העין האנושית עשויה להפוך ממש לחלון החושף את האותות המוקדמים ביותר של מחלת אלצהיימר, הודות ליוזמת מחקר חדשה במימון פדרלי באוניברסיטת Oregon Health & Science.
הפרס החדש לחמש שנים, בסך 3.3 מיליון דולר, יאפשר למדענים של OHSU לפתח טיפת עיניים שתוכננה במיוחד כדי לזהות את האות הפלורסצנטי של חלבון הקשור לאלצהיימר. בשילוב עם שימוש בסורק לא פולשני, פרויקט המחקר עשוי להוביל לכלי בדיקה בעלות נמוכה ונגישה נרחבת כדי לתפוס את השלב המוקדם של המחלה.
"אנחנו מחפשים מטופלים בשלב מוקדם שאין להם תסמינים", אמר מנהיג הפרויקט ליי וואנג, Ph.D., עוזר פרופסור להנדסה ביו-רפואית בבית הספר לרפואה של OHSU. וואנג הוא גם חלק מהמכון לסרטן OHSU Knight ומוביל את מעבדת הדמיה מולקולרית ופיתוח בדיקות. "המטרה היא לפתח סקר ברמת האוכלוסייה הכוללת טיפת עיניים פשוטה וסריקה מהירה".
הפרויקט נחשב לבעל סיכון גבוה ותגמול גבוה.
אם זה עובד, זה יכול לשפר מאוד את התוצאות בטיפולים חדשים לאלצהיימר המועילים ביותר בשלבים המוקדמים ביותר של התקדמות המחלה.
הפרויקט ממומן באמצעות תוכנית של המכון הלאומי להזדקנות של המכונים הלאומיים לבריאות המיועדת לחוקרים בשלב מוקדם. הפרס, שנקרא על שם מדען ה-NIH המנוח Stephen I. Katz, מעודד מדענים בתחילת הקריירה שלהם לפתח גישות חדשות לפתרון בעיות ביו-רפואיות.
היוזמה של וואנג תוסיף לתוצאות מבטיחות באמצעות סמנים ביולוגיים מבוססי דם כדי לזהות אלצהיימר.
וואנג אמר שיוזמת OHSU, אם תצליח, לא בהכרח תחייב את המטופלים לנסוע למרכז מיוחד. הוא צופה שהטכניקה תהיה זמינה בסופו של דבר במרפאות רפואת עיניים באזורים כפריים ועירוניים כאחד, ותגדיל את היכולת לסנן אנשים במהירות וביעילות לאיתותים מוקדמים של אלצהיימר.
"זה יהיה זול ונגיש, לא מוגבל לערים גדולות כמו פורטלנד או סיאטל", אמר.
זה חשוב במיוחד מכיוון שלמרות שטיפולים חדשים הוכיחו יעילות בהאטת התקדמות אלצהיימר, הם יעילים ביותר בשלבים המוקדמים יותר של המחלה.
רשתית: הרחבה חושית עצבית של המוח
הוכשר ככימאי אורגני, לוואנג ניסיון רב בפיתוח חומרים מנוגדים פלואורסצנטיים שימושיים בסיוע למנתחים להסיר גידולים תוך שימור מבנים קריטיים כגון רקמת עצב. המעבדה שלו מתמקדת בתכנון פלואורופורים בעלי מולקולות קטנות – אשר סופגים ופולטים אור – וטכנולוגיות הדמיה כמותיות שניתן לתרגם לכלים קליניים בעולם האמיתי.
במקרה של מחלת אלצהיימר, ההתמקדות של וואנג היא בסוג חלבון הנקרא עמילואיד.
בדרך כלל, מדענים מקשרים בין אלצהיימר לחלבוני עמילואיד בטא וחלבוני טאו המתקבצים יחדיו במוח, אשר מאמינים כי הוא מעורב בניוון עצבי המוביל לתסמינים של ירידה קוגניטיבית המאפיינת את המחלה. טיפולי נוגדנים חדשים מנסים להאט את הירידה הקוגניטיבית על ידי מיקוד לפלאקים עמילואידים במוח.
