מחקר שכותרתו "IER3IP1-mutations גורמות למיקרוצפליה על ידי עיכוב סלקטיבי של תחבורה ER-Golgi", שפורסם כעת בכתב העת הפתוח "Cellular and Molecular Life Sciences", מספק תובנות חדשות לגבי הסיבות המולקולריות למחלה תורשתית נדירה ובדרך כלל קטלנית הנקראת MEDS1. המחלה מאופיינת במיקרוצפליה (ראש קטן מדי עם תבנית מוחית פשוטה), אפילפסיה וסוכרת. ילדים שנפגעו בדרך כלל מתים בגיל צעיר. הסיבה הבסיסית היא מוטציות בגן IER3IP1, המקודד לחלבון קטן בממברנה של הרשת האנדופלזמית (ER). חלבון זה ממלא תפקיד מכריע בהובלת מולקולות בין ה-ER למנגנון גולגי.
תוצאות המחקר מראות לראשונה כי היעדר IER3IP1 או המוטציה שלו גורמת להובלה לקויה של חלבונים מסוימים החיוניים להתפתחות והישרדות של תאי עצב. יתר על כן, היעדר IER3IP1 מוביל להתרחבות של ממברנות ה-ER ולהגברת פעילות הליזוזומים. בנוסף, המדענים בראשות מנהיג קבוצת המחקר ד"ר כריסטוף קאתר מצאו כי ההובלה של חלבוני מיון מסוימים, ERGIC53 והקולטן KDEL 2, מופרעת, מה שמוביל להפרשה לקויה של חלבוני ER – היבט שלא היה קשור בעבר עם IER3IP1.
ממצאים חדשים למחקר בסיסי
הממצאים של חוקרי Jena רלוונטיים במיוחד למחקר בסיסי ומרחיבים את הבנתנו בהתפתחות המוח. למרות ש- MEDS1 היא מחלה נדירה מאוד והתוצאות עדיין אינן מציעות גישות טיפוליות ישירות, הן פותחות אפשרויות חדשות למחקר על מנגנונים דומים. מעניין במיוחד כאן ההקבלה לחלבון קשור, YIPF5, שמבצע פונקציות דומות ושהמוטציה שלו יכולה לגרום למחלה דומה מאוד. לכן הידע שנצבר יכול להיות בעל משמעות גם עבור פרויקטים נוירוביולוגיים אחרים.
אתגרים וגישות טכנולוגיות חדשות
"הבירור של מערכות יחסים מורכבות אלה היה מאתגר ביותר, במיוחד מנקודת מבט טכנית", אומר ד"ר קתר. עם זאת, התקדמות בפרוטאומיקה וניתוח פני התאים אפשרו לצוות למדוד את ההבדלים העדינים בהובלת חלבון ואת השינויים הספציפיים במבנה התא הנגרמים מהיעדר IER3IP1.
גישות פוטנציאליות לטיפולים עתידיים
למרות שתוצאות מחקר זה תורמות בעיקר למחקר בסיסי, הן מספקות גם נקודות מוצא לאסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות נגד מחלות דומות. אלה כוללים גישות כגון תיקון ממוקד של הובלת חלבון, אפנון של תגובת הלחץ של ER או טיפול גנטי.
