تقویت حافظه با مهندسی یک پروتئین مغزی 

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، این دستاورد جدید در حوزه تحقیقات حافظه از اصلاح ژنتیکی پروتئین «LIMK۱» و فعال کردن آن با «راپاماسین» به دست آمده است. این رویکرد نوآورانه نشان دهنده قابلیت درمان بیماری‌های عصب روانپژشکی مرتبط با حافظه و پیشرفت در تحقیقات عصب شناختی است.

محققان دانشکده پزشکی و جراحی در دانشگاه کاتولیک رم و دانشگاه «فوندازیون پلی کلینیکو آگوستینو جیملی» یک مولکول به نام پروتئین LIMK۱ را که به طور معمول در مغز فعال است و نقش کلیدی در حافظه دارد، اصلاح ژنتیکی کردند.

آن‌ها به این پروتئین یک «سوئیچ مولکولی» اضافه کردند که با تجویز داروی راپامایسین که به دلیل چندین اثر ضد پیری آن روی مغز شناخته می‌شود، فعال می‌شود.

نتایج این تحقیقات در نشریه Science Advances منتشر شده است.

این تحقیق که توسط وزارت آموزش، دانشگاه و تحقیقات ایتالیا، بنیاد انجمن آلزایمر آمریکا و وزارت بهداشت ایتالیا پشتیبانی می‌شود، با بهبود درک ما از عملکرد حافظه و تسهیل شناسایی راه‌حل‌های نوآورانه برای بیماری‌های عصبی – روانی مانند زوال عقل، کاربرد‌های بالقوه زیادی دارد.

پروتئین LIMK۱ نقش مهمی در تعیین تغییرات ساختاری در نورون‌ها، یعنی تشکیل خار‌های دندریتیک، دارد که انتقال اطلاعات در شبکه‌های عصبی را افزایش می‌دهد و در فرآیند‌های یادگیری و حافظه بسیار مهم است.

پروفسور «کلودیو گراسی» «Claudio Grassi» نویسنده ارشد این مطالعه، توضیح می‌دهد: حافظه فرآیند پیچیده‌ای است و شامل تغییراتی در سیناپس‌ها یا همان اتصالات بین نورون‌ها در نواحی خاص مغز مانند هیپوکامپ می‌شود که یک ساختار عصبی مهم در شکل گیری حافظه است.

این پدیده که به عنوان «پلاستیسیته سیناپسی» شناخته می‌شود، شامل تغییراتی در ساختار و عملکرد سیناپس‌ها می‌شود و وقتی رخ می‌دهد که یک مدار عصبی، مثلا، توسط تجربیات حسی فعال می‌شود.

گراسی افزود: این تجربیات باعث فعال شدن مسیر‌های سیگنال دهی پیچیده می‌شود که شامل پروتئین‌های متعدد است. برخی از این پروتئین‌ها اهمیت ویژه‌ای برای حافظه دارند، در واقع، کاهش بیان یا تغییرات این پروتئین‌ها با تغییرات در عملکرد‌های شناختی مرتبط است. یکی از این پروتئین‌ها LIMK۱ است. هدف از مطالعه ما تنظیم فعالیت این پروتئین بود، زیرا نقش کلیدی در بلوغ خار‌های دندریتیک بین نورون‌ها دارد. کنترل LIMK۱ با یک دارو به این معنی است که بتوانیم انعطاف پذیری سیناپسی و بنابراین فرآیند‌های فیزیولوژیکی وابسته به آن را ارتقا دهیم.

«کریستین ریپولی» «Cristian Ripoli»، دانشیار پزشکی در دانشگاه کاتولیک و از مجریان این پژوهش، می‌افزاید: کلید این راهبرد نوآورانه «شیمی‌ژنتیک» (ترکیبی ژنتیک و شیمی)، دقیقاً با استفاده از راپامایسین، مرتبط است. راپامیسین داروی سرکوب سیستم ایمنی در مدل‌های بالینی برای افزایش طول عمر و اثرات مفید آن بر مغز شناخته شده است.

پروفسور ریپولی تأکید می‌کند: «بنابراین، ما توالی پروتئین LIMK۱ را با قراردادن یک سوئیچ مولکولی اصلاح کردیم که به ما اجازه می‌دهد آن را با تجویز راپامایسین، فعال کنیم.

این پژوهشگران اعلام کردند: در حیواناتی که زوال شناختی مرتبط با سن دارند، استفاده از این ژن درمانی برای اصلاح پروتئین LIMK۱ و فعال کردن آن با دارو منجر به بهبود قابل توجه حافظه شد. این رویکرد به ما امکان می‌دهد فرآیند‌های پلاستیسیته سیناپسی و حافظه را در شرایط فیزیولوژیکی و پاتولوژیک دستکاری کنیم. علاوه بر این، راه را برای توسعه پروتئین‌های «مهندسی» بیشتر هموار می‌کند که می‌تواند تحقیق و درمان در زمینه نورولوژی را متحول کند.

گام بعدی دانشمندان بررسی اثربخشی این درمان در مدل‌های تجربی بیماری‌های زوال عصبی است که دارای نقص حافظه هستند، مانند آلزایمر.

گراسی بر لزوم انجام مطالعات بیشتر برای تأیید استفاده از این فناوری در انسان تأکید کرد.