دانشمندان ارتباط مهمی بین سطح بالای آهن در مغز و افزایش آسیب‌های سلولی در مبتلایان به سندرم داون و بیماری آلزایمر کشف کردند؛ این یافته‌ها می‌تواند توضیح دهد که چرا افراد مبتلا به سندرم داون معمولا علائم آلزایمر را زودتر و شدیدتر از دیگران نشان می‌دهند.

سندرم داون (DSAD)،  ناشی از وجود یک کپی اضافی از کروموزوم 21 است که این کروموزوم شامل ژن پروتیینی به نام پروتیین پیش‌ساز آمیلویید (APP) می‌شود. این پروتیین با تجمع پلاک‌های چسبنده در مغز مرتبط است و یکی از نشانه‌های بارز بیماری آلزایمر نیز به شمار می‌آید.

افراد مبتلا به سندرم داون تمایل به تولید بیشتر پروتیین پیش‌ساز آمیلویید دارند و در معرض خطر بیشتر ابتلا به آلزایمر در سنین پایین‌تر هستند و حدود نیمی از افراد مبتلا به سندرم داون تا سن 60 سالگی علائم واضحی از آلزایمر را نشان می‌دهند که تقریبا 20 سال زودتر از حد معمول است.

پژوهشگران دانشکده پیری‌شناسی «لئونارد دیویس» دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، بافت مغزی اهدایی از افرادی که بیماری آلزایمر، سندرم داون همراه با آلزایمر (DSAD) داشتند و افرادی که هیچ یک از این بیماری‌ها در آنان تشخیص داده نشده بود را مورد بررسی قرار دادند. آنان بر قشر جلوی مغز - ناحیه‌ای از مغز که برای حافظه، برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری مهم است - تمرکز کردند.

نتایج این پژوهش منتشر شده در سایت ساینس نشان داد، مغز افراد مبتلا به سندرم داون و آلزایمر دو برابر بیشتر از مغز افراد مبتلا به آلزایمر، آهن دارد. پژوهشگران معتقدند که این آهن اضافی ممکن است ناشی از نشت‌های اندک در رگ‌های خونی مغز - خونریزی مغزی کم- باشد.

تجمع آهن مضر است و باعث ایجاد استرس اکسیداتیو می‌شود که به سلول‌ها آسیب می‌رساند. غشاهای سلولی در مغز افراد مبتلا به آلزایمر به ویژه در بخش‌هایی از غشا به نام رفت‌های لیپیدی (گستره‌های چربی)، از آسیب‌های ناشی از پراکسیداسیون لیپید رنج می‌برند.

نتایج این پژوهش همچنین نشان داد که مغز افراد مبتلا به آلزایمر سطح پایین‌تری از آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی دارد و مبارزه با آسیب را برای سلول‌ها دشوارتر می‌کند.  

مکس توروالد، پژوهشگر ارشد این پژوهش اظهار کرد: الگوی آسیب با نوع خاصی از مرگ سلولی به نام «فروپتوز» مطابقت داشت و زمانی اتفاق می‌افتد که آهن باعث تجزیه لیپیدها (چربی‌ها) در غشای سلولی می‌شود. آهن تجمع می‌یابد، باعث اکسیداسیون می‌شود و توانایی مغز برای محافظت از خود را از بین می‌برد.

نکته مهم پژوهش کنونی این است که پژوهشگران دریافتند، این توده‌های لیپیدی در مغز افراد مبتلا به سندرم داون نه فقط آسیب بیشتری دیده‌اند بلکه فعالیت آنزیمی به نام «بتا-سکرتاز» (β-secretase) در مغز افراد مبتلا به آلزایمر افزایش یافته است که به تولید پروتیین‌های چسبنده آمیلویید بتا مرتبط با آلزایمر کمک می‌کند.

نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تجمع آهن ممکن است با آسیب رساندن به سلول‌ها و ایجاد پلاک‌های مضرتر، روند پیشرفت آلزایمر را تسریع کند و بررسی موارد نادر سندرم داون «موزاییکی» (mosaic)، نوعی از این سندرم که در آن کروموزوم اضافی فقط در برخی از سلول‌ها وجود دارد، نشان داد که این افراد سطح پایین‌تری از پروتیین پیش‌ساز آمیلویید و آهن در مغز دارند و با علائم کمتری از آلزایمر و عمر طولانی‌تری زندگی کردند.  در مقابل، افرادی که «تریزومی 21» کامل (سندرم داون) داشتند، آهن بیشتر، آسیب مغزی بیشتر و طول عمر کوتاه‌تری داشتند.  این مقایسه، این ایده را تقویت می‌کند که هم پروتیین پیش‌ساز آمیلویید و هم سطح آهن در سرعت پیشرفت آلزایمر در افراد مبتلا به سندرم داون نقش دارند.

این یافته‌ها همچنین می‌تواند راه‌های جدیدی برای درمان یا کند کردن روند ابتلا به آلزایمر، به ویژه برای افراد مبتلا به سندرم داون فراهم کند.

توروالد خاطرنشان کرد: تحقیقات اولیه روی موش‌ها نشان می‌دهد که درمان‌های کیلیت‌کننده آهن - داروهایی که آهن را از بدن خارج می‌کنند - ممکن است به کاهش اثرات مضر مرتبط با آلزایمر کمک کنند و همچنین تقویت سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی مغز نیز در ایجاد محافظت موثر خواهند بود.

وی تاکید کرد: نتایج این پژوهش به ما نشان می‌دهد، فقط پلاک‌ها نیستند که باید نگران آنها باشیم، بلکه آهن و آسیب‌هایی که پیرامون آنها ایجاد می‌شود نیز باید مورد توجه قرار گیرند. این یافته‌های جدید نشان می‌دهد که شیمی و ژنتیک مغز به‌طرز پیچیده‌ای بر بیماری‌ها تاثیر می‌گذارند و درک بهتر این عوامل می‌تواند به توسعه درمان‌های موثرتر در آینده منجر شود.