دانشمندان موفق به مهندسی پروتئینی شدند که حافظه را بهبود می‌بخشد

دانشمندان به‌تازگی موفق شدند با اصلاح ژنتیکی پروتئین «LIMK1» و فعال کردن آن با «راپامایسین» (Rapamycin)، به دستاورد جدیدی در زمینه‌ی تحقیقات حافظه برسند و پروتئین خاصی را مهندسی کنند که حافظه را بهبود می‌دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه با اِروتِک همراه باشید.

محققان دانشکده‌ی پزشکی و جراحی در دانشگاه کاتولیک رم و بنیاد پلی‌کلینیک «Gemelli» توانستند یک مولکول (پروتئین LIMK1) را که به طور معمول در مغز فعال است و نقشی کلیدی در حافظه دارد را اصلاح ژنتیکی کنند.

این محققان و دانشمندان به پروتئین «LIMK1» یک «سوئیچ مولکولی» افزودند که با تجویز داروی راپامایسین فعال می‌گردد. شایان ذکر است که داروی راپامیسین به اثرات ضد پیری که بر روی مغز می‌گذارد، شناخته می‌شود.

مطالعه‌ای مشارکتی با پیامدهای مهم

این تحقیقات که نتایج آن در نشریه‌ی «Science Advances» منتشر شده، در هر دو دانشگاه کاتولیک رم و بنیاد پلی‌کلینیک «Gemelli» و با هماهنگی با کلودیو گراسی (Claudio Grassi)، استاد تمام فیزیولوژی و مدیر گروه علوم اعصاب، میسر شده است.

باید به این موضوع نیز اشاره داشت که این تحقیق توسط وزارت آموزش، دانشگاه و تحقیقات ایتالیا، بنیاد انجمن آلزایمر آمریکا و وزارت بهداشت ایتالیا پشتیبانی می‌شود و کاربردهای بالقوه‌ی بسیار زیادی در زمینه‌ی بهبود درک ما از عملکرد حافظه و تسهیل شناسایی راه‌حل‌های نوآورانه برای بیماری‌های عصبی-روانی مانند زوال عقل خواهد داشت.

نقش پروتئین «LIMK1» در فرآیندهای حافظه

پروتئین «LIMK1» نقش حیاتی و بسیار حائز اهمیتی در تشخیص تغییرات ساختاری در نورون‌ها، به خصوص تشکیل خار‌های دندریتیک، بازی می‌کند که انتقال اطلاعات در شبکه‌های عصبی را بهبود می‌دهد و در فرآیند‌های یادگیری و حافظه بسیار اهمیت دارند.

پروفسور کلودیو گراسی، نویسنده‌ی ارشد این مطالعه‌ی جدید، در این‌باره توضیح می‌دهد:

«حافظه پروسه‌ی پیچیده‌ای است و تغییراتی در سیناپس‌ها یا همان اتصالات بین نورون‌ها در نواحی خاص مغز مانند هیپوکامپ را در برمی‌گیرد که یک ساختار عصبی ضروری در شکل‌گیری حافظه است. این پدیده، که با نام پلاستیسیته‌ی سیناپسی (Synaptic Plasticity) شناخته می‌شود، شامل تغییراتی در ساختار و عملکرد سیناپس‌ها است و وقتی رخ می‌دهد که یک مدار عصبی، به طور مثال، به وسیله‌ی تجربیات حسی فعال گردد. این تجربیات سبب فعال‌سازی مسیر‌های سیگنال‌دهی پیچیده‌ای می‌شوند که دربرگیرنده‌ی پروتئین‌های متعددی هستند.»

این پروفسور گزارشات خود را به این شکل ادامه داد:

«برخی از این پروتئین‌ها برای حافظه بسیار مهم‌‌اند، در واقع، کاهش تجلی یا تغییرات این پروتئین‌ها با تغییرات در عملکرد‌های شناختی مربوط است. یکی از این پروتئین‌ها، [پروتئین] «LIMK1» محسوب می‌شود. هدف از تحقیق ما این بود که فعالیت این پروتئین را منظم کنیم، چرا که [این پروتئین] نقشی کلیدی در بلوغ خار‌های دندریتیک مابین نورون‌ها بازی می‌کند. کنترل پروتئین «LIMK1» با یک دارو به این معنی است که توانایی ارتقای انعطاف‌پذیری سیناپسی و بنابراین فرآیند‌های فیزیولوژیکی‌ای که به آن وابسته هستند را به‌دست آوریم.»

استراتژی کموژنتیک؛ رویکردی جدید برای تقویت حافظه

پروفسور کریستین ریپولی (Cristian Ripoli)، دانش‌یار پزشکی در دانشگاه کاتولیک و اولین نویسنده‌ی این مطالعه به سخنان پروفسور کلودیو گراسی افزوده است:

«کلید این استراتژی نوآورانه‌ی «کموژنتیک» (Chemogenetic)، که ژنتیک و شیمی را با یکدیگر ترکیب می‌کند، دقیقاً با استفاده از راپامایسین (یک داروی سرکوب سیستم ایمنی در مدل‌های بالینی که با مواردی نظیر افزایش طول عمر و اثرات مثبت آن بر مغز شناخته می‌شود) پیونده خورده است.»

پروفسور کریستین ریپولی تأکید داشت:

«ما به همین دلیل رشته‌ی پروتئین «LIMK1» را با افزودن یک سوئیچ مولکولی اصلاح کردیم که به ما اجازه داد آن را با تجویز راپامایسین، با کنترل، فعال کنیم.»

این محققان در ادامه اذعان داشتند:

«در حیواناتی که دارای زوال شناختی مربوط به سن و سال هستند، استفاده از این ژن درمانی جهت اصلاح پروتئین «LIMK1» و فعال کردن آن با دارو سبب بهبود قابل توجه‌ی حافظه گردید. این رویکرد به ما این اجازه را می‌دهد تا فرآیند‌های پلاستیسیته سیناپسی و حافظه را در شرایط فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی دستکاری کنیم. ضمناً، این [رویکرد] راه را برای توسعه پروتئین‌های «مهندسی‌شده»‌ی بیشتری هموار می‌سازد که می‌توانند انقلابی در زمینه‌ی تحقیق و درمان حوزه‌ی عصب‌شناسی به پا کنند.»

پروفسور کلودیو گراسی در پایان گفت:

«قدم بعدی دانشمندان، بررسی تأثیر این درمان در مدل‌های تجربی بیماری‌های نورودژنراتیو (زوال عصبی) نظیر آلزایمر خواهد بود که نقص حافظه نشان می‌دهند. هم‌چنین، انجام مطالعات بیشتر جهت تأیید امکان استفاده از این فناوری در انسان‌ها نیز ضروری است.»

منبع: Scitechdaily