Main menu

Pages

ترتبط المستويات العالية من الكالسيوم في الميتوكوندريا بتلف الجهاز العصبي والموت للمصابين بمرض الزهايمر


High calcium levels in mitochondria linked to neuronal death in Alzheimer's disease


ترتبط المستويات العالية من الكالسيوم في الميتوكوندريا بتلف الجهاز العصبي والموت للمصابين بمرض الزهايمر

تاريخ: 13 مايو 2020

مصدر: مستشفى ماساتشوستس العام

ملخص:

للمرة الأولى ، باستخدام فأر كنموذج لمرض الزهايمر ، وثق العلماء وجود صلة بين مستويات الكالسيوم المرتفعة في الميتوكوندريا والتلف العصبي في دماغ الكائن الحي.

 

 

ترتبط المستويات العالية من الكالسيوم في الميتوكوندريا بتلف الجهاز العصبي والموت للمصابين بمرض الزهايمر

 




للمرة الأولى ، باستخدام فأر كنموذج لمرض الزهايمر ، وثق العلماء وجود صلة بين مستويات الكالسيوم المرتفعة في الميتوكوندريا والتلف العصبي في دماغ الكائن الحي. تم توثيق هذه العلاقة سابقًا في عملية زراعة الخلايا ، ولكن رؤية هذه الظاهرة في الفئران الحية يجعل من المرجح حدوث هذ الظاهرة في الأنسان أيضًا ويمكن أن يشير إلى استهداف جديد لمرض الزهايمر.

 

تقول ماريا كالفو-رودريجيز ، دكتوراه: "تمكنا من إظهار عدم انتظام الكالسيوم في الميتوكوندريا في الخلايا العصبية للفئران الحية بأعراض تشبه أعراض الزهايمر باستخدام أحدث تقنيات التصوير الحي". المؤلف الرئيسي هو د. بريان ج. كلاهما من قسم الأعصاب في مستشفى ماساتشوستس العام.

 



وشمل متعاونوهم باحثين من كلية هارفارد للصحة العامة وكلية الطب في معهد البحوث الطبية الحيوية في كاديز (INIBICA) في إسبانيا. نُشرت هذه الدراسة مؤخرًا في  .Nature Communications

 



واحدة من السمات المميزة لمرض الزهايمر هي ترسب لويحات (البلاك) أميلويد بيتا  Aβ وفقدان الخلايا العصبية. 

منذ فترة طويلة يعتقد أن تراكم  Aβ هو سبب للمرض ، لكن الوسيلة الدقيقة لوفاة الخلايا العصبية في مرض الزهايمر تظل غامضة ، وأصبحت نظرية  Aβ مثيرة للجدل لأن العديد من المرشحين للأدوية الذين يستهدفون  Aβ فشلوا في التجارب السريرية.

 

واحدة من آثار لويحات Aβ هي أنها تسبب مستويات عالية من أيونات الكالسيوم (Ca2+) في خلايا الدماغ. هناك أيضًا أدلة على أنه ، على الأقل في زراعة الخلايا ، فإن التعرض لـ Aβ  يمكن أن يرفع مستويات Ca2+ داخل الميتوكوندريا ويؤدي إلى موت الجهاز العصبي.

تؤثر الميتوكوندريا على إشارات Ca2+ داخل الخلايا العصبية من خلال " الميتوكوندريا الكالسيوم أحادي البروتين " التي تأخذ Ca2+ في الميتوكوندريا. تم إعاقة التحقيق في هذه الآلية في الفئران الحية بسبب نقص التقنيات الحساسة بما يكفي لتقييم مستويات Ca2+ بشكل مباشر في الميتوكوندريا في الدماغ الحي.

 

لاستكشاف العلاقة بين Ca2 + ، الميتوكوندريا والموت العصبي ، قامت كالفو رودريجيز وزملاؤها بدمج الميكروسكوب متعدد الفوتونات مع مؤشر قياس Ca2+  الذي يستهدف الميتوكوندريا لتقييم مستويات Ca2+ . قاموا بتطبيق هذه التقنيات لفحص الخلايا العصبية لنموذج الفأر المعدلة وراثيًا لمرض الزهايمر الذي يطور لويحات أميلويد مماثلة لتلك التي لدى المرضى من البشر.

 

تظهر دراساتهم أن زيادة مستويات الميتوكوندريا Ca2+ ترتبط بترسب اللويحات وموت الخلايا العصبية في هذا النموذج ، مما يشير إلى أن مستويات Ca2+ غير الطبيعية في الميتوكوندريا يمكن أن تلعب دورًا في موت الخلايا العصبية في مرضى الزهايمر.

 



بالإضافة إلى ذلك ، لاحظوا أنه عند تطبيق Aβ القابل للذوبان على دماغ الفأر الصحي يزيد تركيز Ca2+ الميتوكوندريا. يمكن منع هذه العملية عن طريق انسداد الميتوكوندريا الكالسيوم أحادي البروتين مع الأدوية.  Aβ قابل للذوبان هو نوع من  Aβ مماثل لتلك الموجودة في دماغ الزهايمر البشري.

 

يقول كالفو رودريغيز: "إن ارتفاع مستويات الكالسيوم في الميتوكوندريا يسبب الإجهاد التأكسدي ، وموت الخلايا العصبية عن طريق الاستماتة". "نقترح أنه من خلال منع احادي بروتون الكالسيوم الميتوكوندريا العصبية يمكننا أن نمنع موت الخلايا ويؤثر على تطور المرض." يشير عملهم إلى أن استهداف دخول الكالسيوم إلى الميتوكوندريا يمكن أن يكون نهجًا علاجيًا جديدًا واعدًا في مرض الزهايمر.

 

 

 

المصادر

  • Materials provided by Massachusetts General HospitalNote: Content may be edited for style and length.
  • Maria Calvo-Rodriguez, Steven S. Hou, Austin C. Snyder, Elizabeth K. Kharitonova, Alyssa N. Russ, Sudeshna Das, Zhanyun Fan, Alona Muzikansky, Monica Garcia-Alloza, Alberto Serrano-Pozo, Eloise Hudry, Brian J. Bacskai. Increased mitochondrial calcium levels associated with neuronal death in a mouse model of Alzheimer’s diseaseNature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16074-2

 

اعداد

علي ثاير النعيمي

Instagram

Facebook


Comments

Titles