مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو (UCSD) از فناوری پیشرفته برای تجزیه و تحلیل مغز ۱۴ اهداکننده بالای ۵۹ سال که برخی از آنها بر اثر بیماری آلزایمر فوت کردند و برخی از آنها خیر، استفاده کرده‌اند.
این تیم دریافتند از سلول‌های مغزی در قشر پیشانی دریافتند که نشانه‌های پیری و بیماری آلزایمر یک ویژگی مشترک دارند؛ DNA آنها (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) با RNA (اسید ریبونوکلئیک)، کمتر از سلول‌های مغزی سالم تعامل داشتند. این کشف با استفاده از ابزاری به نام MUSIC (نقشه برهم کنش چند نوکلئیک اسید در سلول‌های منفرد) انجام شد که به اندازه کافی قدرتمند است که بتواند درون کروموزوم‌های یک سلول تک‌نگر را ببیند.
مهندس زیستی شنگ ژونگ از UCSD می‌گوید:«این فناوری این پتانسیل را دارد که به ما کمک کند مکانیسم‌های مولکولی جدیدی را در زمینه آسیب‌شناسی آلزایمر کشف کنیم، که می‌تواند راه را برای مداخلات درمانی هدفمندتر و بهبود نتایج بیمار هموار کند. مشخص شده است که افزایش سن باعث تغییراتی در کروماتین مدل‌های حیوانی می‌شود که بر طول عمر افراد تأثیر می‌گذارد. اما زمینه تحقیقات در مورد کروماتین و پیری هنوز جدید است و به سرعت در حال گسترش است.»
کروماتین، رشته‌های DNA
همراه با پروتئین‌ها در هسته سلول‌های یوکاریوتی است. در مراحل مختلف تقسیم میتوز این رشته‌ها فشرده‌تر شده و به آنها کروموزوم گفته می‌شود. در واقع کروماتین و کروموزوم دو شکل ساختاری متفاوت از ماده ژنتیکی سلول‌های یوکاریوتی هستند.
به تازگی دانشمندان توانستند با استفاده از میکروسکوپ با وضوح فوق العاده، تصویری سه بعدی از ساختار واقعی کروماتین انسانی ایجاد کنند که با تصور بسیاری از کتاب‌های درسی کاملاً متفاوت به نظر می‌رسد.
تحقیقات جدید از UCSD اکنون نور بیشتری را بر این ساختار می‌اندازد. برخی از سلول‌های مغز در افراد، مسن‌تر از سایر سلول‌های مغزی به نظر می‌رسند. افرادی که تعداد بیشتری از این سلول‌های مسن‌تر را داشتند نیز بیشتر در معرض ابتلا به بیماری آلزایمر بودند.
در سلول‌هایی که نشانه‌های انحطاط داشتند، ارتباطات «کوتاه‌برد» کمتری بین کروماتین و RNA وجود داشت. فرسایش این فعل و انفعالات صمیمی به معنای تماس کمتر برای ترجمه ژنتیکی است.
محققان در USCD نتیجه می‌گیرند:«این تمایز، ارتباط بین ترکیب کروماتین یک سلول و سن آن را روشن می‌کند، بنابراین درک ما را از مشاهدات قبلی مرتبط با کاهش ساختار کروماتین با پیری تا سطح تک سلولی گسترش می‌دهد».
در حالی که مطالعه کوچک است، جالب است که به برخی از تفاوت‌های جنسی که پیدا شد اشاره کنیم. در مقایسه با مغز مردها، مغز زنان نورون‌های پیر کمتر و سلول‌های پشتیبان پیر بیشتری به نام الیگودندروسیت را نشان می‌دهد.
در آزمایش‌های بیشتر روی موش‌ها، محققان UCSD دریافتند که الیگودندروسیت‌های بیشتری در موش‌های ماده نسبت به نرها مرگ ناشی از افزایش سن را تجربه می‌کنند، که نشان می‌دهد این سلول‌های مغز زودتر پیر می‌شوند.
محققان در UCSD توضیح می‌دهند: «الیگودندروسیت‌های سالم از فعالیت‌های عصبی طبیعی محافظت می‌کنند و تعادل بین نورون‌ها و الیگودندروسیت‌ها برای حفظ ارتباطات دو طرفه آنها مورد نیاز است».
این تیم حدس می‌زند که شاید پیری سریع‌تر الیگودندروسیت‌ها در مغز زنان می‌تواند دلیلی باشد که چرا زنان دو برابر بیشتر در معرض ابتلا به آلزایمر دیررس هستند.