پروتئین مرتبط با ناتوانی ذهنی نقش پیچیده ای دارد

سندرم X شکننده، اصلی‌ترین علت ارثی ناتوانی ذهنی، به دلیل یک جهش ژنتیکی است که تا حد زیادی پروتئین X شکننده، یک عنصر حیاتی برای رشد و عملکرد طبیعی مغز را از بین می‌برد.

پروتئین X شکننده عملکردهای عصبی را تعدیل می کند، از جمله نورون های درون سیستم به اصطلاح GABAergic که فعالیت مدارهای عصبی را تنظیم می کند. فقدان پروتئین آن سیستم را از بین می‌برد و تاکنون، درمان‌های تجربی طراحی‌شده برای بازنشانی سیستم با جبران عملکردهای پروتئین از دست رفته، در آزمایش‌های بالینی مؤثر نبوده‌اند.

اکنون، محققان دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس نقش ناشناخته ای را برای پروتئین X شکننده در سیستم GABAergic شناسایی کرده اند. آنها نشان داده‌اند که این پروتئین باز و بسته شدن گیرنده GABA-A را در نورون‌های مرکز حافظه مغز تنظیم می‌کند و در نتیجه بر نحوه پردازش این نورون‌ها، که بخش مرکزی یادگیری و حافظه است، تأثیر می‌گذارد.

این یافته ها در 17 می منتشر شد گزارش های سلولی، نشان می دهد که نقش پروتئین شکننده X پیچیده تر از آن چیزی است که قبلا تصور می شد، و یافتن درمان های موثر ممکن است به درک دقیق تری از روش های بی شماری از دست دادن این پروتئین بر مغز بستگی داشته باشد.

ویتالی آ. کلیاچکو، نویسنده ارشد، استاد زیست شناسی سلولی و دکترا، می گوید: «مردم فکر می کنند از آنجایی که X شکننده به از دست دادن یک پروتئین منفرد مربوط می شود، این یک بیماری ساده است که می توانیم به سرعت آن را درک و رفع کنیم. فیزیولوژی “اما واقعیت این است که هر چه بیشتر مطالعه کنیم، بیشتر متوجه می شویم که اصلاً ساده نیست. من فکر می کنم بخشی از دلیل شکست آزمایش های بالینی ممکن است به این دلیل باشد که ما واقعاً به خوبی درک نمی کنیم که چه اتفاقی می افتد. این امکان وجود دارد که ما باید بیش از یک مکانیسم را به طور همزمان اصلاح کنیم تا بیماران شاهد هر گونه پیشرفت معنی داری باشند.”

افراد مبتلا به سندرم X شکننده دارای ناتوانی های ذهنی یا یادگیری، مشکلات اجتماعی و رفتاری و ویژگی های فیزیکی مشخصی مانند گوش های بزرگ و صورت های بلند هستند. آنها همچنین اغلب برای رفتارهای دوستانه خود مورد توجه قرار می گیرند. این عارضه از هر 7000 مرد، 1 نفر و از هر 11000 زن، 1 نفر را تحت تاثیر قرار می دهد، که معمولاً مردان به شدت آسیب می بینند. ژن شکننده X بر روی کروموزوم X قرار دارد، بنابراین زنان یک نسخه خوب و یک نسخه بد از ژن را به ارث می برند، اما مردان تنها نسخه بد را دارند. هیچ درمانی وجود ندارد که علت اصلی را برطرف کند.

سیستم GABAergic مبتنی بر انتقال گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA) از یک نورون به نورون دیگر است. هنگامی که GABA می رسد، به یک مولکول گیرنده متصل می شود و مجموعه ای از رویدادها را در نورون گیرنده ایجاد می کند که منجر به سرکوب فعالیت آن نورون می شود. سیستم GABAergic بیش فعال افراد را به خواب می برد. کم تحرکی با افسردگی، اضطراب و تشنج های صرع مرتبط است.

برای درک بهتر نقش پروتئین X شکننده در سیستم GABAergic، Klyachko و نویسنده اول Pan-Yue Deng، MD، Ph.D.، دانشیار زیست شناسی سلولی و فیزیولوژی، نورون های مغز موش ها را با و بدون این مطالعه کردند. پروتئین X شکننده به طور خاص، آنها فعالیت نورون های کلیدی پردازش اطلاعات را که توسط سیستم GABAergic در هیپوکامپ، مرکز یادگیری و حافظه مغز کنترل می شود، ثبت کردند. چنین نورون‌هایی حضور GABA را عمدتاً با استفاده از گیرنده‌های GABA-A حس می‌کنند.

گیرنده کانالی است که می تواند باز شود تا به یون های کلرید با بار منفی اجازه دهد تا به درون سلول جریان پیدا کنند تا فعالیت آن را تعدیل کنند. محققان دریافتند پروتئین X شکننده بر مدت زمانی که گیرنده GABA-A باز می‌گذراند و میزان کلریدی که اجازه ورود به سلول می‌دهد تأثیر می‌گذارد و در نتیجه بار الکتریکی پایه را در داخل نورون تنظیم می‌کند. این بار پایه، به نوبه خود، بر توانایی نورون برای تمایز بین سیگنال‌های متعددی که تقریباً در یک زمان می‌رسند، تأثیر می‌گذارد، مکانیسمی حیاتی برای جداسازی الگوها برای یادگیری و شکل‌گیری حافظه.

کلاچکو گفت: «پروتئین X شکننده مستقیماً با گیرنده‌هایی که نقش مهمی در پردازش اطلاعات توسط نورون‌ها دارند، تعامل دارد. “این یک عملکرد اضافی برای پروتئین X شکننده است و ممکن است یک عملکرد مهم باشد. این گیرنده های عصبی در همه جا هستند و بسیاری از عملکردهای حیاتی مغز را کنترل می کنند.”

اما کلیاچکو هشدار می دهد که فرض کنیم این یافته ها می توانند به راحتی به درمان برای افرادی که با سندرم X شکننده زندگی می کنند ترجمه شوند. او گفت که سیستم GABAergic پیچیده است و تغییرات کوچک می تواند اثرات غیرمنتظره و گسترده ای بر عملکرد مغز داشته باشد.

کلیاچکو گفت: «من فکر می‌کنم یک تمایل بسیار قوی – که قابل درک است – وجود دارد که بلافاصله هر کشف را به یک کارآزمایی بالینی تبدیل کنیم. اما اگر همه عملکردهای این پروتئین را درک نکنیم و سعی کنیم یک مکانیسم خاص را دنبال کنیم، ممکن است مکانیسم‌های دیگر بی‌ثبات شود و نتیجه نهایی این است که افراد بهتر نمی‌شوند. یک رویکرد کاملاً متفاوت برای درمان این بیماری ممکن است امکان پذیر باشد، اما من فکر می کنم که ما باید ابتدا بیشتر در مورد نحوه عملکرد آن بدانیم. این تنها اولین پله در یک مسیر جدید است.”