طور باحثون يابانيون مركبات اصطناعية لفيتامين ك أكثر فعالية بثلاث مرات من الإصدارات الطبيعية في تعزيز نمو الخلايا العصبية. هذه المثيلات، المرتبطة بحمض الريتينويك، قد تقدم علاجات جديدة لأمراض التنكس العصبي مثل الزهايمر. يبرز الدراسة قدرتها على عبور حاجز الدماغ الدموي وتنشيط مستقبلات الدماغ الرئيسية.
تسبب اضطرابات التنكس العصبي مثل الزهايمر وباركنسون ومرض هانتينغتون في فقدان تدريجي للخلايا العصبية، مما يؤدي إلى انخفاض الذاكرة وتدهور الإدراك وصعوبات في الحركة. تعالج العلاجات الحالية الأعراض فقط، مما يؤكد الحاجة إلى علاجات تعيد توليد خلايا الدماغ.
في دراسة نشرت في ACS Chemical Neuroscience، قام علماء من معهد شيباورا للتكنولوجيا في اليابان، بقيادة الأستاذ المساعد يوشيهيسا هيروتا والأستاذ يوشيتومو سوهارا، بتخليق 12 مثيلاً هجيناً لفيتامين ك. تربط هذه المركبات فيتامين ك بحمض الريتينويك، وهو نواتج فيتامين أ الذي يساعد في تمييز الخلايا العصبية، بالإضافة إلى سلاسل جانبية من حمض الكربوكسيليك أو إستر الميثيل.
حافظت المثيلات على وظائف كلا الجزيئين الأساسيين، مما يؤثر على نسخ الجينات عبر مستقبل الستيرويد والكسنوبيوتيك (SXR) ومستقبل حمض الريتينويك (RAR). أظهرت الاختبارات في خلايا الخلايا الأم العصبية للفئران أن هجيناً واحداً —المسمى Novel VK، الذي يجمع حمض الريتينويك مع سلسلة جانبية إستر ميثيل— أحدث زيادة ثلاث أضعاف في تمييز الخلايا العصبية مقارنة بالضوابط وتفوق على فيتامين ك الطبيعي. تم قياس ذلك بارتفاع تعبير بروتين المرتبط بميكروتيوبيول 2 (Map2)، وهو علامة لنمو الخلايا العصبية.
كشف التحليل الإضافي أن فيتامين ك يعزز التمييز من خلال مستقبل الغلوتامات الميتابوتروبيك 1 (mGluR1)، الذي يشارك في التواصل التشابكي. أكدت المحاكيات الهيكلية ارتباط Novel VK الأقوى بـ mGluR1. في الخلايا والفئران، تحول Novel VK بكفاءة إلى ميلانيكينون 4 البيولوجي النشط (MK-4)، وعبر حاجز الدماغ الدموي، ووصل إلى مستويات أعلى من MK-4 في الدماغ مقارنة بفيتامين ك الطبيعي، مع فارماكوكينيتيك مستقر.
شرح الدكتور هيروتا: "أظهرت مثيلات فيتامين ك المُخلقة حديثاً قوة تقريباً ثلاث أضعاف أكبر في إحداث تمييز الخلايا الأم العصبية إلى خلايا عصبية مقارنة بفيتامين ك الطبيعي. بما أن فقدان الخلايا العصبية هو علامة مميزة لأمراض التنكس العصبي مثل الزهايمر، فقد تخدم هذه المثيلات كعوامل تجديدية تساعد في تعويض الخلايا العصبية المفقودة واستعادة وظيفة الدماغ."
العمل، المدعوم بأموال من مؤسسة ميشيما كايون التذكارية ومنح جمعية اليابان لترقية العلوم، يشير إلى إمكانية لأدوية تبطئ تقدم المرض. أضاف الدكتور هيروتا: "تقدم بحثنا نهجاً محتملاً ثورياً لعلاج أمراض التنكس العصبي. دواء مشتق من فيتامين ك يبطئ تقدم الزهايمر أو يحسن أعراضه يمكن أن يحسن ليس فقط جودة الحياة للمرضى وعائلاتهم، بل يقلل أيضاً بشكل كبير من العبء الاجتماعي المتزايد لنفقات الرعاية الصحية والرعاية طويلة الأمد."