دانشمندان سرنخ پنهان آلزایمر را در اعماق سلول های مغز کشف کردند

دانشمندان کشف کرده‌اند که شکل سه‌بعدی DNA درون سلول‌های مغزی در بیماری آلزایمر مختل می‌شود و لایه‌ای پنهان از این بیماری را کشف می‌کند که می‌تواند محققان را به سمت درمان‌های جدید راهنمایی کند.

محققان دانشگاه کارنگی ملون، دانشگاه پیتسبورگ و دانشگاه واشنگتن دریافتند که نحوه چین‌خوردگی ژنوم در سلول‌های مغزی خاص از افراد مبتلا به آلزایمر متفاوت است و ژن‌هایی که روشن و خاموش می‌شوند را تغییر می‌دهد.

این مطالعه که در Science منتشر شده است، این تغییرات ساختاری را به تغییرات در فعالیت ژن و نحوه سازماندهی بافت مغز مرتبط می‌کند.

دکتر لوسی هوپر، پزشک پزشکی و یکی از بنیان‌گذاران Coyne Medical که در این مطالعه شرکت نداشت، به نیوزویک گفت که تحقیقات با استفاده از سلول‌های مغز انسان وزن خاصی دارد زیرا دانش موجود در مورد آلزایمر از مدل‌های حیوانی به دست آمده است.

هوپر گفت: "ما به وضوح می دانیم که ما با یک موش بسیار متفاوت هستیم، بنابراین انجام مطالعات بیشتر که از زیست شناسی انسان استفاده می کند بسیار مهم است."

او گفت که این یافته‌ها به شواهد فزاینده‌ای می‌افزاید که نشان می‌دهد زیست‌شناسی آلزایمر واقعا چقدر پیچیده است، فراتر از پلاک‌های آمیلوئید و تاو که در دانشکده پزشکی تدریس می‌شوند.

او گفت: «حتی روش فیزیکی چین‌خوردن و سازمان‌دهی DNA ما در داخل یک سلول ممکن است در بیماری آلزایمر متفاوت باشد.

هوپر گفت که تغییرات اپی ژنتیکی می‌تواند هدف آسان‌تری برای درمان‌های آینده نسبت به تغییر خود DNA باشد، اگرچه او هشدار داد که چنین درمان‌هایی با آزمایش‌های بالینی فاصله دارند.

این تیم بافت قشر جلوی مغز پس از مرگ را از افراد مبتلا به آلزایمر و بدون آلزایمر که در یک مطالعه طولانی مدت در مورد زوال عقل شرکت کرده بودند و بعدا مغز خود را اهدا کردند، بررسی کردند.

محققان از تکنیکی به نام GAGE-seq استفاده کردند که هم فعالیت ژن و هم تماس‌های سه بعدی ژنوم را در یک سلول اندازه‌گیری می‌کند و آن را با نقشه‌برداری فضایی ترکیب می‌کند که نشان می‌دهد فعالیت ژن در بافت دست‌نخورده مغز کجا رخ می‌دهد.

آنها همچنین یک مدل هوش مصنوعی جدید به نام Hicformer ساختند تا بررسی کنند که چگونه تا شدن ژنوم بر رفتار سلولی تأثیر می گذارد.

DNA معمولا در نواحی فعال و غیرفعال مجزا به نام محفظه سازماندهی می‌شود، اما در سلول‌های آلزایمر، مرزهای بین آن نواحی تار بود، الگویی که محققان آن را «افزایش اختلاط محفظه» نامیدند.

چندین نوع از سلول های مغزی همچنین تماس های کمتری را بین بخش های DNA نزدیک و تماس های بیشتری بین بخش های دور نشان دادند. سلول هایی با اختلاط بیشتر تمایل به فعالیت کلی ژن کمتری داشتند.

این تیم همچنین پیوندهای ضعیف‌تری بین ژن‌ها و عناصر تنظیم‌کننده‌ای که آنها را کنترل می‌کنند، در کنار کاهش فعالیت ژن‌های مرتبط با نورون‌ها، سیناپس‌ها، متابولیسم و ​​استرس سلولی پیدا کردند. آنها تغییرات مرتبط با میکروگلیا، سلول های ایمنی مغز را که به پیری سلولی مرتبط است، شناسایی کردند.

نقشه برداری از این تغییرات در بافت مغز نشان داد که سازماندهی مجدد ژنوم نه تنها به تغییر فعالیت ژن بلکه به نحوه آرایش فیزیکی سلول های مغز مرتبط است.

این یافته ها معماری ژنوم را به عنوان یک لایه اضافی از زیست شناسی آلزایمر نشان می دهد و به دانشمندان چارچوبی می دهد تا آزمایش کنند که کدام تغییرات ساختاری ممکن است مستقیما منجر به این بیماری شود. مطالعات آینده می تواند تعیین کند که آیا تغییرات خاص به پیشرفت آلزایمر کمک می کند و اینکه آیا مناطق نظارتی آسیب دیده ممکن است در نهایت به عنوان اهدافی برای درمان های جدید عمل کنند.

Zhang، Y. و همکاران. (2026). مولتیومیک های تک سلولی ژنوم سه بعدی و تغییرات رونوشت در بیماری آلزایمر را به هم متصل می کند. علم . https://doi.org/10.1126/science.adz1652.

در مورد این داستان با سردبیران نیوزویک تماس بگیرید: کارا دولمن و اما لی سانگ