به گزارش سیناپرس، در سال های اخیر، دانشمندان جهش های طبیعی مختلفی را در ژنوم انسان شناسایی کرده اند که از بیماری آلزایمر جلوگیری می کند. اکنون، در مطالعه‌ای که در ژورنال Molecular Biology and Evolution منتشر شد، محققان توضیح می‌دهند که چگونه یکی از سویه های ژنی در ابتدا برای محافظت در برابر تهدید گنوره پدید آمد.
بر اساس این مقاله، یک شکل جهش یافته از یک گیرنده ایمنی، که تقریباً در یک پنجم افراد یافت می شود، به سیستم ایمنی کمک می کند تا نایسریا گنوره، باکتری مسئول بیماری های مقاربتی را شناسایی کند. به طور معمول، گلبول‌های سفید، به‌ویژه مونوسیت‌ها و ماکروفاژها، از گیرنده‌ای به نام CD33 برای تمایز بین سلول‌های میزبان و پاتوژن‌های ناخواسته که به بدن حمله می‌کنند، استفاده می‌کنند. هنگامی که CD33 به اسیدهای سیالیک متصل می شود، قندهایی که تمایل دارند غشای سلول های میزبان را که غشا را پوشش می دهند و به عنوان یک شناسه مولکولی عمل می کنند، سلول های ایمنی آن سلول ها را می شناسند و از حمله سیستم ایمنی جلوگیری می کنند.
آجیت وارکی، زیست شناس مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، که این مطالعه را انجام داده است، به The Scientist می گوید: باکتری ها اسید سیالیک را به عنوان راهی برای گشت و گذار کردن در بدن بدون شناسایی و فریب دادن سیستم ایمنی انسان بیان می کنند. N. gonorrhoeae خود را با مولکول های اسید سیالیک می پوشانند. وقتی سلول‌های ایمنی به پوشش قندی متصل می‌شوند، پاتوژن را به‌عنوان یک سلول میزبان به اشتباه شناسایی می‌کنند و به آن اجازه می‌دهند بدون هیچ مشکلی باقی بمانند.
سلول های ما دو شکل از CD33 را سنتز می کنند: یک نسخه کامل و یک شکل جهش یافته و غیرفعال که فاقد محل اتصال قند است. آنهایی که دارای یک جهش نقطه ای خاص هستند – که با یک نوکلئوتید تغییر یافته متفاوت است – نسبت بیشتری از CD33 جهش یافته را تولید می کنند و توانایی سیستم ایمنی برای تشخیص اسیدهای سیالیک را کاهش می دهند. در نتیجه، سلول‌های ایمنی جهش‌یافته می‌توانند ساختار های مخفی گنوره را ببینند و حمله را آغاز کنند. محققان دریافتند که همان جهش منجر به مکانیسم مشابهی در مغز می شود که از بافت عصبی در برابر آلزایمر محافظت می کند.
همانطور که گیرنده تغییر یافته به سیستم ایمنی کمک می کند تا N. gonorrhoeae را در نقاط دیگر بدن هدف قرار دهد، همچنین به مغز کمک می کند تا سلول های آسیب دیده و پلاک های آمیلوئید مرتبط با بیماری آلزایمر را پاک کند. میکروگلیا – سلول‌های ایمنی که در مغز گشت‌زنی می‌کنند – هنگام تعامل با اسید سیالیک، تجمع آمیلوئید سمی را نادیده می‌گیرند. اما این تعامل در افراد دارای نوع CD33 از بین می رود و به میکروگلیا اجازه می دهد تا تجمع های آمیلوئید را پاک کند.
رودولف ای.تانزی، متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه هاروارد که در این تحقیق شرکت نداشت، می‌گوید: سطح CD33 تعیین می‌کند که سلول‌های میکروگلیال فعال باشند یا خیر. آیا آنها در هنگام خواب آمیلوئید را پاک می‌کنند یا این کار را متوقف می‌کنند و بدتر از آن، باعث ایجاد التهاب می‌شوند که منجر به مرگ سلولی و بیماری آلزایمر می‌شود؟
برای تعیین اینکه چگونه باکتری گنوره به طور موثر به انواع CD33 متصل می شود، تیم وارکی، N. gonorrhoeae دارای برچسب فلورسنت را با 15 نسخه از گیرنده مخلوط کردند که حاوی جهش های مختلفی بود که از زمان اجداد ما به دست آمده بود. گیرنده های جهش یافته در یک صفحه چند چاهکی ثابت شدند و قدرت برهمکنش پاتوژن-گیرنده با اندازه گیری سیگنال فلورسنت ساطع شده از هر چاهک آزمایش تعیین شد. در حالی که باکتری‌ها خیلی آسان با CD33 طبیعی و بسیاری از جهش‌یافته‌های دیگر تعامل داشتند، آنها قادر به اتصال به گیرنده محافظ عصبی نبودند. گروه دیگری از پاتوژن‌ها، استرپتوکوک گروه B، که باعث مننژیت و ذات‌الریه می‌شوند، فقط به طور ضعیفی به گیرنده جهش‌یافته متصل می‌شوند، که نشان می‌دهد سایر پاتوژن‌ها بر استراتژی‌های مشابهی مبتنی بر اسید سیالیک برای فرار ایمنی متکی هستند. تانزی می‌گوید با توجه به اینکه CD33 چگونه بر سلول‌های ایمنی مغز تأثیر می‌گذارد.
اگرچه دانشمندان قبلاً در مورد نقش CD33 در آلزایمر و مفهوم فرار سیستم ایمنی بیماری زا می دانستند، این مقاله اولین مقاله ای است که این دو مفهوم را به هم مرتبط می کند. رونالد اشنار، فارماکولوژیست و عصب شناس در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز که در این کار نقشی نداشت، می گوید: این نشان می دهد که چگونه سازگاری سیستم ایمنی برای مبارزه با عفونت، پتانسیل محافظت از شناخت را فراهم می کند. او اضافه می کند که این یک مدل عملی است.
سپس محققان تلاش کردند تکامل شکلی از ژن که خاصیت محافظت کنندگی دارد را ردیابی کنند و با مقایسه توالی پروتئین CD33 از هومو ساپینس با انسان‌های باستانی، زمان ظهور شکل جهش یافته را مشخص کنند. آنها هشت ژنوم باستانی را از پایگاه‌های داده DNA در دسترس عموم که از قطعات استخوان فسیل شده به دست آمده بودند با 1000 ژنوم انسان مدرن مقایسه کردند. برخلاف انسان‌های امروزی، همه ژنوم‌های انسان های باستانی دارای ژن کدکننده CD33 با محل اتصال آن دست نخورده بودند، که نشان می‌دهد این جهش پس از جدا شدن ما از عموزاده‌های اجدادی‌مان به وجود آمد.
نویسندگان این مطالعه حدس می‌زنند که تکامل ممکن است دو بار روی گیرنده جهش‌یافته اثر گذاشته باشد: اول برای کاهش عفونت و سپس برای محافظت در برابر بیماری آلزایمر. وارکی می‌گوید: دانشمندان در طول سال‌ها انواع ژنتیکی متعدد مرتبط با پیری سالم را کشف کرده‌اند که به نظر نمی‌رسد فواید تولیدمثلی را بیشتر با انتخاب طبیعی مرتبط کنند. به عنوان مثال، تغییرات در ژن AGT، خطر ابتلا به فشار خون بالا را کاهش می دهد، در حالی که نسخه محافظ PON1 از تصلب شرایین محافظت می کند.
ژن‌هایی که در افراد مسن سودمند هستند، اغلب به عنوان مدرکی برای فرضیه مادربزرگ استفاده می‌شوند، که این نظریه تکاملی است که زنان برای کمک به تربیت فرزند طولانی‌تر عمر می‌کنند و احتمال زنده ماندن نوه‌هایشان در اوایل کودکی را بهبود می‌بخشد. اغلب برای توضیح اینکه چرا، برخلاف بسیاری از گونه‌ها، طول عمر ماده‌های انسان فراتر از سال‌های تولیدمثلی است، استفاده می‌شود. وارکی می‌گوید CD33 و سایر گونه‌های محافظتی که از تخریب عصبی یا سایر بیماری‌های مرتبط با پیری جلوگیری می‌کنند، ممکن است به مادربزرگ‌ها این امکان را داده باشد که تأثیر بیشتری بر بقای گروه داشته باشند.
منبع: the-scientist.com
مترجم: کیانوش کرمی