באמצעות מספצי הגנים CRISPR ותאי גזע, חוקרים מאוניברסיטת שטוקהולם והמכון לחקר דמנציה בבריטניה (בריטניה DRI) במכללת קינג'ס בלונדון הצליחו לזהות מכנה משותף למוטציות גנים שונות שכולן גורמות למחלות הנוירולוגיות ALS. המחקר מראה כי תפקוד לקוי של ALS מתרחש במפעלי האנרגיה של תאי עצב, המיטוכונדריה, לפני שהתאים מראים סימני מחלה אחרים, שלא היו ידועים בעבר. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת Scientific Nature Communications.
"אנו מראים כי תאי העצב, המכונים נוירונים מוטוריים, שבסופו של דבר ימותו בבעיות זמן קצר לאחר שנוצרו. ראינו את הסימן המוקדם ביותר לבעיות במפעלי האנרגיה של התא, המיטוכונדריה, וגם כיצד הם מועברים לתהליכים ארוכים של תאי העצבים, שם יש צורך רב באנרגיה ואנרגיה שהם מייצרים," אומר ד"ר אווה בהדאלד, ב"האוניברסיטה ", דראפ רוזה, עם דראפ רוזה, עם דראפ רוזה, עם דראפ רוסד," מכון המחקר של דמנציה בבריטניה במכללת קינגס קולג 'בלונדון.
צוות המחקר הצליח לקבוע כי בעיות אלה היו משותפות לכל המוטציות שנגרמו ל- ALS, אשר יהיו חשובות לטיפולים עתידיים במחלה.
המשמעות היא שישנם גורמים שכיחים שיכולים להיות ממוקדים לתרופות, ללא קשר לגורם למחלה. "
ד"ר אווה הדלונד באוניברסיטת שטוקהולם
תאים מתוכנתים מחדש
החוקרים השתמשו במספריים הגנים CRISPR/CAS9 כדי להכניס מוטציות שונות הגורמות ל- ALS לתאי גזע אנושיים, המכונים תאי IPS. מתוך אלה נוצרו נוירונים מוטוריים, תאי העצב שאבדו ב- ALS, ופנימיות, תאי עצב העמידים יחסית למחלה. לאחר מכן נותחו אלה באמצעות רצף RNA חד-תאי, שיטה המאפשרת זיהוי של כל מולקולות המסנג'ר (mRNA) בכל תא בודד ועם זה מבין כיצד עובד תא מסוים, כיצד הוא מדבר עם שכנותיו ואם יתחיל להיות לו בעיות.
"בנתונים שהשגנו, זיהינו חתימת מחלה שכיחה בכל המוטציות הגורמות ל- ALS, שהייתה ייחודית לנוירונים מוטוריים ולכן לא התעוררה בנוירונים עמידים", אומר ד"ר כריסטוף שוויינגרובר, המחבר הראשון של המחקר.
זה קרה מוקדם מאוד והיה עצמאי לחלוטין בשאלה אם חלבונים מוטציה המוטלים על ידי המחלה (FUS, או TDP-43) היו במקום הלא נכון בתא או לא.
"עד כה האמינו כי השינוי בו החלבונים נמצאים בתוך התאים, המכונה מיסליזציה, זה מתרחש תחילה", אומר ד"ר מארק-דייוויד רופ.
תגלית פורצת דרך
לעתים קרובות נאמר כי בעיות מסוימות נגרמות כתוצאה מאובדן תפקוד בחלבון המוטציה, בעוד שבעיות אחרות מתעוררות בגלל ההפך, כלומר הופעתו של פונקציה רעילה חדשה שהושגה באמצעות המוטציה, המכונה "רווח פונקציה", אך לדברי אווה הדלונד, לא תמיד קל להבהיר כיצד זה באמת לא היה ידוע.
"על ידי ביצוע מוטציות CRISPR שונות ב- FUS-Gene הגורם ל- ALS, כעת הצלחנו להראות לראשונה שרוב השגיאות הנובעות נגרמות על ידי רכוש רעיל חדש של החלבון, ולא על ידי אובדן תפקוד", אומר ד"ר כריסטוף שוויינגרובר.
משפיעים על מפעלי האנרגיה של התאים
תגלית שלישית הייתה כי הובלת המיטוכונדריה אל האקסונים, נדרשים הרחבות של תאי העצבים שבהם יש צורך ברוב המיטוכונדריה בתאי עצב, הושפעו באופן קיצוני בקווי ה- ALS. זה קרה ללא תלות בשאלה אם החלבונים הגורמים למחלות היו במקום הלא נכון בתא או לא.
"עובדה שמציבה בעיה מכיוון שיש צורך גדול במפעלי אנרגיה אלה בתוספים של תאי העצב. בלעדיהם לתאי העצבים אין מספיק אנרגיה לתקשר כראוי עם תאים אחרים", אומרת ד"ר אווה הדלונד.
התגליות החדשות נפתחות לשיטות טיפול מוקדמות, דבר שעבור צוות המחקר הוא עבודה מתמשכת בעיצומה.
"אנו מנסים להבין כיצד השגיאות המוקדמות הללו מתרחשות בנוירונים המוטוריים הרגישים ב- ALS, וכיצד זה משפיע על רמות האנרגיה בתאים ועל התקשורת שלהם ובקשרים ההכרחיים עם סיבי שריר. אנו מאמינים כי מדובר במפתחות חשובים להבנה מדוע הסינפסות בין נוירונים לשרירים נשברים ב- ALS וגם לזהות יעדים חדשים לטיפולים," אומר ד"ר אווה הדלונד.
