کشف روشی جدید در تشخیص زود هنگام آلزایمر

یک مطالعه جدید، فعالیت پاتولوژیک مغز را که سال ها قبل از شروع اولین علائم آلزایمر ایجاد می شود، بررسی کرد. در طی این مطالعه دانشمندان موفق به کشف روشی جدید در تشخیص زود هنگام آلزایمر شدند. نقص در مکانیسم تثبیت شبکه عصبی، فعالیت هیپوکامپ را در هنگام بیهوشی و خواب، افزایش می دهد. محققان بر این باورند که کشف این فعالیت غیرطبیعی در طول حالت‌ های خاص مغز ممکن است به تشخیص زود هنگام آلزایمر کمک کند. این تئوری منجر به درمان بهتر بیماری می شود؛ زیرا در حال حاضر درمان‌ های مؤثری وجود ندارند.

خب حالا داستان چیه؟

این مطالعه توسط پروفسور اینا اسلوتسکی و دانشجویان دکترا دانیل زرهین و رفائلا آتسمون در دانشگاه تل آویو رهبری شد. شرکت کنندگان دیگر در این مطالعه عبارتند از: دکتر آنتونلا روجیرو ، هالیت بالوها و … که همگی از آزمایشگاه پروفسور اسلوتسکی بودند. این مقاله در مجله علمی Cell Reports منتشر شد.
پروفسور اسلوتسکی میگوید: «اخیراً مطالعه ای در ژورنال بهداشت عمومی لانست، در مورد مسئله زوال عقلی منتشر شد. تخمین میزنیم تعداد مبتلایان به زوال عقلی در جهان از 50 میلیون نفر در سال 2019 به بیش از 150 میلیون در سال 2050 افزایش یابد. همچنین افزایش 370 درصدی در شمال آفریقا و خاورمیانه مشاهده می شود. در اسرائیل 145 درصد افزایش در مقایسه با 74 درصد افزایش در اروپای غربی پیش‌ بینی می‌ شود. این افزایش چشمگیر در شیوع آلزایمر، به دلیل افزایش رشد جمعیت و امید به زندگی، ادامه خواهد داشت، مگر اینکه درمان‌ های مؤثری بیابیم. این امر به وضوح، هشداری برای سرمایه گذاری در تحقیقات زوال عقلی و شایع ترین شکل آن، یعنی بیماری آلزایمر است.
در سال‌های اخیر فناوری‌ های نوآورانه تصویربرداری توسعه یافتند. این فناوری ها رسوبات آمیلوئید را که مشخصه پاتولوژی بیماری آلزایمر اند، نشان دادند. رسوبات آمیلوئید، ۱۰ تا ۲۰ سال قبل از شروع علائم معمولی در مغز بیماران تشکیل می شود. اکثر تلاش‌ ها برای درمان بیماری آلزایمر با کاهش میزان پروتئین‌ های آمیلوئید بتا و تجمع آن ها ناموفق بودند.»

چگونگی انجام این تحقیقات

محققان از مدل های حیوانی برای مطالعه آلزایمر استفاده کردند. آن ها بر روی ناحیه هیپوکامپ مغز که نقش کلیدی در فرآیند های حافظه دارد و در بیماران آلزایمری مختل می شود، تمرکز کردند. محققان در ابتدا فعالیت سلولی را در هیپوکامپ زمانی که مدل حیوانی بیدار بود، فعال کردند. سپس در هنگامی که حیوان در حال کاوش در محیط اطراف خود بود، اندازه گیری کردند. برای این کار آن ها از روش های پیشرفته استفاده کردند که فعالیت مغز را با وضوح اندازه گیری می کند.
دانیل زرهین می گوید: «ما در مطالعات قبلی فعالیت سلولی مغز حیوانات بیهوش شده را مورد بررسی قرار دادیم. در آن تحقیقات، متوجه فعالیت بیش از حد در هیپوکامپ و قشر مغز شدیم. وقتی حیوانات مدل را بررسی کردیم، هیچ تفاوتی بین فعالیت نورون ها و سیناپس ها در هیپوکامپ و فعالیتشان در گروه کنترل حیوانات پیدا نکردیم.»

بررسی فعالیت های هیپوکامپ

محققان با توجه به یافته های موجود، فعالیت هیپوکامپ را در سایر حالت های هوشیاری، تحت بیهوشی و در طول خواب طبیعی، بررسی کردند. رافائلا آتسمون می گوید: «مشخص است که فعالیت عصبی هیپوکامپ در طول خواب در حیوانات سالم کاهش می‌ یابد. اما وقتی حیوانات مدل را در مراحل اولیه آلزایمر بررسی کردم، متوجه شدم که فعالیت هیپوکامپ آن ها در طول خواب نیز بالا می‌ ماند. این موضوع، به دلیل نارسایی در تنظیم فیزیولوژیکی است که قبلاً هرگز در مورد بیماری آلزایمر مشاهده نکرده بودیم.»
دانیل زرهین بی نظمی مشابهی را در حیوانات مدل تحت بیهوشی یافت. او گفت: «فعالیت عصبی در این مورد کاهش نمی یابد. نورون ها به شیوه ای بیش از حد هماهنگ عمل می کنند و یک الگوی الکتریکی پاتولوژیک شبیه به تشنج های آرام شکل می گیرد.» هالیت بالوها، در مورد مشکلات خواب با بیماری آلزایمر در حال تحقیق است. او تأکید می کند که اختلال کشف شده، قبل از شروع اختلالات خواب معمولی در بیماران آلزایمر شروع می شود.

اثر دارو های بیهوش کننده و فعالیت مغز

پروفسور اسلوتسکی می گوید: «ما دریافتیم حالت‌ های مغزی که واکنش‌های محیطی مانند خواب و بیهوشی را مسدود می‌ کنند، فعالیت غیرطبیعی را نشان می ‌دهند. هنگامی که حیوان بیدار است غیر قابل تشخیص است و این قبل از مشاهده علائم بیماری آلزایمر اتفاق می ‌افتد. اگرچه این فعالیت غیرطبیعی را هم می توان در طول خواب تشخیص داد، اما با بیهوشی بسیار بیشتر است. بنابراین، آزمایش اینکه آیا می توان از بیهوشی کوتاه برای تشخیص زودهنگام آلزایمر استفاده کرد یا خیر، مهم است.»

علت اصلی ناهنجاری فعالیت مغز در حیوانات مدل آلزایمر

در مرحله بعدی مطالعه، سوال بعدی محققان این بود که چه چیزی باعث این ناهنجاری می شود. برای این منظور، آن ها بر یافته‌ های مطالعات قبلی آزمایشگاه پروفسور اسلوتسکی و سایر محققان در مورد هموستاز شبکه ‌های عصبی تکیه کردند. هر مدار عصبی دارای یک نقطه فعالیت است که توسط مکانیسم‌ های تثبیت‌ کننده متعدد حفظ می‌ شود. این مکانیسم‌ ها زمانی فعال می‌ شوند که تعادل به هم بخورد و فعالیت عصبی را به نقطه تنظیم اولیه بازگرداند.
محققان به دنبال بررسی یک داروی ویژه برای اختلال در مکانیسم تنظیمی می باشند. پروفسور اسلوتسکی می گوید: «در این مطالعه بی ثباتی در فعالیت عصبی را از بیماری صرع شناسایی کردیم. در مطالعه قبلی ما یک دارو برای ام اس کشف کردیم. ممکن است این دارو با فعال کردن یک مکانیسم هموستاتیک که حد تنظیم عصبی را کاهش می دهد به بیماران مبتلا به صرع کمک کند. دانشجوی دکترا شیری شوب تأثیر دارو را بر فعالیت هیپوکامپ در مدل حیوانی آلزایمر بررسی کرد. او دریافت که در این مورد نیز، دارو باعث تثبیت و کاهش فعالیت پاتولوژیک در حین بیهوشی می شود.»

نتیجه تحقیقات

پروفسور اسلوتسکی می گوید: «نتایج مطالعه ما ممکن است به تشخیص زودهنگام آلزایمر کمک کند. حتی می تواند راه حلی برای بی ثباتی فعالیت عصبی در بیماری آلزایمر ارائه دهد. ما کشف کردیم که بیهوشی و حالت های خواب، نشانگر فعالیت پاتولوژیک مغز در مراحل اولیه بیماری آلزایمر است. همچنین علتی برای فعالیت پاتولوژیک را ارائه کردیم؛ نقص یک مکانیسم هموستاتیک بسیار اساسی که فعالیت الکتریکی در مدارهای مغز را تثبیت می کند. در نهایت، ما نشان دادیم که یک داروی شناخته شده برای ام اس، این نوع فعالیت ناهنجار مغزی ناشی از بیهوشی را سرکوب می کند.»
آیا مکانیسم های کشف شده در مدل های حیوانی می تواند در بیماران مبتلا به آلزایمر در مراحل اولیه نیز شناسایی شود؟ برای این منظور، محققان پیشنهاد می کنند که کنترل نوار مغزی را در روش های جراحی برای اندازه گیری فعالیت مغزی بیماران تحت بیهوشی بگنجانند. این تیم امیدوار است که یافته های آن ها تشخیص زودهنگام و تولید دارو را برای شایع ترین شکل زوال عقل دیررس افزایش دهد.»

منبع:

• Materials provided by Tel-Aviv University. Note: Content may be edited for style and length.
  Daniel Zarhin, Refaela Atsmon, Antonella Ruggiero, Halit Baeloha, Shiri Shoob, Oded Scharf, Leore R. Heim, Nadav Buchbinder, Ortal Shinikamin, Ilana Shapira, Boaz Styr, Gabriella Braun, Michal Harel, Anton Sheinin, Nitzan Geva, Yaniv Sela, Takashi Saito, Takaomi Saido, Tamar Geiger, Yuval Nir, Yaniv Ziv, Inna Slutsky. Disrupted neural correlates of anesthesia and sleep reveal early circuit dysfunctions in Alzheimer models. Cell Reports, 2022; 38 (3): 110268 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.110268

مترجم: پرنیا محمدی | ویراستار: پرنیا فواکهی،نفیسه مظفری