كشف فريق من الباحثين عن آلية جزيئية تفسر كيف يمكن للتغيرات في (بروتين CPEB4) أن تسهم في التوحد مجهول السبب، وهو النوع الذي لا يرتبط بطفرة جينية معروفة، وفق دراسة نشروها في دورية “نيتشر” Nature.
وينتمى بروتين CPEB4 إلى عائلة البروتينات المرتبطة بتنظيم ترجمة الحمض النووي الريبي، ويؤدي دوراً مهماً في التحكم في التعبير الجيني داخل الخلايا.
وركز الفريق البحثي من معهد البحوث الطبية الحيوية الإسباني على جزء صغير من البروتين يُعرف بـ”الميكروإكسون العصبي” (Neuronal Microexons)، والذي تبين أنه أساسي لنمو الأعصاب.
بروتين CPEB4 يُعد مفتاحاً في تنظيم البروتينات العصبية المرتبطة بالتوحد. وفي دراسة سابقة عام 2018، اكتشف الباحثون أن الأفراد المصابين بالتوحد يفتقرون إلى جزء صغير داخل هذا البروتين، وهو الميكروإكسون العصبي.
وأوضحت الدراسة الجديدة أن هذا الجزء يلعب دوراً حيوياً في الحفاظ على مرونة البروتين، مما يساعده على تشكيل تجمعات جزيئية ديناميكية تُعرف بـ”التكثفات الجزيئية” وتفكيكها.
والميكروإكسون العصبي هو جزء صغير جداً من الإكسونات وهي القطع الجينية التي تُستخدم لتشكيل الرنا المرسال (الحمض النووي الريبوزي المرسال) أثناء عملية النسخ الجيني.
وعلى عكس الإكسونات العادية، يتميز الميكروإكسون بصغر حجمه، إذ يتكون غالباً من بضعة قواعد نيتروجينية فقط، ولكنه يلعب دوراً حاسماً في تنظيم الوظائف الجزيئية للخلايا العصبية.
وأشار الباحثون إلى أن نقص هذا الجزء الصغير يتسبب في اضطراب التكثفات الجزيئية، وهي تجمعات صغيرة داخل الخلايا تخزن جزيئات مهمة مثل الرنا المرسال في حالة غير نشطة.
وتتجمع هذه التكثفات وتتفكك استجابة للإشارات الخلوية، ما يسمح بتنظيم ديناميكي للجينات. وبدون الميكروإكسون، تصبح التكثفات أقل ديناميكية وتشكل تجمعات صلبة غير فعّالة، مما يعيق إطلاق الرنا المرسال المخزن.
اختلال تنظيم الجينات
يؤدي هذا الخلل إلى تقليل إنتاج البروتينات الضرورية لنمو الأعصاب ووظائفها، وهو ما قد يسهم في ظهور أعراض التوحد.
وأكدت الدراسة أن غياب الميكروإكسون يسبب اختلالات في تنظيم الجينات المسؤولة عن تطور الدماغ، مما يؤدي إلى اضطرابات في النمو العصبي قد تتجلى كأعراض للتوحد.
ويساعد هذا الاكتشاف في تفسير الطبيعة المعقدة والمتنوعة للتوحد مجهول السبب، الذي يضم طيفاً واسعاً من الأعراض وشدة في الحالات.
ولفت الباحثون إلى أن الميكروإكسون يمكن أن يعمل بشكل عابر، ما يعني إمكانية إدخال هذا التسلسل الصغير إلى الخلايا لاستعادة وظيفة CPEB4 جزئياً وربما تقليل الأعراض.
ورغم أن هذا النهج ما زال في مراحله الاستكشافية، إلا أنه يقدّم أملاً لتطوير علاجات مستهدفة.
وتَحدَّث الباحثون عن أن الخطوة التالية تشمل إجراء تجارب إضافية على نماذج حيوانية؛ للتأكد من إمكانية تطبيق هذه النتائج في علاجات بشرية.
ويأمل الفريق أن تؤدي هذه الأبحاث إلى تحسين جودة الحياة للأفراد والعائلات المتأثرة بالتوحد.