گزارش CHDI: روز دوم

دومین گزارش روزانه ما از نشست سالانه درمان‌های HD در CHDI در پالم اسپرینگز، که به مشکلات تولید انرژی و مسیرهای شیمیایی اختصاص دارد… و راه‌هایی که ممکن است بتوانیم آن‌ها را برطرف کنیم

بیو-انر… چی؟

چهارشنبه ۹ فوریه در نشست درمان‌های CHDI همه چیز درباره ‘بیوانرژتیک’ و ‘متابولیسم’ بود. این اصطلاح علمی برای نحوه استفاده بدن از مواد مغذی موجود در غذا برای تولید انرژی و زنده ماندن است که اندام‌ها (مانند مغز) و سلول‌ها (مانند نورون‌ها) را قادر می‌سازد تا عملکردهای ویژه خود را انجام دهند.

بیوانرژتیک و متابولیسم موضوعات مهمی در HD هستند زیرا می‌دانیم که در افراد دارای ژن HD از همان اوایل بیماری غیرطبیعی می‌شوند و بین طول تکرار CAG فرد و سطح انرژی در سلول‌ها ارتباط وجود دارد – چه ژن HD غیرطبیعی داشته باشند یا نه.

قبل از اینکه وارد جزئیات شویم، یک اصطلاح تخصصی دیگر وجود دارد که باید توضیح دهیم و آن ‘میتوکندری’ است. میتوکندری ماشین‌های کوچکی هستند که در داخل سلول‌های ما قرار دارند و سوخت را به انرژی تبدیل می‌کنند تا سلول‌ها بتوانند کار خود را انجام دهند. از آنجایی که آن‌ها برای بیوانرژتیک بسیار مهم هستند، میتوکندری در تمام سخنرانی‌های امروز حضور داشت.

اطلاعات اولیه بیوانرژتیک

اولین ارائه توسط تیموتی گرینامایر از دانشگاه پیتسبورگ یک مرور جامع از آنچه در مورد میتوکندری و HD می‌دانیم بود. او اشاره کرد که مغز بسیار بیشتر از سهم منصفانه خود از کل انرژی بدن استفاده می‌کند و مسموم کردن عمدی میتوکندری موش‌ها می‌تواند آن‌ها را بسیار شبیه موش‌های دارای جهش HD کند. گرینامایر یافته‌های تیم خود را در مورد کلسیم (که به دلیل مفید بودن برای سلامت استخوان‌ها و دندان‌ها مشهور است) و میتوکندری در HD شرح داد. میتوکندری‌های سالم می‌توانند مقدار زیادی کلسیم ذخیره کنند، اما در HD، میتوکندری نمی‌توانند به اندازه کافی کلسیم ذخیره کنند و بار الکتریکی خود را نیز به خوبی حفظ نمی‌کنند. گرینامایر کاملاً مطمئن است که پروتئین هانتینگتون غیرطبیعی مقصر مشکلات میتوکندری در HD است، اما کاملاً مشخص نیست که کدام ناهنجاری‌ها خطرناک هستند و کدام یک راه بدن برای مقابله با مشکلاتی است که جهش HD ایجاد می‌کند. یافتن داروهایی که میتوکندری را به حالت عادی بازگردانند، احتمالاً به پاسخ این سوالات کمک می‌کند.

در ادامه، هوبی هترینگتون از دانشگاه ییل روش جدیدی را برای استفاده از اسکنرهای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی برای بررسی متابولیسم و ​​انرژی در مغز معرفی کرد. این تکنیک MRSI نامیده می‌شود که مخفف تصویربرداری طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی است. این اسکنر دارای آهنربایی بسیار قوی است که می‌تواند باعث ارتعاش اتم‌ها شود و سپس این ارتعاشات را برای تولید نقشه‌ای از مواد شیمیایی موجود در صدها قسمت مختلف مغز تشخیص می‌دهد. تحقیقات هترینگتون تاکنون در زمینه صرع بوده است، جایی که تغییرات شیمیایی ظریف می‌تواند نشان دهد که بخشی از مغز ممکن است مسئول تشنج باشد. اما این تکنیک، اگر در HD استفاده شود، می‌تواند برای کشف مشکلات انرژی در افراد دارای جهش ژنتیکی HD و مهمتر از آن، کشف اینکه آیا داروهای تغییر دهنده متابولیسم اثر مورد نظر را دارند یا خیر، بسیار مفید باشد.

