کشف ژن APOE2: محافظ قدرتمند مغز در برابر پیری و آلزایمر

پژوهشگران در مطالعه‌ای جدید دریافته‌اند که ژن APOE2 توانایی محافظت از سلول‌های مغزی در برابر آسیب‌های ناشی از افزایش سن را دارد و می‌تواند خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را به طور چشمگیری کاهش دهد. این یافته‌های پیشگامانه که در مجله علمی Aging Cell منتشر شده، افق‌های تازه‌ای را برای درمان بیماری‌های تخریب‌کننده مغز می‌گشاید.

سال‌هاست که دانشمندان می‌دانند افراد دارای گونه APOE2 معمولاً عمر طولانی‌تری دارند و کمتر به آلزایمر مبتلا می‌شوند، اما دلیل دقیق این اثر محافظتی تاکنون نامشخص بود. اکنون، محققان موسسه تحقیقاتی پیری باک در آمریکا نشان داده‌اند که این ژن احتمالاً به نورون‌ها کمک می‌کند تا آسیب‌های DNA را بهتر ترمیم کنند و در برابر فرآیند پیری سلولی مقاومت بیشتری از خود نشان دهند.

به گفته لیزا ام. الر‌بی، استاد موسسه باک و نویسنده ارشد این پژوهش، نورون‌های حاوی APOE2 نه تنها کمتر دچار آسیب ژنتیکی می‌شوند، بلکه بهتر می‌توانند از ورود به وضعیت خطرناک پیری سلولی جلوگیری کنند؛ وضعیتی که یکی از عوامل مهم تحلیل مغز و بیماری‌های عصبی مرتبط با سالمندی محسوب می‌شود.

تفاوت‌های کلیدی APOE2 با سایر گونه‌های ژن APOE

ژن APOE سه گونه رایج دارد: APOE2، APOE3 و APOE4. اگرچه تفاوت این سه نوع تنها در دو اسید آمینه است، اما تأثیرات آنها بر مغز بسیار متفاوت است.

• APOE4: مهم‌ترین عامل ژنتیکی خطر برای آلزایمر دیررس شناخته می‌شود.
• APOE2: بارها با کاهش خطر زوال عقل و افزایش طول عمر مرتبط دانسته شده است.

برای بررسی دقیق نقش این ژن‌ها، پژوهشگران از سلول‌های بنیادی انسانی مهندسی‌شده استفاده کردند که تنها تفاوت ژنتیکی آنها نوع APOE بود. این سلول‌ها سپس به دو نوع نورون مغزی (نورون‌های مهاری GABAergic و نورون‌های تحریکی glutamatergic) تبدیل شدند. همچنین، بافت هیپوکامپ مغز موش‌های سالمند حامل ژن‌های انسانی APOE2، APOE3 و APOE4 نیز مورد بررسی قرار گرفت.

یافته‌های محوری تحقیق: مکانیسم‌های محافظتی APOE2

این مطالعه به نتایج مهمی دست یافت که مکانیسم‌های محافظتی APOE2 را روشن می‌کند:

• آسیب کمتر به DNA در نورون‌های APOE2: تحلیل‌های ژنتیکی نشان داد نورون‌های دارای APOE2 فعالیت بیشتری در مسیرهای ترمیم DNA دارند. در مقابل، نورون‌های APOE4 الگوهایی مشابه سلول‌های درگیر آلزایمر از خود نشان دادند. اندازه‌گیری مستقیم نیز تایید کرد که میزان شکستگی رشته‌های DNA در نورون‌های APOE2 به طور چشمگیری کمتر است.
• مقاومت بیشتر در برابر پیری سلولی: زمانی که نورون‌ها در معرض استرس شدید (مانند تابش اشعه یا داروی شیمی‌درمانی دوکسوروبیسین) قرار گرفتند، سلول‌های APOE2 نشانگرهای کمتری از پیری سلولی، از جمله پروتئین‌های p16 و CRYAB، تولید کردند. این سلول‌ها همچنین ساختار هسته سالم‌تری داشتند.
• اثر محافظتی پروتئین APOE2 بر سلول‌های پرخطر: پژوهشگران دریافتند افزودن پروتئین APOE2 به نورون‌های APOE4 می‌تواند نشانه‌های آسیب DNA را کاهش دهد. این موضوع نشان می‌دهد که اثر محافظتی APOE2 ممکن است فقط به ژنتیک محدود نباشد و بتوان از آن برای درمان استفاده کرد.

تایید نتایج در آزمایش‌های حیوانی

موش‌های سالمندی که حامل APOE2 بودند، در مقایسه با موش‌های دارای APOE3 و APOE4، ساختار هسته سلولی سالم‌تر، پروتئین‌های محافظتی بیشتر و نشانه‌های کمتری از تخریب مغزی داشتند. این نتایج، یافته‌های آزمایشگاهی بر روی سلول‌های انسانی را تقویت می‌کند.

امید تازه برای درمان آلزایمر و بیماری‌های مرتبط با سالمندی

دانشمندان معتقدند آسیب DNA و پیری سلولی از عوامل کلیدی در بروز آلزایمر و بیماری‌های مرتبط با سالمندی هستند. این پژوهش نشان می‌دهد که APOE2 می‌تواند به حفظ پایداری ژنتیکی نورون‌ها کمک کرده و از تخریب مغز جلوگیری کند.

به گفته پژوهشگران، درمان‌هایی که توانایی ترمیم DNA را افزایش دهند یا سلول‌های پیر و آسیب‌دیده را از مغز حذف کنند، شاید بتوانند بخشی از اثرات محافظتی APOE2 را در افرادی که ژن پرخطر APOE4 دارند، بازسازی کنند.

کریستیان خرونیمو-اولورا، یکی از نویسندگان اصلی مطالعه، می‌گوید: «شگفت‌انگیزترین نکته این بود که نورون‌های APOE2 نه تنها در حالت عادی آسیب کمتری داشتند، بلکه هنگام مواجهه با استرس نیز سریع‌تر بهبود پیدا می‌کردند.»

با این حال، دانشمندان تاکید می‌کنند که هنوز دقیقاً مشخص نیست APOE2 چگونه فرآیند ترمیم DNA را تقویت می‌کند. تحقیقات آینده قرار است روی توسعه ترکیباتی متمرکز شود که بتوانند عملکرد APOE2 را تقلید کرده و خطر آلزایمر را در افراد مستعد کاهش دهند.