ניתן לזהות רובד עמילואיד באמצעות הדמיה מוחית, אך בדיקות אלו יקרות ואינן משמשות בדרך כלל בהקרנה בחולים בריאים.
במקום זאת, וואנג מציע להציץ בחלבוני עמילואיד על ידי פיתוח מולקולה מבוססת פלואורסצנציה שבסופו של דבר ניתן ליישם אותה כטיפפת עיניים.
הוא משתף פעולה עם מומחה הדמיית הרשתית Yifan Jian, Ph.D., פרופסור חבר לרפואת עיניים והנדסה ביו-רפואית בבית הספר לרפואה של OHSU, כדי להשתמש באופתלמוסקופ לייזר סריקת פלואורסצנציה בשדה רחב במיוחד כדי לזהות עמילואיד שנחשף דרך הרשתית.
Jian יתמקד בשכלול טכנולוגיית ההדמיה.
בעבודה עם ליי, אנו מתכננים להתאים אורכי גל בטוחים לרשתית תוך מתן הניגודיות הדרושה לנו כדי שהחלבונים העמילואידים יבלוט. זהו מאמץ משותף, ואנחנו חושבים שיש לנו בסיס חזק להתחיל את העבודה".
יפן ג'יאן, Ph.D., פרופסור חבר לרפואת עיניים והנדסה ביו-רפואית, בית הספר לרפואה של OHSU
הרשתית חולקת קשר ישיר למוח והיא החלק היחיד של מערכת העצבים המרכזית שניתן לצלם באופן לא פולשני ברזולוציה תאית.
"הרשתית היא שלוחה חושית עצבית של המוח," אמר וואנג. "אם נוכל לזהות הצטברות של עמילואיד ברשתית, ייתכן שניתן יהיה לסמן אלצהיימר בשלב מוקדם בקרב חולים שעדיין לא חווים תסמינים כלשהם. זה הבסיס של הפרויקט הזה".
לאחר מכן ניתן להפנות אנשים שסומנו באמצעות בדיקת רשתית לנוירולוג לצורך אבחון והדמיית מוח אינטנסיבית יותר.
וואנג תעבוד עם צוות רב תחומי של חוקרים משותפים כדי לקדם את הפרויקט מהרעיון לכיוון הקליניקה.
ג'יאן יתרום מומחיות בהדמיית רשתית וסריקת פלואורסצנטי בשדה רחב במיוחד בלייזר. נורה גריי, Ph.D., פרופסור חבר לנוירולוגיה בבית הספר לרפואה של OHSU, תתרום מומחיות במודלים של מחלת אלצהיימר ובפתולוגיה של הרשתית. סאמר גיבס, Ph.D., פרופסור להנדסה ביו-רפואית, מביא ניסיון רב בתרגום קליני של חומרי ניגוד פלואורסצנטיים ומחקרי הדמיה ראשונים בבני אדם. רנדי וולטג'ר, MD, Ph.D., פרופסור לפתולוגיה ולרפואת מעבדה ומנהל הליבה הנוירופתולוגית במרכז לייטון להזדקנות ואלצהיימר של OHSU, יעזור להנחות סדרי עדיפויות קליניים ותרגום עתידי לטיפול בחולים.
פרויקט המחקר בן חמש השנים יכלול פיתוח חומר הניגוד הפלורסנטי ולאחר מכן בדיקתו לגבי בטיחות ויעילות במודל עכבר. רק אז זה יתקדם מעבר למעבדה לניסוי קליני.
"אנחנו תמיד חושבים איך זה יכול להיות שימושי עבור חולים," אמר וואנג. "החזון לטווח ארוך הוא משהו שהוא מדויק, סביר וזמין בקהילות רבות, לא רק במרכזים אקדמיים גדולים".
