עכברים מהונדסים יסייעו בטיפול במחלות נוירולוגיות

באוניברסיטת תל אביב הונדסו עכברים, שיעזרו לטפל במחלות שפוגעות בחומר הלבן במוח

מחקרים רפואיים הנוגעים לתפקוד המוח, לליקויים בו ולמחלות הקשורות במערכות העצבים, מצריכים בדומה למחקרים אחרים מודלים לניסוי. מחלות כמו טרשת נפוצה ומחלות כגון Vanishing White Matter – העלמות החומר הלבן מהמוח מצריכות מחקר בחיות מעבדה, לדוגמה- עכברים הלוקים במחלות מסוג זה, ועד עתה לחוקרים לא היו מודלים של חיות מעבדה הלוקות במחלה זו ולכן המחקר בתחום היה מוגבל.

מבנה של נוירון -תא עצב.מקור: ויקיפדיה. ברשיון cc3-sa-by איור: Interiot Dhp1080
מבנה של נוירון -תא עצב.מקור: ויקיפדיה. ברשיון cc3-sa-by איור: Interiot Dhp1080

עם זאת פריצת דרך בתחום התרחשה לאחר שחוקרים מאוניברסיטת תל אביב, הצליחו לפתח באמצעות הנדסה גנטית עכברי מעבדה, שסובלים ממחלה עצבית של העלמות החומר הלבן מהמוח. עכברי מעבדה אלה ישמשו כמודל מחקרים על מנת לחקור את גורמי המחלה ויסייעו בפיתוח תרופות למחלה זו ולמחלות נוירודגנרטיביות אחרות בבני אדם, כאמור, כגון טרשת נפוצה.

קבוצת החוקרים מאוניברסיטת תל אביב בראשות פרופסור אורנה אלרואי-שטיין מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל-אביב הצליחה להיות הראשונה במירוץ לפיתוח גנטי של עכברי מודל למחלה . ממצאים ראשוניים ותובנות מחקריות בסיסיות באשר לאנומליה של החומר הלבן הנוצרת בעקבות המוטציה, פורסמה בכתב העת BRAIN.

בעריכת המחקר השתתפו הסטודנטים מיכל גבע, יובל קבילי, לירז מרום, נינה מינדרול, דליה פנחסי, וגלי רעיני והוא נערך בשיתוף עם הד”ר יניב אסף ממחלקת הנוירוביולוגיה באוניברסיטת תל-אביב.

ממצאי המחקר מעלים כי החוקרים הצליחו לפתח באמצעות הנדסה גנטית, עכברים הלוקים במחלת העלמות החומר הלבן מהמוח (VWM). פיתוח זה של העכברים המהונדסים גנטית יוכל לסייע בחיפוש תרופות למחלה זו ואחרות כגון טרשת נפוצה וכן להבנת המאפיינים של המחלה, הגורמים לה וכו.

מחלת העלמות החומר הלבן מהמוח VWM הינה מחלה נוירודגנרטיבית חשוכת מרפא שמקורה גנטי. מאפייניה המובהקים של המחלה הם הופעתם של סימנים נוירולוגים –קוגניטיביים ומוטוריים כבר בגיל צעיר בילדות. סימנים נוירולוגיים אלה כוללים פגיעה בתפקוד המנטלי ותהליכים השכליים, הידרדרות קוגינטיבית, פגיעה בכישורים ובמיומנויות המוטוריות וקואורדינציה, תופעות פיזיולוגיות-נוירולוגיות כמו אפילפסיה ועוד. סימנים נוירולוגים אלה מחריפים בהדרגה עד לשיתוק מוחלט, ומוות בחלוף מספר שנים. פגיעות ראש, פחד פתאומי או חום גבוה עלולים לגרום להידרדרות מהירה בסימנים הקליניים.

