הינך נמצא כאן

סוכנים כפולים: חלבוני המערכת החיסונית מסייעים להתפתחות המוח

מדעני מכון ויצמן למדע גילו, כי תאי העצב במוח העובר מסתייעים בחלבוני המערכת החיסונית כדי למצוא את מיקומם המדויק בתהליך הנדידה. ממצאים אלה עשויים להאיר באור חדש מצבים של אוטיזם, פיגור שכלי וסכיזופרניה
11.05.2017

נדידת תאי העצב במוח של עוברי עכברים: במצב רגיל נודדים תאים רבים (נקודות לבנות) לשכבה העליונה של קליפת המוח (שלוש תמונות משמאל), אך בהיעדרו של החלבון 3C נותרו התאים פזורים לאורך מסלול הנדידה (שלוש תמונות מימין). צולם באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי

מיליארדי תאי עצב נודדים במוח העוּבָּר, ומחפשים כל אחד את מיקומו המדויק. מדעני מכון ויצמן למדע גילו, כי במסע המאתגר הזה זוכים תאי העצב לעזרה ממקור מפתיע: חלבוני המערכת החיסונית, אותם חלבונים שבשלבים מאוחרים יותר של החיים יסייעו להגן על הגוף מפני חיידקים וגורמי מחלות אחרים. "מספר החלבונים בגוף מוגבל, לכן הגיוני מאוד מבחינה אבולוציונית 'ללהק' אותו חלבון לתפקידים שונים", אומרת ראש קבוצת המחקר, פרופ' אורלי ריינר מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית. "עם זאת, הופתענו לגלות שחלבונים של המערכת החיסונית משפיעים על נדידת תאי העצב במוח העובר".

שיבושים בנדידת תאי עצב במוח נצפו בעבר בבני אדם הלוקים באוטיזם, בסכיזופרניה, ובסוגים שונים של פיגור שכלי, אך לא היה ברור כיצד נוצרים שיבושים אלה. אמנם, ידוע רבות על המתרחש בתוך תא העצב בזמן הנדידה, אך פחות על סביבתו – כלומר, כיצד מושפעת נדידת התאים מאותות חיצוניים. במחקר החדש, אשר התפרסם בכתב-העת המדעי Nature Communications, בחנו החוקרת הבתר-דוקטוריאלית, ד"ר אנה גורליק, וחברי קבוצה אחרים של פרופ' ריינר, כ-20 חלבונים – אשר זוהו במעבדתה של פרופ' ריינר במחקר קודם, והייתה הערכה כי הם מעורבים באיתות לתאי העצב הנודדים, מכיוון שהם מופרשים אל מחוץ לתאי העצב, או נמצאים על פני השטח של תאים העומדים להבשיל לתאי עצב. במחקר הנוכחי בדקו החוקרים את הגנים המקודדים חלבונים אלה וגילו, להפתעתם, כי אחד מהם שייך לאותו חלק במערכת החיסונית הקרוי "מערכת המשלים": מערכת המורכבת מסדרת חלבונים אשר מסייעים לסלק מהגוף חיידקים ותאים פגומים. במחקר השתתפו גם מדעניות הסגל ד"ר תמר ספיר וד"ר צביה אולנדר מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית, מדענית הסגל ד"ר רבקה הפנר קראוס מהמחלקה למשאבים וטרינריים, ופרופ' טרנט וודרף מאוניברסיטת קווינסלנד שבאוסטרליה.

המדענים הראו, כי מערכת המשלים אכן מבצעת בקרה על נדידת תאי העצב במוח העובר, לאחר שהצליחו להוריד את רמת פעילותו של אחד המרכיבים המרכזיים של מערכת זו - הגן המקודד את החלבון 3C. לאחר ניטרול הגן בתאי עצב של עוברי עכברים ראו החוקרים, כי התאים לא הגיעו ליעדם: במקום להגיע לשכבה העליונה של קליפת המוח, הם נשארו פזורים לאורך מסלול נדידתם. יותר מכך, המדענים הראו כי במוח המתפתח נוטל החלבון 3C חלק באותה סדרת תגובות ביוכימיות המופעלת בחיות בוגרות יותר במהלך תגובה חיסונית בגוף. הפעלתה של סדרה זו גורמת לכך שהחלבון מתפצל למולקולות קטנות, ואלה מפעילות את הקולטנים של מערכת המשלים הנמצאים על פני השטח של תאי העצב. בהמשך, כאשר הזריקו המדענים חומרים המדמים את פעילותן של מולקולות אלה למוחם של העכברים המהונדסים חסרי ה-3C, הבעיה תוקנה ונדידת תאי העצב חזרה לסדרה.

בעבר נמצאו רמזים לכך שהמערכת החיסונית עלולה לתרום לתסמיני אוטיזם, אך לא היה ידוע באמצעות איזה מנגנון. המחקר מצביע על כיוון חדש"

מימין: ד"ר תמר ספיר, פרופ' אורלי ריינר וד"ר אנה גורליק. "הופתענו מהממצאים"

ממצאים אלה עשויים להסביר מדוע אנשים הסובלים ממחלה גנטית נדירה, סינדרום MC3, המאופיינת בתווי פנים לא שגרתיים ובבעיות באיברי גוף שונים, לוקים גם ברמות שונות של פיגור שכלי. "עד עתה לא היה ברור כיצד המוטציות הגנטיות המובילות למחלה זו – ובהן מוטציות בגנים המקודדים חלבונים במערכת המשלים – יכולות לגרום פיגור שכלי", אומרת פרופ' ריינר. "המחקר שלנו מציג הסבר אפשרי לכך. ייתכן שהמוטציות האלה משבשות את הנדידה התקינה של תאי העצב בזמן ההתפתחות העוברית".

המחקר עשוי גם להאיר באור חדש התפתחות של אוטיזם. המדענים סרקו מאגרים גדולים של מידע גנטי, ומצאו כי לאנשים על הספקטרום האוטיסטי יש לעיתים מוטציות בגנים המקודדים את מערכת המשלים. מסבירה פרופ' ריינר: "בעבר נמצאו רמזים לכך שהמערכת החיסונית עלולה לתרום לתסמיני אוטיזם, אך לא היה ידוע באמצעות איזה מנגנון. אנחנו סבורים, כי המוטציות בגנים של מערכת המשלים עלולות לחולל בעיות בנדידת תאי העצב העובריים. גילוי זה מצביע על כיוון חדש בחקר המנגנונים העצביים של אוטיזם".

במוח האדם יש כ-100 מיליארד תאי עצב, וביניהם יש כ-1,000 טריליון קשרים.

#מספרי_מדע

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם

.