הינך נמצא כאן

בריחת סידן מהמוח

מדעני מכון ויצמן גילו, כי ניטרול הגן MTCH2 במוח הקדמי של עכברים הוביל להתגברות חילוף החומרים ולירידה ביכולות למידה וזיכרון. ממצאים אלה מאשרים כי אכן קיים קשר בין פעילות המיטוכונדריה לבין תיפקודים קוגניטיביים, ועשויים לתרום להבנה של מחלות עצבים ניווניות
23.04.2017

ירידה בספיגת הסידן במיטוכונדריה בתאים שבהם נוטרל הגן MTCH2. בתצלום השמאלי נראה תא עצב שלא הונדס גנטית. בתצלום הימני נראה תא עצב מהונדס (ללא MTCH2). לתאים הוחדרו חיישנים פלואורסצנטיים במטרה להאיר את ספיגת הסידן במיטוכונדריה, ולמצע הגידול של התאים הוסף סידן. כפי שניתן לראות, החיישנים מאירים באופן משמעותי פחות בתא המהונדס (סקאלת הצבע נעה מכחול, המלמד על קליטת סידן נמוכה, עד צהוב, המצביע על קליטת סידן גבוהה), דבר המעיד על פגיעה בספיגת הסידן במיטוכונדריה

בפרק הקודם זה נראה מבטיח: עכברים מהונדסים גנטית אכלו יותר מבלי להשמין, היו בכושר טוב יותר מעכברים רגילים, ותיפקוד ליבם השתפר. זה קרה לאחר שמדעני מכון ויצמן ניטרלו את הגן MTCH2 מתאי השריר של אותם עכברים מהונדסים. אבל מה קרה כאשר אותו גן נוטרל מתאי עצב במוח הקדמי? בתחילה, הממצאים היו דומים: חילוף החומרים היה גבוה והעכברים הפגינו פעלתנות-יתר, אבל מהר מאוד התברר שמשהו אינו כשורה. העכברים נכשלו במשימות ניווט במבוך, ונראה היה כי כישורי הלמידה המרחבית והזיכרון שלהם נפגעו. בעקבות ממצאים ראשונים אלה שילבו ידיים המעבדה של פרופ' איתן גרוס מהמחלקה לבקרה ביולוגית ומעבדתו של פרופ' מנחם סגל מהמחלקה לנויורוביולוגיה – וכך נולד מחקר בין-תחומי אשר נע מרמת התהליכים המולקולריים בתא עד לרמת מערכת העצבים כולה. המחקר, שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי  Scientific Reports, מקשר בין הגן MTCH2 לבין תיפקודים קוגניטיביים, ועשוי להצביע על דרך חדשה במחקר ובטיפול במחלות עצבים ניווניות, ובראשן אלצהיימר.

הגן המקודד לחלבון MTCH2 – המכונה בחיבה מיץ' או מיץ'2 – מלווה את המעבדה של פרופ' גרוס כבר יותר מעשור. מיץ', שהתגלה במעבדה ב-2005, הוא חלבון הממוקם על גבי הקרום החיצוני של המיטוכונדריה, אותם איברונים המכונים "תחנות הכוח" של התא. מאז גילויו נקשר שמו של מיץ' לאורך השנים, בין היתר, במעורבות בתהליכים של מוות תאי, במחלות מטבוליות, ובאחרונה גם במחלות עצבים ניווניות. במחקר הנוכחי התגלה, כי ניטרול של הגן מתאי עצב במוח הקדמי של עכברים שיבש את יכולת התנועה של המיטוכונדריה ואת היכולת לאזן את רמות הסידן התוך-תאי.

