قد يكون التنشيط المفرط هو السائق الخفي لشركة باركنسون. أظهر الباحثون أنه عندما تعمل الخلايا العصبية الدوبامين العمل الإضافي ، فإنها تحترق ، وتنهار ، وتموت &Ndash; مرددًا نفس النمط الذي شوهد في المرضى. الائتمان: Shutterstock

اكتشف العلماء في معاهد Gladstone سببًا مفاجئًا لتكوين الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين ، وهي حاسمة في حركات الجسم الملساء ، في مرض باركنسون.

في الفئران ، عندما ظلت هذه الخلايا العصبية مفرطة النشاط لأسابيع ، بدأوا في التعثر ، وفقدان صلاتهم أولاً ثم يموتون تمامًا. هذا يعكس فقدان الخلايا العصبية الانتقائية التي شوهدت في المرضى ، حيث تنهار الخلايا التي يتم إجراؤها في السوداء في نهاية المطاف.

لغز باركنسون: لماذا تموت خلايا الدماغ الرئيسية

تسيطر مجموعات معينة من خلايا الدماغ على قدرة الجسم على التحرك بدقة وتنسيق. عندما تظل هذه الخلايا في حالة مفرطة النشاط لفترات طويلة ، فإنها تبدأ في التدهور وتموت في النهاية. لاحظ الباحثون في معاهد Gladstone مؤخرًا هذه العملية ، حيث يقدمون نظرة جديدة على ما قد يحدث في أدمغة الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون.

لقد أدرك العلماء منذ فترة طويلة أن هناك نوعًا معينًا من الخلايا العصبية يضيع مع تقدم باركنسون ، على الرغم من أن الأسباب الكامنة وراء هذا التراجع ظلت غير مؤكدة. دراسة جديدة ، نشرت في المجلة Elife، يدل على أنه في الفئران ، يمكن أن يؤدي التحفيز المبالغة في هذه الخلايا العصبية إلى وفاتها مباشرة. يقترح الباحثون أنه في باركنسون ، قد يتغذى هذا النشاط الزائد من خلال مزيج من المخاطر الوراثية والتعرضات البيئية والضغط الإضافي على الخلايا العصبية الباقية أثناء محاولتهم تعويض أولئك الذين فقدوا بالفعل.

يمكن أن يؤدي اكتشاف علماء جلادستون كاترينا راديماخر (يسار) وكين ناكامورا (يمين) حول نتيجة النشاط الزائد للخلايا العصبية إلى طرق جديدة لعلاج أو منع مرض باركنسون. الائتمان: معاهد مايكل شورت/جلادستون

يقول محقق جلادستون كين ناكامورا ، دكتوراه ، التي قادت الدراسة: “كان السؤال الشامل في مجال أبحاث باركنسون هو السبب في أن الخلايا الأكثر عرضة للمرض تموت”. “يمكن أن تساعدنا الإجابة على هذا السؤال في فهم سبب حدوث المرض ويشير إلى طرق جديدة لعلاجه.”

أعراض باركنسون ونشاط الخلايا العصبية المتزايدة

يتأثر أكثر من 8 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم حاليًا بمرض باركنسون ، وهو اضطراب تدريجي في الدماغ يؤدي إلى الهزات ، وبطء الحركات ، وتصلب العضلات ، وصعوبة المشي والتوازن.

يعرف الباحثون أن الخلايا العصبية المسؤولة عن الإنتاج الدوبامين، وهو أمر ضروري للحركة التطوعية ، من بين أولئك الذين يموتون في مرضى باركنسون. تشير الأدلة أيضًا إلى أن هذه الخلايا العصبية غالباً ما تصبح أكثر نشاطًا مع تقدم المرض ، قبل وبعد بدء التنكس. ما ظل غير واضح هو ما إذا كانت هذه الزيادة في النشاط هي مجرد استجابة للمرض أو إذا لعب دورًا مباشرًا في قيادة موت الخلايا.

تشير العديد من خطوط الأدلة إلى أن نشاط بعض الخلايا العصبية يزيد مع مرض باركنسون ، والذي يؤثر على أكثر من 8 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم. يلقي علماء جلادستون الضوء على ما إذا كان هذا التغيير في النشاط يسبب موت الخلايا مباشرة. الائتمان: معاهد مايكل شورت/جلادستون التنشيط المستمر مقابل التنشيط على المدى القصير

في الدراسة الجديدة ، تعامل ناكامورا وزملاؤه مع هذا السؤال من خلال إدخال مستقبلات على وجه التحديد في الخلايا العصبية الدوبامين في الفئران التي سمحت لهم بزيادة نشاط الخلايا عن طريق علاج الحيوانات بالعقار ، كلوزابين-ن-أكسيد (CNO). بشكل فريد ، أضاف العلماء CNO إلى مياه الشرب للحيوانات ، مما دفع التنشيط المزمن للخلايا العصبية.

