Soluble TREM2 suppresses neuronal activity
تُظهر هذه الدراسة أن بروتين TREM2 الذائب (sTREM2) يعمل كمثبط فسيولوجي سريع للنشاط العصبي من خلال الارتباط بـ CD73 لتنشيط إشارات "البيورين" بين الخلايا الدبقية العصبية والخلايا العصبية، مما يحمي من التسمم الاستثاري ويقدم هدفاً علاجياً محتملاً لمرض ألزهايمر والصرع.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
يعتبر الدماغ شبكة واسعة من الإشارات الكهربائية، حيث تتواصل مليارات الخلايا لتشكيل الفكر والذاكرة والحركة. ولكي يعمل هذا النظام، يجب الحفاظ على نشاط هذه الخلايا ضمن نطاق صحي ضيق؛ فقلة النشاط تؤدي إلى فقدان الوظيفة، لكن كثرته قد تكون خطيرة، مما يتسبب في إجهاد الخلايا وتضررها. وقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن نوعاً معيناً من الخلايا المناعية في الدماغ، يُسمى "الخلايا الدبقية الصغيرة" (microglia)، يساعد في الحفاظ على هذا التوازن من خلال تنظيف الحطام وتقليم الوصلات غير الضرورية. تعمل هذه الخلايا الدبقية مثل فريق الصيانة في الدماغ، حيث تراقب البيئة المحيطة باستمرار. ومؤخراً، اكتشف الباحثون أن هذه الخلايا تنتج قطعة بروتينية محددة، وهي جزء من جزيء مستقبل أكبر، تطفو بحرية في السائل المحيط بخلايا الدماغ. وبينما كان من المعروف أن مستويات هذه القطعة ترتفع أثناء أمراض مثل الزهايمر، إلا أن وظيفتها الدقيقة في الدماغ السليم ظلت لغزاً. وكان السؤال هو ما إذا كانت هذه القطعة الطافية مجرد علامة على وجود مشكلة، أم أنها تلعب دوراً نشطاً في التحكم في مدى قوة عمل خلايا الدماغ.
وضع فريق من الباحثين في جامعة ميونيخ التقنية وعدة مؤسسات أخرى هدفهم لحل هذا اللغز من خلال مراقبة ما يحدث عند إدخال هذا البروتين الطافي مباشرة في أدمغة فئران حية. ركزوا على منطقة "الحصين" (hippocampus)، وهي منطقة حيوية للذاكرة، واستخدموا مجهراً خاصاً لمراقبة خلايا الدماغ الفردية وهي تضيء مع إطلاق إشاراتها الكهربائية. وعندما طبق العلماء البروتين الذائب، المعروف باسم sTREM2، على أنسجة الدماغ، لاحظوا تغيراً فورياً وعكوساً؛ إذ تباطأت العصبونات، التي كانت تطلق إشاراتها بشكل تلقائي، فجأة. لم يختفِ النشاط تماماً، لكنه انخفض بشكل ملحويد، وعندما تم غسل البروتين بعيداً، عادت الخلايا إلى إيقاعها الطبيعي. أظهر هذا أن البروتين يعمل بمثابة "مكبح" سريع لنشاط الدماغ، قادر على خفض "صخب" الإشارات الكهربائية في الدماغ خلال دقائق.
ولفهم كيفية حدوث ذلك، اختبر الباحثون ما إذا كان البروتين يؤثر مباشرة على العصبونات أم أنه يحتاج إلى مساعدة من الخلايا الدبية الصغيرة. قاموا بإزالة الخلايا الدبية من بعض الفئران وأعادوا التجربة مرة أخرى. وبدون وجود هذه الخلايا المناعية، لم يكن للبروتين أي تأثير؛ حيث استمرت العصبونات في العمل بوتيرتها المعتادة. أثبت هذا أن البروتين لا يلمس العصبونات مباشرة، بل يعتمد على الخلايا الدبية للقيام بالمهمة. واكتشف الفريق أن البروتين يرتبط بإنزيم محدد على سطح الخلايا الدبية يسمى CD73. هذا الإنزيم هو جزء من سلسلة تفاعلات تحول إشارة كيميائية تطلقها العصبونات النشطة إلى مادة كيميائية أخرى هي "الأدينوزين". والأدينوزين هو مادة طبيعية تخبر العصبونات بالهدوء. ومن خلال الارتباط بـ CD73، يبدو أن البروتين يعزز هذه الإشارة المهدئة، مما يخبر العصبونات فعلياً بالتباطؤ في معدل إطلاق إشاراتها.
ثم بحث الباحثون فيما يحدث عندما يتعطل هذا النظام. فقد درسوا فئراناً تفتقر تماماً للجين المسؤول عن هذا البروتين، وأظهرت هذه الحيوانات مستويات أعلى من نشاط الدماغ مقارنة بالفئران الطبيعية، مع إطلاق العديد من العصبونات لإشاراتها بشكل أكثر تكراراً. وعندما طبق العلماء البروتين على هذه الفئران، نجح في خفض نشاطها إلى المستويات الطبيعية. وعلى العكس من ذلك، صنعوا مجموعة أخرى من الفئران تنتج كميات إضافية من البروتين بشكل طبيعي؛ وكانت هذه الفئران تمتلك نشاطاً أساسياً أقل من الفئران الطبيعية، وعندما حاول العلماء إضافة المزيد من البروتين، لم يحدث أي فرق لأن النظام كان قد وصل بالفعل إلى أقصى طاقته. كما وجدوا أيضاً أنه إذا تم منع البروتين في الفئران التي تنتج كميات إضافية، فإن نشاط الدماغ يرتفع مجدداً. أكد هذا أن كمية هذا البروتين الطافي في الدماغ تحدد مباشرة مدى نشاط العصبونات.
كما استكشفت الدراسة ما إذا كانت هذه الآلية يمكن أن تحمي الدماغ من النشاط المفرط الخطير، مثل النوبات الصرعية. فعندما تسبب الباحثون في حدوث نوبات صرع لدى الفئران باستخدام محفز كيميائي، سجلت الفئران التي تمتلك بروتيناً إضافياً عدداً أقل من نوبات الصرع وأعراضاً أقل حدة. وفي المقابل، عانت الفئران التي تفتقر إلى البروتين من نوبات صرع أكثر تكراراً وشدة. ووجد الفريق أنه بإمكانهم إصلاح مشكلة الصرع في الفئران التي تعاني من نقص البروتين عن طريق إعطائها دواء يحاكي المادة المهدئة "الأدينوزين"، مما يثبت أن البروتين يعمل من خلال هذا المسار المحدد لحماية الدماغ. وأخيراً، اختبروا ما إذا كانت هذه الحماية تمتد إلى المراحل المبكرة من مرض الزهايمر، حيث تُعرف كتل البروتينات السامة بأنها تجعل العصبونات تعمل بشكل لا يمكن السيطرة عليه. فعندما طبقوا هذه الكتل السامة على أنسجة دماغ سليمة، أصبحت العصبونات مفرطة النشاط، ومع ذلك، إذا كان البروتين الذائب موجوداً، فإنه يمنع هذا النشاط المفرط، ويحافظ على هدوء العصبونات رغم وجود الكتل السامة.
تشير هذه النتائج إلى أن البروتين الطافي ليس مجرد علامة سلبية للمرض، بل هو حارس نشط لاستقرار الدماغ. فهو يعمل كمنظم سريع الاستجابة يستخدم الخلايا المناعية للدماغ للتحكم في نشاط العصبونات. ومن خلال تعزيز إشارات التهدئة الطبيعية في الدماغ، يمكنه منع "العواصف الكهربائية" التي تؤدي إلى النوبات الصرعية وفرط النشاط المشاهد في المراحل المبكرة من مرض الزهايمر. ويشير البحث إلى أن الحفاظ على المستويات الصحيحة لهذا البروتين قد يكون استراتيجية رئيسية لحماية الدماغ من الضرر الناتج عن النشاط المفرط، مما يقدم منظوراً جديداً حول كيفية عمل الجهاز المناعي للدماغ وشبكته الكهربائية معاً للبقاء بصحة جيدة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.