הקשר בין פגיעה במאזן הסידן התוך-תאי לבין הידרדרות בכישורי הלמידה והזיכרון לא הפתיע את פרופ' מנחם סגל, שכן מעבדתו מקדמת בשנים האחרונות גישה אלטרנטיבית למחקר אלצהיימר, אשר מתמקדת בשינויים במאזן הסידן כגורם מרכזי בהתפתחות המחלה. "רוב רובם של האנשים שעוסקים כיום במחקר אלצהיימר מתמקדים במשקעים של צִבְרֵי חלבונים במוח, המכונים עמילואידים", מסביר פרופ' סגל. "הטענה הרווחת היא, שאם נחסל את המשקעים האלה, נוכל לעזור לאנשים להבריא. זה הכיוון העיקרי של המחקר, וצריך לזכור שמדובר בהשקעות של מיליארדי דולרים. מנגד, הטענה האלטרנטיבית לכיוון המחקר הזה היא, שהבעיה באלצהיימר היא במאזנים של סידן תוך-תאי: מאזן הסידן בתאים במוח הוא עניין מאוד עדין – אם מעלים או מורידים טיפה את רמת הסידן, אפשר לגרום שינויים תיפקודיים קשים מאוד. וזה מה שראינו בתאים של העכברים המהונדסים מהמעבדה של פרופ' גרוס – שינויים ביכולת לטפל בסידן תוך-תאי".

פרופ' סגל מקווה, שהמחקר הנוכחי יחזק את הגישה המחקרית לאלצהיימר המתמקדת במאזני הסידן. "צריך להבין", הוא מדגיש, "אנחנו – האנשים שחושבים שמאזן הסידן הוא מרכיב חשוב בהיווצרות מחלת אלצהיימר, שזה אחד התהליכים הראשונים שמתרחשים בהקשר זה – נמצאים במיעוט. אם נצליח לשכנע את הציבור, אולי יצטרפו עוד כמה". את המחקר הובילה תלמידת המחקר אנטונלה רוגיירו מהמעבדה של פרופ' גרוס. למחקר היו שותפים ד"ר יהודית זלצמן מהמעבדה של פרופ' גרוס; תלמיד המחקר איתי אלוני, ד"ר אדוארד קורקוטיאן ואפרת אוני-ביטון מהמעבדה של פרופ' סגל; ד"ר יעל קופרמן, ד"ר מיכאל צורי וד"ר אורי ברנר מהמחלקה למשאבים וטרינריים, וד"ר סמדר לוין-זידמן מהמחלקה לתשתיות למחקר כימי.

אנחנו – האנשים שחושבים שמאזן הסידן הוא מרכיב חשוב בהיווצרות מחלת אלצהיימר, שזה אחד התהליכים הראשונים שמתרחשים בהקשר זה – נמצאים במיעוט. אם נצליח לשכנע את הציבור, אולי יצטרפו עוד כמה"

שיתוף פעולה הדוק שנוצר בין מעבדה הממוקדת בתהליכים מולקולריים במיטוכונדריה לבין מעבדה העוסקת בחקר המוח. מימין לשמאל: איתי אלוני, ד"ר יהודית זלצמן, אנטונלה רוגיירו, ד"ר אדוארד קורקוטיאן, פרופ' איתן גרוס ופרופ' מנחם סגל

שיתוף הפעולה ההדוק שנוצר בין מעבדה הממוקדת בתהליכים מולקולריים במיטוכונדריה לבין מעבדה העוסקת בחקר המוח, ונמשך לאורך שנתיים, אינו מובן מאליו. מספר פרופ' גרוס: "אנחנו לא חוקרי מוח. הגענו למוח מתוך העיסוק בחילוף חומרים ובהשמנת יתר, וכשראינו את ההידרדרות בכישורים הקוגניטיביים אצל העכברים, יצרנו קשר עם המעבדה של פרופ' סגל. אבל זה לא היה פשוט לשכנע אותם לפתוח בפנינו את המעבדה. כל אחד עסוק בעבודה שלו, וכשאני מושיט יד למישהו שהוא נויורוביולוג, הוא אומר לעצמו: 'מה הקשר, למה אתה בא אלי?' למזלנו, מצאנו כאן נושא משותף שמעניין את שנינו". פרופ' סגל מרוצה גם הוא מההחלטה לפתוח את מעבדתו: "אני מאוד אוהב את שיתוף הפעולה הזה, כי הוא מחבר בין שני קצוות, כולם בביולוגיה – מהרמה המולקולרית עד הרמה היותר מערכתית". ופרופ' גרוס מסכם: "איך בונים שיתוף פעולה כזה? זה לא משהו שקורה מיד, וזה מאוד יוצא דופן וייחודי בנוף המחקר".

על אף שמוח האדם שוקל כקילו וחצי, הוא צורך כ-20% מכמות האנרגיה שמפיק הגוף.

#מספרי_מדע

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם

.