مادة حيوية أساسية لصحة الدماغ تعمل كجامع للقمامة من جزيئات الدهون الأخرى (الدهون)، على الرغم من كونها دهنًا بنفسها. لذا، لأكثر من نصف قرن، كان الباحثون في حيرة حول كيفية عدم التخلص من هذه الجزيئات الدهنية، المعروفة باسم BMP، مع بقية الدهون التي تجمعها.
اكتشف عالم الأحياء الخلوية شوبام سينغ من معهد سلوان كيترينغ في نيويورك وزملاؤه أن سر مهارات BMP في تجنب التحلل يكمن في الطريقة التي تشكل بها زوج من الجزيئات هيكلًا مقاومًا. كما تساعد نتائجهم في تفسير كيف ترتبط مستويات غير طبيعية من BMP بزيادة خطر الإصابة بالخرف، بما في ذلك مرض الزهايمر.
تكون مستويات BMP منخفضة بشكل خاص في أدمغة المرضى الذين يعانون من الخرف الجبهي الصدغي، مما يسمح بتراكم دهون سكرية تُعرف باسم الغانجليوزيدات. وعند مستويات مرتفعة، تكون هذه الجزيئات سامة وتنتج حالة تُعرف باسم الغانجليوزيدوزيس التي تدمر الخلايا العصبية في الدماغ والحبل الشوكي. يؤدي علاج الخلايا المصابة بالغانجليوزيدوزيس في المختبر باستخدام BMP إلى تعافيها.
مع وجود أكثر من 10 ملايين حالة خرف يتم تشخيصها حول العالم كل عام، يعاني المزيد والمزيد من الأشخاص أعراضًا مدمرة مثل الارتباك وصعوبات التواصل وفقدان الذاكرة سواء بشكل شخصي أو لدى أحبائهم. كلما زادت معرفتنا بالمسارات البيولوجية المسؤولة عن التدهور الإدراكي، اقتربنا أكثر نحو إدارة أفضل لهذه الحالات غير القابلة للعلاج.
تمامًا مثل أيدينا، يمكن أن تحتوي الجزيئات على تكوينات يمنى (R) أو يسارية (S). ويحدث أن تكون BMP جزيئًا غريب الأطوار ذو يد يسارية بين الدهون ذات اليد اليمنى. “كل شيء في كيمياء الدهون يبدأ بجزء واحد يُسمى غليسيرول 3-فوسفات وهو R”، يوضح سينغ. “إذًا عند أي خطوة تقوم بتحويل R إلى S أو اليد اليمنى إلى اليد اليسرى لتكوين BMP؟”
أظهرت الاختبارات المعملية على الفئران والخلايا البشرية وجود زوجٍ من الإنزيمات داخل الحُقَيات الخلوية تُسمى الليسوسومات حيث يتم إنتاج BMP. هذان البروتينان – المعروفان باسم PLD3 وPLD4 – يمنحان الدهن يده الفريدة.
يشرح عالم الأحياء الخلوية جيريمي باسكين بجامعة كورنيل والذي لم يكن مشاركاً في الدراسة أنه كان يُعتقد سابقاً أن هناك جزيئاً آخر هو الذي يصنع الـBMP ولكن كانت لديه يد خاطئة.
“لقد تفاجأنا لأن أشخاص آخرين قد أفادوا بأن إنزيم آخر يمكنه صنع الـBMP”، يقول باسكين.
الأهم هو أن التغيرات التي تطرأ على أيٍّ منهما يمكن أن تزيد أو تقلل مستويات الـBMP داخل الخلايا. وقد اكتشف سينغ وزملاؤه أن شكل مُتحور لـPLD3 مرتبط سابقاً بمرض الزهايمر قد قلل كمية الـBMP المنتجة بأكثر من النصف مما يشير إلى احتمال لعب اختلال تنظيم دهون الدماغ دوراً ما في الحالة.
الخرف هو حالة معقدة تشمل مجموعة واسعة جداً من المسارات البيولوجية القليلة المفهومة منها حتى الآن. لكن كلما تعلم الباحثون المزيد عن الوظائف الطبيعية للدماغ ، اقتربنا أكثر لفهم الأمراض المستعصية المرتبطة بها أيضًا.
تم نشر هذا البحث في مجلة “Cell”.