تقول كاترينا راديماخر ، طالبة دراسات عليا في مختبر ناكامورا والمؤلف الأول للدراسة: “في العمل السابق ، قمنا نحن وآخرون بتنشيط هذه الخلايا عابرة مع حقن CNO أو بوسائل أخرى ، لكن ذلك أدى فقط إلى رشقات قصيرة من التنشيط”. “من خلال توصيل CNO من خلال مياه الشرب ، نحصل على تنشيط مستمر نسبيًا للخلايا ، ونعتقد أن هذا أمر مهم في نمذجة ما يحدث في الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون.”

صممت ناكامورا (يسار) و Rademacher (يمين) التنشيط المزمن من الخلايا العصبية الدوبامين في الفئران ووجدت نفس النمط من التنكس الخلوي الذي شوهد في الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون. الائتمان: معاهد مايكل شورت/جلادستون

في غضون أيام قليلة من التنشيط الخلايا العصبية الدوبامين ، تعطلت الدورة النموذجية للحيوانات من الأنشطة النهارية والليلية. بعد أسبوع واحد ، يمكن للباحثين اكتشاف انحطاط الإسقاطات الطويلة (التي تسمى المحاور) التي تمتد من بعض الخلايا العصبية الدوبامين. في شهر واحد ، بدأت الخلايا العصبية في الموت.

الأهم من ذلك ، أثرت التغييرات في الغالب على مجموعة فرعية واحدة من الخلايا العصبية الدوبامين – تلك الموجودة في منطقة الدماغ المعروفة باسم السوداء ، والتي هي المسؤولة عن السيطرة على الحركة – مع تجنيب الخلايا العصبية الدوبامين في مناطق الدماغ المسؤولة عن الدافع والعواطف. هذا هو نفس نمط الانحطاط الخلوي الذي شوهد في الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون.

توصيل نتائج الماوس بشركة باركنسون البشرية

لاكتساب نظرة ثاقبة لماذا يؤدي مفرط التنشيط إلى تنكس الخلايا العصبية ، درس الباحثون التغيرات الجزيئية التي حدثت في الخلايا العصبية الدوبامين قبل وبعد الإفراط في التنشيط. لقد أظهروا أن التنشيط المفرط للخلايا العصبية أدى إلى تغييرات في مستويات الكالسيوم وفي التعبير عن الجينات المتعلقة بأداء الدوبامين.

“استجابة للتنشيط المزمن ، نعتقد أن الخلايا العصبية قد تحاول تجنب المفرط الدوبامين – الذي يمكن أن يكون سامًا – من خلال تقليل كمية الدوبامين التي تنتجها” ، يوضح راديماخر. “بمرور الوقت ، تموت الخلايا العصبية ، مما يؤدي في النهاية إلى عدم كفاية مستويات الدوبامين في مناطق الدماغ التي تدعم الحركة.”

تشير النتائج التي توصل إليها ناكامورا (يمين) و Rademacher (يسار) إلى أن ضبط أنماط نشاط الخلايا العصبية الضعيفة مع الأدوية أو تحفيز الدماغ العميق يمكن أن يساعد في حمايتهم وإبطاء تطور مرض الشلل الرعاش. الائتمان: معاهد مايكل شورت/جلادستون أنماط الجينات المشتركة في المرضى والفئران

عندما قام الباحثون بقياس مستويات الجينات في عينات الدماغ من المرضى الذين يعانون من باركنسون في مرحلة مبكرة ، وجدوا تغييرات مماثلة ؛ تم رفض الجينات المتعلقة بأداء الدوبامين ، وتنظيم الكالسيوم ، واستجابات الإجهاد الصحية.

لم يكشف البحث عن سبب زيادة نشاط الخلايا العصبية الدوبامين مع مرض باركنسون ، لكن ناكامورا يفترض أنه يمكن أن يكون هناك أسباب متعددة ، بما في ذلك العوامل الوراثية والبيئية. يمكن أن تكون النشاط الزائد أيضًا جزءًا من دورة مفرغة بدأت في وقت مبكر من المرض. عندما تصبح الخلايا العصبية الدوبامين مفرطة النشاط ، فإنها تغلق تدريجياً إنتاج الدوبامين ، مما يزيد من مشاكل الحركة. تعمل الخلايا العصبية المتبقية بشكل أكبر على التعويض ، مما يؤدي في النهاية إلى استنفاد الخلايا والموت.

يقول ناكامورا: “إذا كان هذا هو الحال ، فإنه يثير إمكانية مثيرة أن تعديل أنماط النشاط للخلايا العصبية الضعيفة مع الأدوية أو تحفيز الدماغ العميق يمكن أن يساعد في حمايتهم وإبطاء تطور المرض”.

المرجع: “التنشيط المزمن من الخلايا العصبية الدوبامين المزمنة في الدماغ المتوسط ​​يسبب تنكس الخلايا العصبية الدوبامين التفضيلية” بقلم كاترينا راديماخر ، زاك دوريك ، دومينيك حداد ، أفروديتي ماماليجاس ، سزو-تشيو ، فيكرا ، فيانك. J Sei ، Anatol Kreitzer ، Glenda Halliday ، Alexandra B Nelson ، Elyssa Margolis و Ken Nakamura ، 26 August 2025 ، Elife.
اثنان: 10.7554/elife.98775

لا تفوت اختراقًا أبدًا: انضم إلى النشرة الإخبارية ScitechDaily.

إقرأ المزيد