חדשות

נחשף המנגנון הפוגע בתאי העצב במחלת ניוון השרירים הסופנית

מחקר שנערך באוניברסיטת תל אביב מספק מידע חדש על אודות מנגנון המוות של תאי העצב המוטוריים במחלת ה–ALS | הגילוי עשוי לסייע בעתיד בפיתוח תרופה וטיפולים למחלת ניוון השרירים

פרופ׳ ערן פרלסון, הפקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל אביב. "הוכחנו שהעצבים המוטוריים יכולים להתחדש"

במחלת ה- ALS, מחלת ניוון שרירים סופנית הנובעת ממוות והרס של תאי עצב מוטוריים במוח ובעמוד השדרה, החולים מאבדים את יכולת הנעת שרירי הגפיים העליונות והתחתונות, מפתחים בעיות בבליעה ולבסוף יכולת כיווץ שרירי הסרעפת נפגעת. החולים אינם מצליחים לנשום בכוחות עצמם ומתים בתוך שלוש עד חמש שנים בממוצע.

למרות שבשנים האחרונות חלה התקדמות רבה בהבנת המחלה, עדיין הגורם העיקרי למחלה אינו ידוע וכיום אין טיפול יעיל בחולים. קרי, יש צורך דחוף לפיתוח תרופה. כדי שטיפול כזה יפותח, תחילה יש להבין יותר לעומק מנגנונים בסיסיים שתורמים למוות והרס תאי העצב המוטוריים במחלה.

תאי העצב שיושבים בעמוד השדרה ונפגעים במחלה, שולחים אקסונים ארוכים שמעצבבים את שרירי השלד. שלוחות אקסונים ארוכים אלה יכולות להגיע ליותר ממטר אחד בבני אדם בוגרים. בריאות תאי העצב תלויה בתקשורת והובלת אותות דו-כיוונית יעילה וטובה בין גוף העצב המוטורי שיושב בעמוד השדרה לקצה האקסון שמעצבב את השריר ונמצא במרחק רב ממנו.

מערכת ההסעה התאית שמובילה אותות ביוכימיים לאורך האקסון כוללת, כחלק משלד התא, מסילה של פילמנטים חלבוניים עליהם נוסעים שני סוגי קטרים ביולוגים: קינזין שנע מגוף התא לקצה האקסון, ודיינין שנע בכיוון ההפוך, מקצה האקסון לגוף התא בעמוד השדרה.  מוטציות ובעיות במערכת הובלה זו יוצרות בעיות בבריאות העצב שעלולים לגרום למחלות ניוון עצביות שונות, כולל מחלת ה-ALS.

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יחד עם עמיתיהם הצליחו לזהות לראשונה תהליך איתות חדשני שנע לאורך האקסון וגורם למוות גופי תאי העצב בעמוד השדרה. מנגנון מולקולרי זה של ״שליח מוות״ נוצר בחיבור חלבון CRMP4  שנמצא מוטנטי בחולי ALS, ותחת תנאי עקה מתחבר לקטר הביולוגי דיינין בקצה האקסון. בפירוק ומניעת חיבור CRMP4 לדיינין באמצעים גנטיים או פרמקולוגים, הצליחו החוקרים להגן על תא העצב החולה ממוות במודלים של ALS.

מחקר זה, שדיווח עליו התפרסם לאחרונה בכתב העת של ארגון הביולוגיה המולקולרית האירופאית EMBO J, מספק בראש ובראשונה מידע חדשני אודות מנגנון המוות של תאי העצב המוטוריים במחלת ה–ALS.

רועי מימון וליאור אנקול, סטודנטים במעבדה של פרופ׳ ערן פרלסון מהפקולטה לרפואה ובית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, הובילו את הפרויקט יחד עם טל גרדוס פרי, טופז אלטמן, ואריאל יונסקו בשיתוף פעולה עם חוקרים מובילים בארץ ובחו׳׳ל.

החוקרים השתמשו במערכת שבב ביולוגית מיוחדת שפיתחו המאפשרת לדמות את מערכת עצב-שריר שנהרסת במחלה. במערכת ייחודית זו, החוקרים גידלו ומיינו תאי גזע של החולים לתאי עצב ושריר. בעזרת מיקרוסקופיה מתקדמת בשיטות ביוכימיות ומולקולריות, למדו החוקרים את תהליך מוות תאי העצב של חולים לעומת בריאים.  תוצאותיהם אוששו גם על רקמות חולים ועל עכברי מודל למחלה.

"גילינו תחילה כי ביטוי חלבון CRMP4 שונה בין תאי עצב חולים ובריאים. בעוד שהביטוי של חלבון זה גבוה בגוף התא בעמוד השדרה, הרמות שלו נמוכות בקצה האקסון. בהמשך מצאנו כי השינוי במיקום החלבון נגרם באמצעות חיבור לדיניין שגורם להיווצרות ״שליח מוות״ והורג תאי עצב בעמוד השדרה",  מסביר פרופ' פרלסון.

המדענים אף מיפו ומצאו את אתר הקישור הספציפי של CRMP4 לדיניין. במניעת חיבור ״שליח המוות״ לדיניין, על ידי שינויים גנטיים ברצף הקישור או חסימת אתר הקישור בעזרת פפטידים, הצליחו החוקרים לגרום לעלייה משמעותית בשרידות תאי העצב המוטורים במודלים עכברים והומניים של המחלה.

"מחקר זה שופך אור על גילוי מנגנון איתות חדשני ארוך טווח  של 'שליח מוות' שנוסע לאורך האקסון לעמוד השדרה ומוביל לאובדן של תאי עצב מוטוריים במחלת ה-ALS. תגלית זו מהווה מטרה חדשה לפיתוח טיפול עתידי ל-ALS  ועשויה לפתוח ערוצים חדשים במחקר על תקשורת ארוכת טווח בין חלקי העצב השונים בבריאות וחולי", מסכם פרופ' פרלסון.

במחקר לקחו חלק פרופ׳ מרטין באלסטיק מהאקדמיה למדעים בצ'כיה, פרופ׳ סמי ברמדה מאוניברסיטת מישיגן, ד"ר אמיר דורי מ"שיבא", תל השומר ופרופ׳ ירדן אופטובסקי מבר אילן.

נושאים קשורים:  מחלת ניוון שרירים,  ALS,  מחקר,  פרופ׳ ערן פרלסון,  אוניברסיטת תל אביב
תגובות