يُعلق دماغك وحبل شوكيّك في حوالي 125 ملليلترًا من السائل النخاعي الذي لا يحمي فقط خلاياك العصبية الثمينة كنوع من تغليف الفقاعات السائلة، بل يحتوي أيضًا على مزيج غني من البروتينات التي تسجل نشاط الجهاز العصبي الذي يحميه.

كشفت دراسة أجراها باحثون من جامعة واشنطن الآن عن أطلس فريد من البروتينات المرتبطة بحالة التنكس العصبي مرض ألزهايمر والتي يمكن أيضًا استهدافها بصور محتملة بالأدوية.

يُعد مرض ألزهايمر صعب الدراسة لأنه لا يمكنك فحص دماغ شخص ما جيدًا إلا بعد وفاته. تعتمد معظم الدراسات التي هدفت إلى تحديد الجينات المرتبطة بخطر مرض ألزهايمر وحمايته على أنسجة دماغ ميتة، والتي لا يمكنها إلا أن تعطي رؤية محدودة للمرض، عادةً في مراحله الأخيرة.

”

اتّبع العلماء في الماضي نهجًا آخر تمثّل في دراسة بلازما الدم. ومع أن الدم قد يُوفّر مقياسًا مناسبًا لبعض مُؤشّرات أمراض الدماغ، إلا أنه لا يتفاعل مباشرةً مع أنسجة الدماغ المتضرّرة من مرض الزهايمر كما يفعل السائل النخاعي.

يبدأ السائل النخاعي ببلازما الدم، لذا فهو يشترك معها في الكثير من الخصائص، لكنه يحتوي على عدد أقل بكثير من البروتينات ومستويات مختلفة من الشوارد. غير أن البروتينات الموجودة في السائل النخاعي يمكن أن تُخبرنا الكثير عن الأنشطة الخلوية داخل الدماغ، بالإضافة إلى الجينات المسؤولة عنها.

يُعدّ تتبّع العديد من البروتينات إلى شبكات الجينات التي قد تُؤثّر على تقدّم مرض مثل الزهايمر تحديًا قد ينطوي على رسم كل خطوة من خطوات التعبير من الجين إلى البروتين.

قام عالم الجينوم كارلوس كروشاجا من جامعة واشنطن، بالتعاون مع زملائه، باستخراج بيانات جينية وعينات من السائل النخاعي لـ 3506 أشخاص من مجموعتين بيانات قائمتين في جامعة واشنطن، بعضهم مصاب بمرض الزهايمر والبعض الآخر غير مصاب.

وقد سمح هذا للباحثين بتحديد المسارات الخلوية – والجينات والبروتينات التي تشملها – والتي قد تُسبب مشاكل للأشخاص المصابين بمرض الزهايمر.

يقول كروشاجا :”في بعض الأحيان، توجد العديد من الجينات ضمن منطقة من الحمض النووي يُعرف ارتباطها بمرض الزهايمر، ونحن لا نعرف أي من هذه الجينات هو المُسبب للحالة المرضية.”

“من خلال إضافة البروتينات إلى التحليل، يمكننا تحديد الجين المُسبب للارتباط، وتحديد المسار الجزيئي الذي يشكل جزءًا منه، بالإضافة إلى تحديد التفاعلات البروتينية الجديدة التي لن يكون من الممكن تحديدها بخلاف ذلك.”

كما قاموا بمطابقة البروتينات في عينات سائل الدماغ الشوكي هذه مع مناطق من الجينوم البشري التي ارتبطت بالفعل بمرض الزهايمر، وحددوا أي من هذه الجينات والبروتينات لها أقوى الروابط الإحصائية مع المسارات البيولوجية التي تؤدي إلى مرض الزهايمر.

وقد ضيق هذا نطاق مجموعة البيانات التي تضم 6361 بروتينًا من سائل الدماغ الشوكي إلى 38 بروتينًا فقط يُرجح تورطها في التسبب بمرض الزهايمر. ويمكن استهداف خمسة عشر من هذه البروتينات بالأدوية المتاحة، بعضها ارتبط بالفعل بانخفاض خطر الإصابة بمرض الزهايمر. توضح لنا هذه الدراسة السبب.

يقول كروشاجا [[LINK5]] إنّ “ما يميّز هذا التحليل وقوّته هو أنّنا عرّفنا البروتينات التي تُعدّل من المخاطر”. “وبالتالي، بما أنّ لدينا الآن الخطوات السببية، يمكننا تحديد إلى أين تؤدّي هذه الخطوات في الدماغ.”

باستخدام كل هذه المعلومات، تمكّنوا من تطوير نموذج قائم على علم البروتينات يمكنه التنبؤ بمرض الزهايمر بدقة أكبر من النماذج الجينية الموجودة.

ويأمل الباحثون في أن يتمّ تطبيق هذا الأسلوب في علم بروتينات السائل النخاعي على العديد من الحالات العصبية، مثل مرض باركنسون و الفصام.

يقول كروشاجا [[LINK8]] إنّ “هنا تكمن قوة هذا النهج – فعندما يكون لديك أطلس من المتغيرات الجينية، ومستويات البروتين، يمكنك تطبيق هذا على أي مرض”.

وقد نُشرت الدراسة في مجلة Nature Genetics.