میتوکندری‌ها فقط در داخل سلول‌ها نمی‌نشینند و انرژی تولید نمی‌کنند – آن‌ها به طرز شگفت‌انگیزی فعال هستند، از وسط نصف می‌شوند، با میتوکندری‌های دیگر به هم می‌پیوندند و در داخل نورون‌ها در مغز حرکت می‌کنند. سارا برمن از دانشگاه پیتسبورگ مطالعه خود را در مورد رفتار میتوکندری در یکی دیگر از بیماری‌های عصبی، پارکینسون، ارائه کرد. برمن سیستمی را برای مطالعه میتوکندری در نورون‌ها توسعه داده است. ابتدا او تمام میتوکندری‌ها را تغییر می‌دهد تا قرمز بدرخشند، سپس با شلیک لیزر به آن‌ها، میتوکندری‌های منفرد را سبز می‌کند. با استفاده از این تکنیک، او می‌تواند تشخیص دهد که آیا آن‌ها به هم می‌پیوندند، از هم جدا می‌شوند یا فقط از کنار هم عبور می‌کنند. او دریافته است که داروهایی که در عملکرد تولید انرژی میتوکندری اختلال ایجاد می‌کنند، حرکت، اتصال و تقسیم آن‌ها را نیز تغییر می‌دهند. او اکنون در حال مطالعه پروتئین‌هایی است که گاهی اوقات در بیماری پارکینسون غیرطبیعی هستند تا ببیند آن‌ها در کجای تصویر قرار می‌گیرند و تکنیک‌های او می‌تواند برای توضیح مشکلات میتوکندری و انرژی در HD بسیار مفید باشد.

با توجه به تمام این مشکلات مربوط به انرژی و میتوکندری در HD، آیا کاری می‌توانیم در مورد آن انجام دهیم؟ لتیسیا تولدو-شرمن، یک شیمیدان در CHDI، تلاش‌های این سازمان را برای ساخت داروهایی برای تغییر متابولیسم انرژی در HD توضیح داد. تیم او در حال ساخت داروهایی است که پروتئینی به نام ‘پیروات دهیدروژناز کمپلکس کیناز’ یا ‘PDHK’ را مسدود می‌کنند. PDHK نحوه تغذیه میتوکندری‌های داخل سلول‌ها توسط مواد مغذی از بقیه سلول را تغییر می‌دهد. او شواهدی نشان داد که سلول‌های دارای جهش HD در تغذیه سوخت میتوکندری خود برای تبدیل شدن به انرژی کارایی کمتری دارند. پروتئین PDHK این فرآیند را تنظیم می‌کند و تیم او فکر می‌کند که اگر راهی برای مسدود کردن کاری که انجام می‌دهد وجود داشته باشد، ممکن است علائم HD را بهبود بخشد. آن‌ها در مسیر توسعه یک داروی موثر برای مسدود کردن PDHK که در مغز کار می‌کند، به خوبی پیش رفته‌اند. پس از انجام این کار، آن را در موش‌های HD آزمایش می‌کنند تا ببینند آیا به علائم HD آن‌ها کمک می‌کند یا خیر. آن‌ها امیدوارند که این کار را تا نیمه دوم سال ۲۰۱۱ انجام دهند.

سخنران ویژه

آخرین سخنرانی این شب توسط عصب‌شناس برجسته سول اسنایدر از دانشگاه جانز هاپکینز در بالتیمور انجام شد. دکتر اسنایدر در یک سری مقالات در طول دهه‌ها از دهه ۱۹۶۰ تا به امروز، تعدادی از روش‌های اساسی عملکرد نورون‌ها را کشف کرده است، از جمله کشف اینکه چگونه اکسید نیتروژن، که در واقع یک گاز است، نحوه شلیک نورون‌ها را تغییر می‌دهد. سول اخیراً به HD علاقه‌مند شده است، به ویژه پس از اینکه آزمایشگاه او پروتئینی به نام ‘Rhes’ را کشف کرد. Rhes به پروتئین هانتینگتون می‌چسبد و وقتی هانتینگتون جهش یافته باشد، قوی‌تر می‌چسبد. نکته جالب این است که این پروتئین Rhes بیشتر در قسمت‌هایی از مغز یافت می‌شود که در HD بیشتر در معرض مرگ قرار دارند. این سوال که چرا مناطق مختلف مغز به طور انتخابی در HD آسیب‌پذیر هستند، هنوز یک راز بزرگ است – همانطور که اسنایدر توضیح داد، این «گوریل ۸۰۰ پوندی در اتاق» است. او معتقد است که Rhes ممکن است بخش مهمی از این پازل باشد.

نتیجه‌گیری‌های غروب آفتاب

انرژی و متابولیسم مسائل مهمی در HD هستند و جلسات امروز نشان داد که چگونه تیم‌های دانشمندان می‌توانند تجربیات خود را در HD و سایر بیماری‌ها به اشتراک بگذارند تا درک ما از مشکلات در HD را بهبود بخشند و راه‌های تخیلی برای غلبه بر آن‌ها ارائه دهند. این روحیه همکاری برای رسیدن به یک هدف مشترک است که به جامعه تحقیقاتی جهانی فرصتی برای یافتن درمان‌های موثر برای HD می‌دهد.

بیشتر بدانید

• بنیاد CHDI
• وبلاگ Gene Veritas