود. آن‌ها دارای طرح‌های باریک و طولانی هستند که باعث تحریک تکانه‌های الکتریکی از یک سلول عصبی به سلول دیگر می‌شوند و ارتباطات سلولی را تسهیل می‌کنند. آسیب به آکسون ها اغلب منجر به نقص عصبی و مرگ سلول می‌شود. با مهار یک خانواده خاص از آنزیم ها، ممکن است درمان‌های جدیدی برای درمان بیماری های نورودژنراتیو از آب سیاه تا آلزایمر ایجاد شود.
محققان می‌دانند که به نظر می‌رسد مهار آنزیمی به نام زیپ کیناز دو لوسین (DLK) به‌طور قوی از سلول های عصبی در طیف گسترده‌ای از مدل‌های بیماری های نورودژنراتیو محافظت می‌کند، اما DLK بازسازی آکسون را نیز مهار می‌کند. تاکنون هیچ روش مؤثری برای اصلاح ژن‌ها وجود نداشته است تا بتواند بقای طولانی‌مدت سلول های عصبی را بهبود بخشد و باعث بازسازی شود.
در مقاله منتشرشده در ۱۴ دسامبر سال ۲۰۲۰ و در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS)، یک تیم چند دانشگاهی به سرپرستی محققان دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا و مؤسسه چشم شیلی در UC بهداشت و درمان سن دیگو یکی دیگر از آنزیم ها را شناسایی کرد که خانواده آنزیم هایی به نام سلول کیناز ژرمینال چهار کیناز (GCK-IV kinases) هستند و مهار آن‌ها به‌شدت نوروپروتکتیو (محافظ نورون ها) است در حالی که اجازه به بازسازی آکسون را نیز می‌دهد و آن را به‌عنوان یک روش درمانی جذاب برای درمان برخی بیماری های تخریب عصبی تبدیل می‌کند.
سلول های گانگلیونی شبکیه نوعی نورون است که اطلاعات بصری را از گیرنده‌های نوری دریافت می‌کنند به انتقال این اطلاعات به مغز کمک می‌کنند
نویسنده ارشد این مقاله با نام درک ولزبی که دکتر استادیار چشم پزشکی در گروه چشم پزشکی خانواده ویتربی در موسسه چشم شیلی است، در این باره گفت:
ما اساساً فهمیدیم که یک سری ژن وجود دارد که در صورت مهار، به سلول های عصبی بینایی امکان زنده ماندن و بازسازی را می‌دهد.
قبل از این کشف، این بخش می‌دانست که چگونه می‌تواند این سلول ها را زنده نگه دارد اما دوباره احیا نمی‌شد. برعکس، روش‌هایی برای ترویج بازسازی وجود دارد اما پس از آن بقا نسبتاً متوسط بود. البته، برای یک استراتژی موفق در ترمیم بینایی، به هر دو نیاز دارید و این کشف یک گام در این راه است.
محققان پس از ایجاد سلول های گانگلیونی شبکیه (RGC) از سلول های بنیادی انسان، یک سری مطالعات را انجام دادند. سلول های گانگلیونی شبکیه نوعی نورون است که در نزدیکی سطح داخلی شبکیه چشم قرار دارد. آن‌ها اطلاعات بصری را از گیرنده‌های نوری دریافت می‌کنند و در مجموع به انتقال این اطلاعات به مغز کمک می‌کنند.
مطالعه اول شامل آزمایش گروهی از مواد شیمیایی که به‌خوبی بررسی شده‌اند، برای ارزیابی توانایی آن‌ها در افزایش بقای سلول های گانگلیونی شبکیه ها بود. مورد دوم برای اندازه‌گیری توانایی مواد شیمیایی در ارتقاء تولید مجدد بود.
ولزبی و همکارانش از یک روش یادگیری ماشین استفاده کردند علت فعالیت بعضی از ترکیبات را متوجه شوند
تصویر بالا، نمونه سلول های گانگلیونی شبکیه با آکسون و دندریت در شبکیه چشم سالم. اعتبار: علوم بهداشتی UC سن دیگو
ولزبی گفت:
ما سپس از یک روش یادگیری ماشین استفاده کردیم تا بفهمیم چرا بعضی از ترکیبات فعال هستند در حالی که بعضی دیگر فعال نیستند و این مطالعه ژن های اصلی را شناسایی کرد.
وی گفت که کشف این ژن‌ها برای بهبود بقای سلول های گانگلیونی شبکیه تعجب‌آور نبود.
با این حال، ما پیش‌بینی می‌کردیم که آن‌ها (مانند DLK) در صورت مهار، جلوی بازسازی را بگیرند و نه اینکه باعث بازسازی شوند. این کشف قطعاً این تعجب‌آور بود. این یکی از مزایای علم مبتنی بر کشف با استفاده از غربالگری با بازده بالا را برجسته می‌کند. این نوع مطالعه با آزمایش بسیاری از عوامل به‌طور هم زمان، می‌توان ژن های نادیده گرفته‌ای را شناسایی کرد که تصور نمی‌شد نقشی داشته باشند.
آب سیاه یک بیماری تخریب عصبی است که منجر به آسیب ساختاری و عملکردی عصب بینایی، اختلال بینایی و نابینایی می‌شود
ولزبی و همکارانش کار خود را بر روی سلول های گانگلیونی شبکیه ها متمرکز کردند زیرا آن‌ها به نوروپاتی های بینایی مانند آب سیاه علاقه‌مند هستند. ولسیبی در این مورد گفت:
اکثر مردم فقط از نظر فشار چشم به آب سیاه فکر می‌کنند اما فشار چشم تنها بخشی از مشکل است. در هسته خود، آب سیاه یک بیماری تخریب عصبی است که با از دست دادن تدریجی سلول های گانگلیونی شبکیه ها و آکسون های آن‌ها مشخص می‌شود و منجر به آسیب ساختاری و عملکردی عصب بینایی، اختلال بینایی و نابینایی می‌شود.
مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری های ایالات متحده تخمین می‌زنند که ۳ میلیون آمریکایی به آب سیاه مبتلا هستند. این دومین علت اصلی نابینایی در سراسر جهان است.
ولزبی هشدار داد که هنوز مشخص نیست که آیا این یافته‌ها به انواع دیگر سلول های عصبی نیز گسترش می‌یابد یا خیر، اما او خاطرنشان کرد که این کار از نظر امکانات درمانی قوی است.
نویسندگان مشترک این موارد عبارت‌اند از: میکائلا جی لویی، آنا لا توره و یانگ هو، UC دیویس، حسن العلی، جان ال بیکسبی و ونس پی لمون، دانشگاه میامی، کاترین L. میچل و وینود جاسکولا-رانگا و دونالد جی زاک، دانشگاه جآن‌هاپکینز، شین دوان، یو سی سانفرانسیسکو، سانتیاگو ویلار، تروویتک، میامی.
بودجه این تحقیق تا حدی از مؤسسات ملی بهداشت (اعطای کمک با شماره ۱RO1EY029342)، تحقیق برای جلوگیری از نابینایی، بنیاد E. ماتیلدا زیگلر، بنیاد برایتفوکس، بنیاد مبارزه برای بینایی، بنیاد تحقیقات آب سیاها برای درمان و توشینسکی تأمین شده است.
نظرات