چکیده
پژوهشگران مؤسسه Paul Scherrer (PSI) سازوکار تازهای را شناسایی کردهاند که نشان میدهد مولکولی طبیعی بهنام اسپرمین (Spermine) ممکن است بدن را در برابر بیماریهای نورودژنراتیو مانند آلزایمر و پارکینسون محافظت کند. اسپرمین با ایجاد تودههای قابلهضم از پروتئینهای آسیبرسان، روند پاکسازی سلولی را تقویت میکند. این یافتهها که در Nature Communications منتشر شدهاند، زمینهساز توسعه درمانهای جدید برای بیماریهای مغزی مرتبط با رسوب آمیلوئید است.
افزایش شیوع بیماریهای نورودژنراتیو با افزایش طول عمر
با افزایش امید به زندگی، بروز بیماریهای وابسته به سالمندی—including آلزایمر و پارکینسون—فزایش یافته است. این اختلالات عمدتاً ناشی از تجمع ساختارهای پروتئینی اشتباهتاخورده (misfolded amyloid proteins) در مغز هستند؛ رشتههایی طویل و نازک شبیه اسپاگتی که هنوز درمان مؤثری برای جلوگیری یا حذف آنها وجود ندارد.
اسپرمین؛ یک محافظ طبیعی در سلولها
پژوهش جدید نشان میدهد مولکول طبیعی اسپرمین میتواند:
- طول عمر کرمهای نماتود را افزایش دهد
- تحرک آنها را در دوران پیری بهبود دهد
- عملکرد میتوکندریها را تقویت کند
- و سیستم ایمنی را در پاکسازی رسوبات نوروتوکسیک آمیلوئید یاری دهد
بهگفته پژوهشگران، این نتایج میتواند پایهای برای توسعه درمانهای نوین در بیماریهای آلزایمر و پارکینسون باشد.
اسپرمین چیست و چه نقشی در سلول دارد؟
اسپرمین از خانواده پلیآمینها (Polyamines) است؛ مولکولهای آلی کوچکی که بیش از ۱۵۰ سال پیش کشف شدند. اگرچه غلظت آن در مایع منی بالا است، اما در بسیاری از سلولهای فعال بدن نیز یافت میشود.
قابلیتهای کلیدی اسپرمین:
- تقویت حرکت سلولی و فعالیت متابولیک
- تنظیم بیان ژن از طریق اتصال به اسیدهای نوکلئیک
- مشارکت در فرایند حیاتی Biomolecular Condensation که طی آن ماکرومولکولها درون سلول بهصورت قطرهای متراکم میشوند و میتوانند واکنشهای زیستی را تسریع کنند
شواهد پیشین نقش محافظتی اسپرمین در حافظه و نورونها را مطرح کرده بود، اما مکانیزم دقیق آن تا امروز ناشناخته بود.
اسپرمین چگونه پروتئینهای سمی را بیخطر میکند؟
گروه لوو (Luo) با استفاده از تصویربرداری نوری و روش SAXS scattering در منبع نوری Swiss Light Source (SLS)، دینامیک مولکولی رسوب پروتئینها را در محیطهای in vitro و in vivo (در کرم C. elegans) بررسی کردند.
نتایج کلیدی:
- اسپرمین پروتئینهای آسیبرسان را بهصورت قطرهای متراکم و در واقع بههم نزدیک میکند.
- این تجمع باعث فعالشدن کاراترِ فرایند اتوپاجی (Autophagy) میشود—مکانیسم پاکسازی که پروتئینهای آسیبدیده را در وزیکولهای غشایی محصور کرده و تجزیه میکند.
- لوو توضیح میدهد: «اتوپاجی با تودههای بزرگتر پروتئینی بهتر عمل میکند. اسپرمین مانند یک چسب ملایم رشتهها را به هم نزدیک میکند، بدون آنکه آنها را محکم بچسباند.»
تشبیهی ساده: اسپرمین مثل پنیر روی اسپاگتی
به بیان لوو:
«اسپرمین مثل پنیری است که روی رشتههای اسپاگتی ریخته میشود و آنها را به هم متصل میکند—بدون اینکه به هم بچسباند—و همین باعث میشود هضمشان آسانتر شود.»
اسپرمین و چشمانداز درمانهای آینده
اسپرمین علاوه بر آلزایمر و پارکینسون، در بیماریهایی مانند سرطان نیز نقش دارد. پژوهشهای آینده برای روشنکردن مکانیسمهای دقیق ضروری است تا بتوان درمانهای مبتنی بر اسپرمین یا سایر پلیآمینها را طراحی کرد.
لوو میگوید:
«اگر بهتر بفهمیم این مولکولها چطور عمل میکنند، میتوانیم بهاصطلاح غذاهای هضمپذیرتر و بهتر برای بدن بسازیم—چون دقیقاً میدانیم چه موادی و به چه نسبتی باید در این «سس» استفاده کنیم.»
نقش هوش مصنوعی و تصویربرداری پیشرفته
هوش مصنوعی در این مسیر نقش کلیدی دارد و میتواند:
- بهترین ترکیبهای مولکولی را از میان دادههای موجود پیشبینی کند
- مسیرهای درمانی جدید پیشنهاد دهد
همچنین تصویربرداریهای با وضوح بالا و اندازهگیریهای زمانی (time-resolved) که امکان مشاهده این فرایندها را در مقیاس زیرسلولی فراهم میکنند، برای ادامه این پژوهش حیاتیاند—تکنیکهایی که تنها در چند سینکروترون پیشرفته جهان قابل انجاماند.
منبع:
Xun Sun, Debasis Saha, Xue Wang, Cecilia Mörman, Rebecca Sternke-Hoffmann, Juan Atilio Gerez, Fátima Herranz-Trillo, Roland Riek, Wenwei Zheng, Jinghui Luo. Spermine modulation of Alzheimer’s Tau and Parkinson’s α-synuclein: implications for biomolecular condensation and neurodegeneration. Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-65426-3
تهیه و تنظیم: سید طه نوربخش
نظارت و تأیید: فائزه محمدهاشم
