ریتم روزانهی فعالیت ژنتیکی در انواع مختلف سلولها، بسته به وضعیت سلامت آنها، متفاوت است. مطالعهی جدیدی این موضوع را نشان داده و جزئیات تازهای از رابطهی میان بیماری آلزایمر و نظم عملیاتی مغز ما را آشکار کرده است.
به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛ این چرخه که به آن ریتم شبانهروزی یا سیرکادین (circadian rhythm) گفته میشود، به بدن ما میگوید چه زمانی باید از خواب بیدار شویم و چه زمانی بخوابیم. همچنین مجموعهی بزرگی از فرایندهای زیستی داخلی را در طول شبانهروز بهشکل منظم و هماهنگ پیش میبرد.
پیشتر ارتباط بین اختلال در الگوهای خواب و بیماری آلزایمر مشخص شده بود. از همین رو، پژوهشگرانی به سرپرستی تیمی از دانشکدهی پزشکی دانشگاه واشینگتن (WashU Medicine) بررسی دقیقتری بر ریتمهای شبانهروزی ژنهایی انجام دادند که با عوامل خطر ابتلا به آلزایمر در ارتباط هستند.
پژوهشگران با مقایسهی مغز موشهایی که دچار حالتی مشابه آلزایمر بودند با مغز موشهای سالم در سنین مختلف، بیان ژنهای کلیدی را در دو نوع سلول بررسی کردند:
۱. آستروسیتها (astrocytes) که به نورونها کمک و از آنها پشتیبانی میکنند.
۲. میکروگلیا (microglia) که سلولهای ایمنی مغز هستند.
سپس نتایج بهدستآمده از این آزمایشها در بافت مغز انسان نیز تأیید شد.
اریک موسیک (Erik Musiek)، عصبشناس از دانشگاه واشینگتن، میگوید:
«تا کنون ۸۲ ژن با خطر ابتلا به بیماری آلزایمر مرتبط شناخته شدهاند، و ما دریافتیم که ریتم شبانهروزی فعالیت حدود نیمی از آنها را کنترل میکند.»
او اضافه میکند:
«وقتی بدانیم بخش زیادی از این ژنهای مرتبط با آلزایمر توسط ساعت زیستی تنظیم میشوند، فرصت داریم راههایی برای دستکاری آنها و جلوگیری از پیشرفت بیماری پیدا کنیم.»
در این پژوهش، تغییرات بیان ژن در سلولهای میکروگلیای مغز در طول شبانهروز دنبال شد تا مشخص شود بروز علائم مشابه آلزایمر چگونه این تغییرات را تحت تأثیر قرار میدهد.
به بیان دیگر، ساعتهای درونی سلولها که رفتار آنها را هدایت میکنند، تأثیر قدرتمندی بر ژنهای مرتبط با پاتولوژی آلزایمر دارند و این تأثیر میتواند در عملکرد طبیعی مغز، بهویژه در فرایند پاکسازی مواد سمی، اختلال ایجاد کند.
موشهای مورد مطالعه بهصورت ژنتیکی طوری طراحی شده بودند که در مغزشان پلاکهای پروتئینی آمیلوئید بتا (amyloid-beta) تشکیل شود؛ همان تودههایی که در مغز مبتلایان به آلزایمر نیز دیده میشود. هنوز مشخص نیست که آیا این تودهها ریتم شبانهروزی را مختل میکنند یا برعکس، اختلال در ساعت زیستی باعث تشکیل آنها میشود. با این حال، پژوهشگران گمان دارند که تغییر در ساعت سلولی میتواند عاملی هشداردهنده باشد.
این یافتهها با دانستههای پیشین دربارهی آلزایمر همخوانی دارد، چرا که میدانیم این بیماری نظم طبیعی بدن را بر هم میزند. حتی اصطلاحی وجود دارد برای افزایش گیجی و آشفتگی در بیماران که معمولاً در ساعات پایانی بعدازظهر یا اوایل شب رخ میدهد؛ این پدیده را «ساندونینگ» (sundowning) مینامند.
پژوهشگران در مقالهی منتشرشدهی خود مینویسند:
«ریتمهای شبانهروزی در بیان ژنها، وابسته به نوع سلول و شرایط آن است و بینشهای مهمی دربارهی عملکرد سلولهای گلیال در سلامت، بیماری آلزایمر و پیری ارائه میدهد.»
حدود یکپنجم ژنهای موجود در ژنوم انسان تصور میشود که در پاسخ به ساعت زیستی بدن، بیان خود را تغییر میدهند؛ فرآیندهایی مانند گوارش، خواب و ترمیم بدن را تحت تأثیر قرار میدهند.
با وجود شواهدی از نوسانات روزانه در سلولهای مغزی آسیبدیده بر اثر نورودژنراسیون (تخریب عصبی)، پژوهشگران اکنون میتوانند راههایی برای مقابله با اثرات بیماری بررسی کنند. شاید «تنظیم دوبارهی ساعت زیستی ژنها» در سلولهای کلیدی مغز بتواند از بروز آلزایمر پیشگیری کند.
موسیک میگوید:
«هنوز چیزهای زیادی هست که باید درک کنیم، اما نکتهی مهم این است که یاد بگیریم چگونه ساعت زیستی را دستکاری کنیم — آن را قویتر یا ضعیفتر کنیم، یا در بعضی سلولها خاموشش کنیم.»
او در پایان میافزاید:
«در نهایت، هدف ما این است که بفهمیم چطور میتوان سیستم شبانهروزی را بهینه کرد تا از تجمع آمیلوئید و سایر جنبههای بیماری آلزایمر جلوگیری شود.»