מקור המחלה מצוי במוטציות בגן המקדד לאנזים eIF2B שהוא בעל תפקיד חשוב בבקרת התרגום של רנ”א לחלבון ובעל חשיבות בסינתזה של רוב מוחלט של חלבונים בגוף, בכל סוגי התאים. המוטציות המתאפיינות בעוצמה משתנה, גורמות לירידה בפעילות האנזימטית אך לא להפסקת פעילות זו לגמרי.

להפתעתם של החוקרים, אף שתיפקודו של האנזים eIF2B היא בעלת חשיבות רבה כאמור בסינתזת כל החלבונים בגוף, מוטציות באינזים גורמות מסיבה שאינה ברורה, בעיקר לבעיות בחומר הלבן במוח.

אחרי שזוהה הגן שאחראי למחלה, החל המירוץ לפיתוח זן של עכברים בעלי מוטציה גנטית זו על מנת לאפשר לחוקרים לערוך מחקר מעמיק ומקיף שאינו לא ניתן לביצוע על בני אדם. תקוות החוקרים היא שמחקר אינטנסיבי מעין זה עשוי להוביל לזיהוי סימנים מוקדמים למחלה, איתור גורמים סביבתיים אשר מאיצים את התפרצות הסימפטומים והידרדרות במצב הסימנים הקליניים ולאנליזה מעמיקה של המנגנונים המולקולריים הקושרים במחלה, תהליכים ותובנות שעשויים לסייע באופן משמעותי בפיתוח תרופות למחלה.

בהליך המחקר, שינו החוקרים את הגן העכברי המקודד לתת-היחידה הקטליטית של האנזים, והכניסו בו מוטציה ייחודית שגרמה לירידה בת % 20 בפעילותו. החוקרים יצרו זן חדש של עכברים מתא בודד שהכיל את המוטציה המבוקשת.

במעקב מוחי בעכברים באמצעות אם. אר איי -בדיקת תהודה מגנטית MRI – מצאו החוקרים שהמוטציה גורמת לאיזורים ייחודיים במוח לעיכוב בהתפתחות וכן גורמת לתחילתם של תהליכי הידרדרות עצבית (נוירו דגנרציה) בגיל מוקדם. בנוסף, מצאו החוקרים שהעכברים בעלי המוטציה הגנטית לא הצליחו להתמודד ולתקן את הנזק בחומר הלבן בהשוואה לתיקון הנזק, שאירע במוחם של העכברים בקבוצת הביקורת בתוך מספר שבועות.

בקרה מדוקדקת של תהליך ייצור חלבונים המהווים חלק מאבני הבניין של מיאלין או החיוניים לתהליך יצירתו היא אשר משפיעה על שלמותו ותקינותו של החומר הלבן במוח. מיאלין שהינו חומר בידוד אשר עוטף את השלוחות של הנוירונים (תאי העצב) בגוף , הוא החומר אשר מאפשר הולכה אפקטיבית של הפולס החשמלי- העצבי. התפרקות המיאלין או מבנה לקוי של המיאלין או התפרקותו פוגעים בהעברת האותו העצביים וכן גורמים לתסמינים נוירולוגים שונים – לפי טיב הפגיעה ואופי הנוירונים (תאי העצב) אשר נפגעו. עד עתה לא זוהו גנים שהבקרה של התרגום שלהם לחלבונים הינה חיונית קריטית להיווצרות של המיאלין ושמירה על תקינותו.

קיימות מחלות שונות של החומר הלבן במוח, כשהידועה בהן היא טרשת נפוצה. זן העכברים שפותח באוניברסיטת תל-אביב יאפשר את הבנת תהליכי הבקרה החיוניים ליצירת החומר הלבן בגיל צעיר ושמירה על תקינותו בתגובה לנזקים המתרחשים בהזדמנויות שונות לאורך החיים. למידע חשוב זה יהיה שימוש רב לצורך פיתוח תרופות אשר יהיו בעלות ערך למגוון מחלות נוירודגנרטיביות.

הקישור לתמצית המחקר אודות יצירת עכברים שיסייעו לטיפול בעיות במוח


דילוג לתוכן