عدد اليوم
مكّنت تقنية جديدة للتصوير من الربط بين الإصابة بمرض الزهايمر ووجود الحديد في الدماغ، ما قد يفتح المجال لتطوير أدوية جديدة للمرض الذي يصيب الملايين عبر العالم.
فقد أظهر مسبار تصوير جديد لأول مرة أنه في نفس مناطق الدماغ التي توجد لويحات "بيتا أميلويد" المرتبطة بمرض الزهايمر، هناك أيضًا زيادة في أكسدة الحديد، مما يعني أن الحديد في هذه المناطق أكثر تفاعلاً مع وجود الأكسجين. ويمكن أن يقدم مسبار التصوير الخاص هذا مزيدًا من التفاصيل حول أسباب مرض الزهايمر ويساعد في البحث عن أدوية جديدة لعلاجه.
نشر فريق من جامعة تكساس وجامعة إلينوي الأميركيتين دراسة حول تقنية التصوير الجديدة والنتائج في Science Advances.
وقال يي لو، المؤلف المقابل وأستاذ الكيمياء في جامعة أوستن "كانت الصلة بين أكسدة الحديد ومرض الزهايمر صندوقًا أسود. الجزء الأكثر إثارة بالنسبة لي هو أن لدينا الآن طريقة لتسليط الضوء على هذا الصندوق الأسود حتى نتمكن من البدء في فهم هذه العملية برمتها بمزيد من التفصيل".
منذ حوالي عقد من الزمان، اكتشف العلماء الاستماتة الحديدية (ferroptosis)، وهي عملية في الجسم تعتمد على مستويات الحديد المرتفعة، تؤدي إلى موت الخلايا وتلعب دورًا رئيسيًا في الأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض الزهايمر. باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي على مرضى الزهايمر الأحياء، لاحظ العلماء أن هؤلاء المرضى يميلون إلى ارتفاع مستويات الحديد في الدماغ، على الرغم من أن هذه الطريقة لا تفرق بين أشكال الحديد المختلفة. اقترحت هذه النتائج مجتمعة أن الحديد قد يلعب دورًا في تدمير خلايا الدماغ لدى مرضى الزهايمر.
بالنسبة للدراسة الجديدة، طور الباحثون مستشعرات فلورية قائمة على الحمض النووي يمكنها اكتشاف شكلين مختلفين من الحديد (Fe2 + وFe3 +) في نفس الوقت في مزارع الخلايا وفي شرائح الدماغ من الفئران المعدلة وراثيًا لتقليد مرض الزهايمر. يضيء أحد المستشعرات باللون الأخضر لـ Fe2 + والآخر يضيء باللون الأحمر لـ Fe3 +.
هذه هي أول تقنية تصوير يمكنها الكشف في وقت واحد عن كل من أشكال الحديد في الخلايا والأنسجة مع الإشارة أيضًا إلى كميتها وتوزيعها المكاني.
يضيف يوتينغ وو، المؤلف الأول المشارك للدراسة "أفضل جزء في جهاز الاستشعار لدينا هو أنه يمكننا الآن تصور التغيرات في Fe2 + وFe3 + ونسبهما في كل موقع. يمكننا تغيير معامل واحد في كل مرة لمعرفة ما إذا كان يغير اللويحات أو حالات الأكسدة للحديد".
يمكن أن تساعدهم هذه القدرة على فهم أفضل لسبب وجود نسبة متزايدة من Fe3 + إلى Fe2 + في موقع لويحات "بيتا أميلويد" وما إذا كانت زيادة أكسدة الحديد متورطة في تكوين اللويحات.
السؤال الرئيسي الآخر هو ما إذا كانت أكسدة الحديد تتسبب بشكل مباشر في موت الخلايا في مرض الزهايمر، أم أنها مجرد نتيجة ثانوية. يخطط الباحثون لاستكشاف هذا السؤال في فئران مصابة بالزهايمر.
إذا حددت الأبحاث الإضافية أن الحديد وتغيرات الأكسدة والاختزال تسبب بالفعل موت الخلايا في مرضى الزهايمر، يمكن أن توفر هذه المعلومات استراتيجية جديدة محتملة لتطوير أدوية لعلاج هذا المرض. بمعنى آخر، ربما يمكن للدواء، الذي يغير نسبة Fe3 + إلى Fe2 +، أن يساعد في حماية خلايا الدماغ. ويمكن استخدام مسبار التصوير الجديد لاختبار مدى نجاح الأدوية المرشحة في تغيير النسبة.
