הינך נמצא כאן

פתאום באמצע החיים

01.12.2010

 
 
 
חזי שטיינברג, שרון הרמתי, ד"ר ערן הורנשטיין וד"ר אלון חן. האיזון הנכון
 
מחלת ה-ALS היא אחת המחלות הנפוצות הגורמות לניוון תאי עצב. במהלך המחלה - המתפרצת בדרך כלל באמצע החיים - תאי העצב המוטוריים, השולטים בתנועת השרירים הרצוניים, מתנוונים בהדרגה. כתוצאה מכך מאבד החולה את תיפקוד מרבית השרירים, כולל אלה האחראיים על הבליעה ועל הנשימה. עד כה, לא רק שלא נמצא מרפא למחלה, אלא שהגורמים לה עדיין אינם מובנים במלואם.

במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב העת המדעי רשומות האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב (PNAS), מראה ד"ר ערן הורנשטיין, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, כי ליקויים בפעילותן של מולקולות אר-אן-אי קטנות, הקרויות מיקרו-אר-אן-אי, עשויים להסביר את הנזק הקשה שגורמת המחלה. רצפי האר-אן-אי הקצרים האלה, המוצפנים בגנום, הם חלק מארגז הכלים המשמש לבקרת ייצור החלבונים בגוף. הפיסות הקטנות נקשרות לגדילים הארוכים של מולקולות האר-אן-אי - עליו מצויות ההוראות הגנטיות לבניית חלבון - ומונעות מהוראות אלה לצאת אל הפועל.

כדי לבדוק את התפקיד שממלאים מיקרו-אר-אן-אי בתאי עצב מוטוריים, פיתחו ד"ר הורנשטיין מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית, יחד עם ד"ר אלון חן מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון, ותלמידי המחקר שרון הרמתי, אליק צפניק ויחזקאל שטיינברג, שיטה המאפשרת לחסום באופן בררני את פעילותם בתאי עצב של עכברים. עכברים אלה פיתחו תסמינים אופייניים של ניוון תאי העצב המוטוריים, ואורך החיים שלהם היה כשליש מזה של עכברים הבריאים. כך קיבלו המדענים הוכחה ראשונה לכך שמחקרם מתקדם בכיוון הנכון. בנוסף, השיטה שפיתחו עשויה להפוך לכלי מחקר שגרתי לייצור מודל של מחלת ה-ALS בעכברים, לצורך מחקרים נוספים.
 
בהמשך ביקש צוות המדענים לברר אילו חלבונים בתאי העצב מושפעים מאובדן המיקרו-אר-אן-אי. תוצאות החיפוש שלהם היפנו את הזרקור לקבוצה של חלבונים הממלאת תפקיד בתמיכה הפנימית של תאי העצב, לרבות האקסונים - השלוחות הדקות והארוכות בהן עובר האיתות העצבי. חלבונים מבניים אלה, הקרויים נוירופילמנטים, קיימים בשלוש "מידות" - קל, בינוני וכבד - והארגון המסודר של תא העצב מבוסס על שמירת האיזון הנכון בין כל השלושה. "זה כמו בניית בית: אם אין יחס נכון בין לבנים למלט, או בין בטון לפלדה, המבנה יתמוטט", אומר ד"ר הורנשטיין.
 
צביעה של אזורי המפגש בין תאי עצב (ירוק) לשריר (אדום). הצביעה הצהובה מייצגת חפיפה מלאה בין תאי העצב לשריר בעכברים נורמליים (למטה). בעכברים מהונדסים, החסרים מיקרו-אר-אן-אי בתאי עצב המעצבבים שרירים, ניכרת צביעת השריר בלבד (למעלה, באדום), משום שהעצב באיזור המפגש חולה
 
המדענים גילו, כי אחד משלושת הנוירופילמנטים - הכבד שביניהם - נשלט באופן הדוק וחזק על-ידי מולקולה מסוימת של מיקרו-אר-אן-אי. על-גבי רצפי האר-אן-אי שליח המקודד לייצור חלבון זה התגלו תשעה אתרי קישור למיקרו-אר-אן-אי הקרוי miR-9 (בנוירופילמנטים האחרים מצא רק אתר אחד כזה, או שלא נמצא אפילו אתר אחד). בהיעדר מולקולות miR-9 - המתפקדות כבלם - עלול ייצור עודף של הנוירופילמנטים הכבדים לעלות על זה של הסוגים האחרים, דבר שיפר את שיווי המשקל ויפגע בתיפקוד האקסונים.
 
בשלב הבא של המחקר גרמו המדענים למוטציה גנטית מסוימת אשר גורמת למחלה נדירה - דומה ל-ALS - הקרויה ניוון שרירים שידרתי (spinal muscular atrophy). בעכברים אלה הם גילו, כי רמות ה-miR-9 היו נמוכות פי 15 מאלה הקיימות בעכברים רגילים. "זהו הבדל עצום, שעשוי להסביר מדוע תאי העצב המוטוריים של חולי ניוון שרירים שדרתי אינם מצליחים לתחזק את מבנה הנוירופילמנטים", אומר ד"ר הורנשטיין. "משמעות הדבר היא ש-miR-9, כמעט בוודאות, הוא מרכיב חשוב בפעילותם התקינה של תאי העצב המוטוריים".
 
ד"ר הורנשטיין וחברי קבוצתו ממשיכים לעקוב אחר כמה רמזים שעלו ממחקרם. כיוון אחד הוא בדיקת השאלה כיצד בדיוק מתנהג miR-9 בתאי העצב המוטוריים. כיוון אחר הוא חקר חלבונים שנראה כי הם יוצרים קשר ישיר עם miR-9 בתאי העצב. בנוסף, הם בודקים מולקולות מיקרו-אר-אן-אי נוספות שרמותיהן השתנו בעכברים המוטנטים. הממצאים החדשים מציגים כיוון חדש ומבטיח למחקר מחלת ה-ALS - כיוון שעשוי, בעתיד, לחשוף את התמונה המקיפה של גורמי המחלה, ובהמשך, להוביל לטיפולים המבוססים על מיקרו-אר-אן-אי.
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם